第六章 机械能守恒定律（A）-2021年高考物理一轮复习单元滚动双测卷

优创卷·一轮复习单元测评卷第六章 机械能守恒定律A卷 名校原创基础卷一、选择题(本题共8小题，每小题4分.在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.)1.（2020春•龙岩期末）下列关于功和功率的说法中正确的是　　A.功是矢量，功率是标量 B.合力对物体所做的功等于各分力做功的代数和 C.由可知，做功越多功率越大 D.由可知，只要知道和的值就可以计算出任意时刻的功率【解析】、功和功率都是标量，故错误；、因为功是标量，根据代数求和原则，可知合力对物体所做的功等于各分力做功的代数和，故正确；、根据可知，力做功越多，还与时间有关，则该力做功的功率不一定越大，故错误；、根据可得平均功率，知道和的值不能计算出任意时刻的功率，故错误。故选：。2.（2020春•重庆期末）如图所示，在竖直平面内有一塑料管制成的半径为的圆形轨道，轨道圆心为，过圆心的水平虚线把轨道分成两部分，上半部分光滑，下半部分粗糙，为轨道最低点。一质量为的小球从轨道的最高点由静止沿塑料圆管运动，经过、两点恰好能到达点，现使小球在最高点以的初速度运动，仍经过、两点，不计空气阻力，则下列说法正确的是　　A.小球运动过程机械能守恒 B.小球不能返回最高点 C.小球从点经点到达点的过程，克服摩擦力做功为 D.小球在最低点时对轨道的压力减小【解析】、小球在运动过程中受到的摩擦力做负功，小球的机械能减小，故错误；.小球从静止开始运动到达点时，根据动能定理可知，则克服摩擦力做功为，当以初速度开始运动时，对轨道的压力增大，摩擦力增大，克服摩擦力做功大于，小球在运动过程中受到的摩擦力做负功，小球的机械能减小，根据功能关系可知，小球到达点时的动能已经小于，而要能通过最高点，在最高点的动能至少为，故小球不可能再通过最高点，故正确，错误；.在最低点，根据牛顿第二定律可知，小球对轨道的压力，增大，则增大，故错误。故选：。3.（2020春•广州期末）物体在平行于斜面向上的拉力作用下，分别沿倾角不同斜面的底端，匀速运动到高度相同的顶端，物体与各斜面间的动摩擦因数相同，则　　A.沿倾角较大的斜面拉，克服重力做的功较多 B.沿倾角较小的斜面拉，拉力做的功较多 C.无论沿哪个斜面拉，拉力做的功均相同 D.无论沿哪个斜面拉，克服摩擦力做的功相同【解析】、重力做功为：，质量和高度均相同，则重力做功相同，克服重力做功相同，故错误；、设斜面倾角为，斜面高度，斜面长度，物体匀速被拉到顶端，根据动能定理得：  ，得：拉力做功则相同时，倾角较小，拉力做的功较多，故正确，错误；、克服摩擦力做的功：，所以倾角越大，摩擦力做功越小，故错误。故选：。4.（2020春•兴宁区期末）如图所示，下列说法正确是（所有情况均不计摩擦、空气阻力以及滑轮质量）　　A.甲图中，火箭升空的过程中，若匀速升空，机械能守恒，若加速升空，机械能不守恒 B.乙图中，物块在外力的作用下匀速上滑，物块的机械能守恒 C.丙图中，物块以一定的初速度将弹簧压缩的过程中，物块与弹簧组成的系统机械能守恒 D.丁图中，物块加速下落，物块加速上升的过程中，物体机械能守恒【解析】、甲图中，不论是火箭匀速还是加速升空，由于推力对火箭要做功，所以火箭的机械能均不守恒，是增加的，故错误；、乙图中，物体匀速上升，动能不变，重力势能增加，则机械能必定增加，故错误；、丙图中，物块以一定的初速度将弹簧压缩的过程中，由于只有重力和弹簧的弹力做功，则物块与弹簧组成的系统机械能守恒，故正确；、丁图中，物块加速下落，物块加速上升的过程中，绳子拉力对物体做正功，则物体的机械能增加，故错误。故选：。5.（2020春•无锡期末）质量为的木块放在水平桌面上，用不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮与质量为的小铁块相连。已知木块和桌面动摩擦因数为，两物体从静止开始运动，在铁块落地前木块没有撞到定滑轮，在小铁块落地前　　A.小铁块在下落过程中机械能守恒 B.小铁块与木块组成的系统机械能守恒 C.小铁块下落高度时，它的速度大小为 D.小铁块下落高度时，系统机械能减小量为【解析】、小铁块在下落过程中，绳子拉力对小铁块做负功，则小铁块的机械能减少，故错误；、由于桌面的摩擦力对系统要做功，所以小铁块与木块组成的系统机械能不守恒，故错误；、小铁块下落高度时，对系统，根据动能定理得：，得：，故错误；、小铁块下落高度时，系统机械能减小量等于木块克服摩擦力做的功，为，故正确。故选：。6.（2020春•海淀区期末）如图所示，质量为的蹦极运动员从蹦极台上跃下。设运动员由静止开始下落，且下落过程中（蹦极绳被拉直之前）所受阻力恒定，且下落的加速度为，在运动员下落的过程中（蹦极绳未拉直），下列说法正确的是　　A.运动员克服阻力所做的功为 B.运动员的重力势能减少了 C.运动员的机械能减少了 D.运动员的动能增加了【解析】、由题意可知，蹦极绳未拉直，说明运动员下落高度的过程中，只受重力和阻力，又因为运动员下落的加速度度为，对运动员受力分析，根据牛顿第二定律得：，代入得出：阻力大小，所以运动员克服阻力所做的功为，故错误；、因为运动员下落了的高度，而重力的方向是竖直向下的，故重力做的功为，所以重力势能减少量也是，故错误；、根据功能关系，运动员的机械能的减少量等于运动员克服阻力做的功，所以运动员的机械能减少了，故错误；、根据动能定理得：△，得△，所以运动员的动能增加了，故正确。故选：。7.（2020春•龙岩期末）如图所示，把质量相同的、两小球在离地面同一高度处，以相同大小的初速度分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是　　A.两小球落地时速度相同 B.两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C.从开始运动至落地，重力对两小球做功相同 D.从开始运动至落地，重力对小球做功的平均功率大于重力对小球做功的平均功率【解析】、球落地时，速度方向斜向下，球落地时，速度方向竖直向下，与地面垂直，所以两球落地时速度方向不同，故两小球落地时速度不相同，故错误；、根据机械能守恒定律可知，两小球落地时速度大小相等，设两小球落地时速度大小为，球落地时速度方向与水平方向成角，所以球落地时重力的瞬时功率为：，球落地时与水平方向垂直，所以球落地时重力的瞬时功率为：，所以两小球落地时，球重力的瞬时功率小于球重力的瞬时功率，故错误；、由重力做功的特点可知，重力的功为，由于两球下落的高度相同，两球的质量相同，所以重力对两球做的功相同，故正确；、从开始运动至落地，由于球在竖直方向上做自由落体运动，球做竖直上抛运动，所以球运动时间小于球运动时间，重力的做的功相同，根据平均功率公式可知，所以重力对小球做功的平均功率大于重力对小球做功的平均功率，故正确。故选：。8.质量为的物体从距离地面高处由静止开始匀加速向下运动到地面，其加速度大小为，则关于物体下落过程，下列说法正确的是　　A.物体的动能增加了 B.物体的重力势能减少了 C.物体的机械能增加了 D.物体的机械能减少了【解析】、根据功能定理有△，故错误；、物体下落，重力势能减小，重力势能的减小量为△△，故正确；、物体机械能的改变量为，所以物体的机械能增加，故正确，错误。故选：。9.利用动能定理，求物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功时，所列的表达式为　　A. B. C. D.【解析】对物体，从到过程只有重力和阻力做功，由动能定理有：，你像运动，若从运动到的过程中，根据动能定理可得：，故正确，错误故选：。10.（2020春•东湖区期末）以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将的货物放在传送带上的处，经过到达传送带的端。用速度传感器测得货物与传送带的速度随时间变化图象如图乙所示，已知重力加速度取，由图线可知：　　A.、两点的距离为3.2  B.货物与传送带的动摩擦因数为0.5 C.货物从运动到过程中，相对传送带对货物位移为，痕迹的长度为 D.货物从运动到过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为【解析】、根据速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，知、两点的距离对应图象与时间轴所围图形的“面积”大小，为，故正确；、由图象可知，内，货物的加速度为：，对货物由牛顿第二定律得：同理，内，货物的加速度为：，由牛顿第二定律得：联立解得：，，故正确；、在时间内，传送带速度大，货物相对于皮带的位移大小为：△，方向沿皮带向上，在时间内，面货物速度大，货物相对于皮带的位移大小为：△，方向沿皮带向下，故传送带上货物痕迹的长度为：△货物和传送带的相对位移为△△△，故正确、面粉袋与传送带摩擦产生的热量为：△△，故错误。故选：。 二、非选择题（本大题共6小题，共60分）11.（8分）（2020春•龙凤区期末）如图所示是某同学探究动能定理的实验装置。已知重力加速度为，不计滑轮摩擦阻力，该同学的实验步骤如下：.将长木板倾斜放置，小车放在长木板上，长木板旁放置两个光电门和，砂桶通过滑轮与小车相连。.调整长木板倾角，使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑，测得砂和砂桶的总质量为。.某时刻剪断细绳，小车由静止开始加速运动。.测得挡光片通过光电门的时间为△，通过光电门的时间为△，挡光片宽度为，小车质量为，两个光电门和之间的距离为。.依据以上数据探究动能定理。（1）根据以上步骤，你认为以下关于实验过程的表述正确的是      。.实验时，先剪断细绳，后接通光电门.实验时，小车加速运动的合外力为.实验过程不需要测出斜面的倾角.实验时，应满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量（2）小车经过光电门、的瞬时速度为　　、　　。如果关系式　　在误差允许范围内成立，就验证了动能定理。【解析】（1）、按照操作规程，应先接通光电门，后释放滑块，故错误；、平衡时，除了绳子拉力以外的力的合力与绳子的拉力等值反向，实验时，剪断细绳，则小车加速运动的合外力为，故错误；、实验过程中，倾斜木板的目的是平衡摩擦力，不需要测出斜面的倾角，故正确；、实验时，剪断细线，砂和砂桶不随小车运动，无需考虑砂和砂桶的总质量远是否小于小车质量，故错误。故选：。（2）由于遮光条比较小，通过光电门的时间极短，因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，因此滑块经过光电门时的瞬时速度分别为：  、小车从到的过程中，其合力做功为，小车动能的增加量为：△，因此只要比较与 是否相等，即可探究合外力做功与动能改变量之间关系是否相等。即如果关系式，在误差允许范围内成立，就验证了动能定理。故答案为：（1）；（2）、；12.（8分）（2020春•南关区校级期末）用图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”，已知当地的重力加速度。（1）下列物理量需要直接测量的是         ，通过计算得到的是　　。（填写字母序号）.与下落高度对应的重锤的瞬时速度.重锤下落的高度（2）设重锤质量为、电源频率为、重力加速度为，图乙是实验得到的一条纸带，、、、、为相邻的连续点。测得的数据为、、、，重锤由点到点重力势能减少量为　　，点的瞬时速度为　　。（结果均保留三位有效数字）（3）在实验操作过程中，因纸带与限位孔间的摩擦和空气阻力影响，会导致重锤的动能增加量　　重锤重力势能的减少量。（选填“”或“”或“” 【解析】（1）需要测量的物理量是：重锤下落的高度，即；通过计算得到的物理量是：与下落高度对应的重锤的瞬时速度，即。（2）重物由点到点势能减少量的表达式为：△，那么点的速度为：；（3）由于重锤下落时要克服阻力做功，有内能产生，根据能量守恒定律知，该实验的动能增量总是小于重力势能的减小量。故答案为：（1）；；（2）0.182；2.52；（3）。13.（8分）（2020春•郫都区期末）氢能源是全球公认的清洁能源，郫都区依据成都市氢能产业发展规划年）提出，努力打造集研发、制造与示范应用于一体的“绿色氢都”。目前首批氢燃料电池公交车已经在公交线投入使用。已知一种氢燃料汽车的质量为，发动机的额定输出功率，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的，若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为，试求：取（1）汽车的最大行驶速度大小为多少？（2）汽车匀加速运动的时间为多少？【解析】（1）由于汽车行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的，即当汽车的速度达到最大时，加速度为零，即，根据功率公式得最大行驶速度为：（2）设汽车匀加速启动阶段结束时的速度为，由牛顿第二定律得：代入数据解得：由功率公式解得：由速度时间公式得：代入数据解得汽车匀加速运动的时间为：答：（1）汽车的最大行驶速度大小为；（2）汽车匀加速运动的时间为。14.（9分）（2020春•遂宁期末）如图所示，一轨道由两圆弧形轨道和与粗糙的水平面相切构成，圆弧段对应的圆心角为，半径与水平轨道垂直，水平轨道段粗糙且长。一质量为的木块，从轨道上方的点以的速度水平抛出，刚好在点沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道，经过圆弧、粗糙的水平面冲上圆弧，但没有到达点速度即减为0，然后返回，刚好能够到达点，圆弧轨道、均光滑，取，，，求：（1）高度差；（2）水平轨道段的动摩擦因数；（3）如果圆弧的半径，木块最后静止时距点多远。【解析】（1）到点时，竖直方向速度的高度（2）到点得速度为，则刚好返回到点，根据动能定理可得：解得：（3）设在上滑行路程为，在整个运动过程中，解得故停在离点△处，故△答：（1）高度差为；（2）水平轨道段的动摩擦因数为0.3；（3）如果圆弧的半径，木块最后静止时距点远。15.（12分）（2020春•焦作期末）如图所示，倾角的斜面固定在水平地面上的左端，半径的光滑半圆形轨道固定在水平地面上的右端且与水平地面相切于点。将质量的物块（可视为质点）从斜面上的点由静止释放，经过点进入地面，最后停在点。已知点的高度，、两点的连线与地面的夹角，物块与斜面、地面间的动摩擦因数均为，不计物块经过点的能量损失。若物块从地面上点以水平向右的初速度开始运动，正好能到达半圆形轨道的最高点，已知、两点间的距离，重力加速度取，，，求：（1）物块由运动到系统产生的热量，物块与接触面间的动摩擦因数；（2）刚进入圆弧轨道的点时，物块受到的支持力大小；（3）物块在点时的速度大小。【解析】（1）物块从点运动到点的过程，由能量守恒定律得   如图所示，为在地面的投影，从到，由动能定理得   由几何关系知，综合可得又因为，则（2）物块正好能到达半圆形轨道的最高点，由重力提供向心力，由牛顿第二定律得  从点到点，由机械能守恒得   综合可得在点，对物块由牛顿第二定律得：    解得（3）从点到点，由动能定理得解得答：（1）物块由运动到系统产生的热量是，物块与接触面间的动摩擦因数是0.75；（2）刚进入圆弧轨道的点时，物块受到的支持力大小是；（3）物块在点时的速度大小是。16.（15分）如图所示，轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上，另一端点在位置。质量为的物块（可视为质点）以初速度从斜面的顶端点沿斜面向下运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到点位置后，又被弹簧弹回。物块离开弹簧后，恰好回到点。已知的距离为，点和点间的距离，物块与斜面间的动摩擦因数为，斜面倾角为，重力加速度为，求：（1）物体下滑的初速度；（2）弹簧在最低点处的弹性势能；（3）在轻弹簧旁边并排放置另一根与之完全相同的弹簧，一端与挡板固定。若将另一个与材料相同的物块（可视为质点）与两根弹簧右端拴接，设的质量为，将与并排在一起，使两根弹簧仍压缩到点位置，然后从静止释放，若离开后最终未冲出斜面，求需满足的条件？【解析】（1）从点又回到点，根据动能定理有：解得：（2）从斜面顶点到点，根据动能定理可得解得：（3）分离时：，，得：，即弹簧处于原长处，、两物体分离。从点到点：得：分离后，继续上升到静止，解得：答：（1）物体下滑的初速度为；（2）弹簧在最低点处的弹性势能为；（3）需满足的条件为声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布