2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练18机械能守恒定律（Word版附解析）

这是一份2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练18机械能守恒定律（Word版附解析），共7页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示,竖立在水平面上的轻弹簧,下端固定,将一个金属球放在弹簧顶端(球与弹簧不连接),用力向下压球,使弹簧被压缩,并用细线把小球和地面拴牢(图甲)。烧断细线后,发现球被弹起且脱离弹簧后还能继续向上运动(图乙)。不计空气阻力,该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.弹簧、小球所构成的系统机械能守恒
B.球刚脱离弹簧时动能最大
C.球所受合力的最大值等于重力
D.小球所受合外力为零时速度最小
2.(2021·海南卷)水上乐园有一末段水平的滑梯,人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示,滑梯顶端到末端的高度h'=4.0 m,末端到水面的高度h=1.0 m。重力加速度g取10 m/s2,将人视为质点,不计摩擦和空气阻力。人的落水点到滑梯末端的水平距离为( )
A.4.0 mB.4.5 m
C.5.0 mD.5.5 m
3.按压式圆珠笔内装有一根小弹簧,尾部有一个小帽,压一下小帽,笔尖就伸出来。如图所示,使笔的尾部朝下,将笔向下按到最低点,使小帽缩进,然后放手,笔将向上弹起至一定的高度。忽略摩擦和空气阻力,笔从最低点运动至最高点的过程中( )
A.笔的动能一直增大
B.笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和一直减小
C.弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能增加量
D.弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能和重力势能之和的增加量
4.(2022·全国乙卷)固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环。小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑,在下滑过程中,小环的速率正比于( )
A.它滑过的弧长
B.它下降的高度
C.它到P点的距离
D.它与P点的连线扫过的面积
5.如图所示,用两根长度均为l的轻绳将一重物悬挂在水平的天花板上,轻绳与天花板的夹角为θ,整个系统静止,这时每根轻绳中的拉力为FT。现将一根轻绳剪断,当小球摆至最低点时,轻绳中的拉力为FT'。θ为某一值时,FT'FT最大,此最大值为( )
A.94B.2
C.32-2D.5425
6.如图所示,AB是半径为R的14圆弧轨道,轨道底端B点与一水平轨道BC相切,水平轨道又在C点与足够长的斜面轨道CD平滑连接,轨道B处有一挡板(厚度不计)。在圆弧轨道上静止摆放着N个半径为r(r≪R)的光滑刚性小球,恰好将AB轨道铺满,小球从A到B依次标记为1、2、3、…、N号。现将B处挡板抽走,N个小球均开始运动,不计一切摩擦,考虑小球从AB向CD的运动过程,下列说法正确的是( )
A.N个小球在离开圆弧轨道的过程中均做匀速圆周运动
B.1号小球第一次经过B点的速度一定小于2gR
C.1号小球第一次经过B点的向心加速度一定等于2g
D.1号小球第一次沿CD斜面上升的最大高度为R
7.如图所示,一半圆形光滑轨道固定在竖直平面内,半圆顶点有大小可不计的定滑轮,O点为其圆心,AB为半圆上两点,OA处于水平方向,OB与竖直方向夹角为45°。一轻绳两端连接大小可不计的两个小球甲、乙,初始时甲静止在B点,乙静止在O点,绳子处于拉直状态。已知甲球的质量m1=2 kg,乙球的质量m2=1 kg,半圆轨道的半径r=1 m,当地重力加速度g取10 m/s2,忽略一切摩擦。解除约束后,两球开始运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.甲球刚开始运动时的加速度大小为5(2-1) m/s2
B.甲球一定能沿半圆轨道下滑经过A点
C.甲球沿着半圆轨道运动过程中,甲、乙两球系统的机械能守恒
D.甲球沿着半圆轨道运动过程中,甲球机械能增大
二、多项选择题
8.如图所示,半径为R的光滑圆弧轨道AO对接半径为2R的光滑圆弧轨道OB于O点。可视为质点的物体从上面圆弧的某点C由静止下滑(C点未标出),物体恰能从O点平抛出去。则( )
A.∠CO1O=60°
B.∠CO1O=90°
C.落地点距O2的距离为22R
D.落地点距O2的距离为2R
9.将质量分别为m和2m的两个小球A和B,用长为2l的轻杆相连,如图所示,在杆的中点O处有一固定水平转动轴,把杆置于水平位置后由静止自由释放,不计一切摩擦,在B球顺时针转动到最低位置的过程中( )
A.A、B两球的线速度大小始终不相等
B.重力对B球做功的瞬时功率先增大后减小
C.B球转动到最低位置时的速度大小为23gl
D.杆对B球做正功,B球机械能不守恒
10.如图甲所示,光滑细杆竖直固定,套在杆上的轻弹簧下端固定在地面上,套在杆上的小滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.05 m处,滑块与弹簧不拴接。由静止释放滑块,地面为参考平面,滑块上升过程中的机械能E和离地面的高度h之间的关系如图乙所示,g取10 m/s2,不计空气阻力。由图像可知( )
甲
乙
A.小滑块的质量为0.2 kg
B.轻弹簧原长为0.1 m
C.此过程中弹簧的最大弹性势能为0.5 J
D.滑块距地面的最大高度为0.3 m
三、非选择题
11.如图所示,鼓形轮的半径为R,可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆,杆上分别固定有质量为m的小球,球与O的距离均为2R。在轮上绕有长绳,绳上悬挂着质量为m'的重物。重物由静止下落,带动鼓形轮转动,重物落地后鼓形轮匀速转动,转动的角速度为ω。绳与轮之间无相对滑动,忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)重物落地后,小球线速度的大小v;
(2)重物落地后一小球转到水平位置A,此时该球受到杆的作用力的大小F;
(3)重物下落的高度h。
12.如图甲所示,质量为m0=1 kg、长为l=3 m的长木板放在光滑的水平面上,水平面的右端沿竖直方向固定一光滑的半圆轨道ABC,在与圆心等高的B点有一压力传感器,长木板的上表面与轨道的最低点在同一水平面上,长木板的右端距离轨道最低点的间距x=2 m。可视为质点的质量为m=2 kg的物块从长木板的最左端以v0=6 m/s的速度滑上长木板,物块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.2,经过一段时间长木板与挡板碰撞,且碰后长木板停止运动。当半圆轨道的半径R发生改变时,物块对B点的压力与半径R的关系图像如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2。
甲
乙
(1)物块运动到半圆轨道最低点A瞬间,其速度应为多大?
(2)图乙中横、纵坐标x、y分别为多少?
(3)如果半圆轨道的半径R