《2022年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 5.3機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 5.3機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)(8頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 5.3機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)
一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分)
1. [xx·南寧模擬]以下說(shuō)法中哪些是正確的( )
A. 物體做勻速運(yùn)動(dòng),它的機(jī)械能一定守恒
B. 物體所受合力的功為零,它的機(jī)械能一定守恒
C. 物體所受合力不等于零,它的機(jī)械能可能守恒
D. 物體所受合力等于零,它的機(jī)械能一定守恒
解析:物體做勻速運(yùn)動(dòng)動(dòng)能不變,但是高度可以改變,即重力勢(shì)能改變,A、D錯(cuò)誤;合力的功為零,只是動(dòng)能不變,B錯(cuò)誤;物體所受合力不等于零,例如只在重力作用下的運(yùn)動(dòng),機(jī)械能守恒,C正確。
答案:C
2. [xx·廣東羅定
2、高三聯(lián)考]如圖所示,滑雪運(yùn)動(dòng)員沿傾角為30°的滑雪道勻速下滑( )
A. 運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能逐漸增加
B. 運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能逐漸增加
C. 運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能保持不變
D. 運(yùn)動(dòng)員受到的合力不做功
解析:運(yùn)動(dòng)員勻速下滑時(shí),其高度逐漸降低,重力勢(shì)能逐漸減小,動(dòng)能不變,機(jī)械能逐漸減小,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能不變,根據(jù)動(dòng)能定理,其合外力不做功,選項(xiàng)D正確。
答案:D
3. [xx·無(wú)錫模擬] 如圖所示,斜劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平面上,現(xiàn)將一小球從圖示位置靜止釋放,不計(jì)一切摩擦,則在小球從釋放到落至地面的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 斜劈對(duì)小球的彈力
3、不做功
B. 斜劈與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
C. 斜劈的機(jī)械能守恒
D. 小球重力勢(shì)能減小量等于斜劈動(dòng)能的增加量
解析:不計(jì)一切摩擦,小球下滑時(shí),小球和斜劈組成的系統(tǒng)只有小球重力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,小球重力勢(shì)能減小量等于斜劈和小球動(dòng)能的增量之和,A、C、D錯(cuò)。故選B。
答案:B
4. [xx·安慶模擬]如圖是被譽(yù)為“豪小子”的華裔球員林書豪在NBA賽場(chǎng)上投二分球時(shí)的照片?,F(xiàn)假設(shè)林書豪準(zhǔn)備投二分球前先曲腿下蹲再豎直向上躍起,已知林書豪的質(zhì)量為m,雙腳離開(kāi)地面時(shí)的速度為v,從開(kāi)始下蹲到躍起過(guò)程中重心上升的高度為h,則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 從地面躍起過(guò)程中,地面對(duì)他所
4、做的功為0
B. 從地面躍起過(guò)程中,地面對(duì)他所做的功為mv2+mgh
C. 從下蹲到離開(kāi)地面上升過(guò)程中,他的機(jī)械能守恒
D. 離開(kāi)地面后,他在上升過(guò)程中處于超重狀態(tài),在下落過(guò)程中處于失重狀態(tài)
解析:從地面躍起過(guò)程中,地面對(duì)他有支持力但沒(méi)有位移,所以地面對(duì)他不做功,故A對(duì),B錯(cuò)。從下蹲到離開(kāi)地面上升時(shí),消耗體內(nèi)化學(xué)能從而使他具有一定的動(dòng)能,機(jī)械能增加,故C錯(cuò)。離開(kāi)地面后無(wú)論上升還是下落都處于失重狀態(tài),D錯(cuò)。
答案:A
5. 如圖所示,一很長(zhǎng)的、不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩跨過(guò)光滑定滑輪,繩兩端各系一小球a和b,a球質(zhì)量為m,靜置于地面;b球質(zhì)量為3m,用手托住,高度為h,此時(shí)輕繩剛好拉緊。
5、不計(jì)空氣阻力,從靜止開(kāi)始釋放b后,a可能達(dá)到的最大高度為( )
A. h B. 1.5h
C. 2h D. 2.5h
解析:在b球落地前,a、b球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,且a、b兩球速度大小相等,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知:3mgh-mgh=(m+3m)v2,v=,b球落地時(shí),a球高度為h,之后a球向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng),在這個(gè)過(guò)程中機(jī)械能守恒,mv2=mgΔh,Δh==,所以a球可能達(dá)到的最大高度為1.5h,B正確。
答案:B
6. [xx·邯鄲模擬](多選)如圖所示,A、B兩球質(zhì)量相等,A球用不能伸長(zhǎng)的輕繩系于O點(diǎn),B球用輕彈簧系于O′點(diǎn),O與O′點(diǎn)在同一水
6、平面上,分別將A、B球拉到與懸點(diǎn)等高處,使繩和輕彈簧均處于水平,彈簧處于自然狀態(tài),將兩球分別由靜止開(kāi)始釋放,當(dāng)兩球達(dá)到各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),兩球仍處在同一水平面上,則( )
A. 兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),兩球動(dòng)能相等
B. 兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),A球動(dòng)能較大
C. 兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),B球動(dòng)能較大
D. 兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),A球受到向上的拉力較大
解析:整個(gè)過(guò)程中兩球減少的重力勢(shì)能相等,A球減少的重力勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為A球的動(dòng)能,B球減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為B球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能,所以A球的動(dòng)能大于B球的動(dòng)能,所以B正確;在懸點(diǎn)正下方位置根據(jù)牛頓第二定律,小球所
7、受拉力與重力的合力提供向心力,則A球受到的拉力較大,所以D正確。
答案:BD
7. [xx·杭州名校質(zhì)檢](多選)如圖所示,物體A、B通過(guò)細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè),物體A、B的質(zhì)量分別為m、2m,開(kāi)始時(shí)細(xì)繩伸直,用手托著物體A使彈簧處于原長(zhǎng)且A與地面的距離為h,物體B靜止在地面上,放手后物體A下落,與地面即將接觸時(shí)速度恰為零,此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無(wú)壓力,則下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 此時(shí)物體A的加速度大小為g,方向豎直向上
B. 此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于mgh
C. 此時(shí)物體B將向上運(yùn)動(dòng)
D. 此過(guò)程中物體A的機(jī)械能減少量為mgh
解析:物體B對(duì)地面恰好無(wú)壓力說(shuō)明彈
8、簧中拉力為2mg,對(duì)A,由牛頓第二定律,2mg-mg=ma,解得此時(shí)物體A的加速度大小為g,方向豎直向上,選項(xiàng)A正確;對(duì)A、B和彈簧組成的系統(tǒng),由機(jī)械能守恒定律,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于mgh,選項(xiàng)B正確;此時(shí)物體B處于靜止?fàn)顟B(tài),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由能量守恒定律,此過(guò)程中物體A的機(jī)械能減少量為mgh,選項(xiàng)D正確。
答案:ABD
8. [xx·柳州聯(lián)考] (多選)如圖所示,一根不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端分別系著小球A和物塊B,跨過(guò)固定于斜面體頂端的小滑輪O,傾角為θ=30°的斜面體置于水平地面上。A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為4m。開(kāi)始時(shí),用手托住A,使OA段繩恰處于水平伸直狀態(tài)(繩中無(wú)拉力),OB繩平行于斜
9、面,此時(shí)B靜止不動(dòng)。將A由靜止釋放,在其下擺過(guò)程中,斜面體始終保持靜止,下列判斷中正確的是( )
A. 物塊B受到的摩擦力先減小后增大
B. 地面對(duì)斜面體的摩擦力方向一直向右
C. 小球A的機(jī)械能守恒
D. 小球A的機(jī)械能不守恒,A、B系統(tǒng)的機(jī)械能守恒
解析: 當(dāng)A球未釋放時(shí)B物塊靜止,則此時(shí)B受沿斜面向上的摩擦力Ff=4mgsinθ=2mg,為靜摩擦力。假設(shè)在A球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中B未動(dòng),則A球下落的過(guò)程中機(jī)械能守恒,mgR=mv2,v=,對(duì)A球進(jìn)行受力分析可得,在最低點(diǎn)時(shí)FT-mg=m,F(xiàn)T=3mg,A球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)繩子拉力最大,此時(shí)FT=3mg
10、明A球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中不能拉動(dòng)B物塊,故小球A的機(jī)械能守恒,C正確,D錯(cuò)誤;斜面體對(duì)B物塊的靜摩擦力方向先沿斜面向上,后沿斜面向下,故先減小后增大,A正確;小球下降時(shí)有沿著繩子方向的加速度,根據(jù)整體法可判斷出地面對(duì)斜面體的摩擦力方向一直向右,B正確。
答案:ABC
9. [xx·濟(jì)南模擬] (多選)如圖所示,將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端,輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的環(huán),環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上,光滑的輕小定滑輪與直桿的距離為d,桿上的A點(diǎn)與定滑輪等高,桿上的B點(diǎn)在A點(diǎn)下方距離為d處?,F(xiàn)將環(huán)從A處由靜止釋放,不計(jì)一切摩擦阻力,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 環(huán)到達(dá)B處時(shí),重物上升的
11、高度h=
B. 環(huán)到達(dá)B處時(shí),環(huán)與重物的速度大小相等
C. 環(huán)從A到B,環(huán)減少的機(jī)械能等于重物增加的機(jī)械能
D. 環(huán)能下降的最大高度為d
解析:環(huán)到達(dá)B處時(shí),重物上升的高度為d-d=(-1)d,A錯(cuò)誤;環(huán)到達(dá)B處時(shí),環(huán)沿繩方向的分速度與重物速度大小相等,B錯(cuò)誤;因環(huán)與重物組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故C正確;由mgH-2mg(-d)=0可解得:H=d,D正確。
答案:CD
10. [xx·武漢摸底](多選)如圖所示,放置在豎直平面內(nèi)的光滑桿AB,是按照從高度為h處以初速度v0平拋的運(yùn)動(dòng)軌跡制成的,A端為拋出點(diǎn),B端為落地點(diǎn)?,F(xiàn)將一小球套于其上,由靜止開(kāi)始從軌道A端滑下。已知重力加速度
12、為g,當(dāng)小球到達(dá)軌道B端時(shí)( )
A. 小球的速率為
B. 小球的速率為
C. 小球在水平方向的速度大小為v0
D. 小球在水平方向的速度大小為
解析:由機(jī)械能守恒定律,mgh=mv2,解得小球到達(dá)軌道B端時(shí)速率為v=,選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確。設(shè)軌道在B點(diǎn)切線方向與水平方向的夾角為α,則有cosα=,cosα=。小球在水平方向的速度大小為v1=cosα==,選項(xiàng)D正確C錯(cuò)誤。
答案:BD
二、非選擇題(本題共2小題,共40分)
11. (18分) 如圖所示是一個(gè)橫截面為半圓、半徑為R的光滑柱面,一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線兩端分別系物體A、B,且mA=2mB,從圖示位置由靜止開(kāi)始釋放A物
13、體,當(dāng)物體B到達(dá)半圓頂點(diǎn)時(shí),求繩的張力對(duì)物體B所做的功。
解析:物體B到達(dá)半圓頂點(diǎn)時(shí),系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量為ΔEp=mAg-mBgR,
系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為
ΔEk=(mA+mB)v2,
由ΔEp=ΔEk得v2=(π-1)gR。
對(duì)B由動(dòng)能定理得:W-mBgR=mBv2
繩的張力對(duì)物體B做的功
W=mBv2+mBgR=mBgR。
答案:mBgR
12. (22分)[xx·泰安模擬] 如圖所示,半徑分別為R和r的甲、乙兩個(gè)光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上,軌道之間有一條水平軌道CD相通,一小球以一定的速度先滑上甲軌道,通過(guò)動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的CD段,又滑上乙軌道,最后離開(kāi)兩圓軌道。若小球在兩圓軌道的最高點(diǎn)對(duì)軌道的壓力都恰好為零,試求CD段的長(zhǎng)度。
解析:設(shè)小球通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度為vC,通過(guò)甲軌道最高點(diǎn)的速度為v1,根據(jù)小球?qū)壍缐毫榱悖?
有mg=m①
取軌道最低點(diǎn)所在水平面為參考平面,由機(jī)械能守恒定律有mv=mg·2R+mv②
聯(lián)立①②式,可得vC=
設(shè)小球通過(guò)D點(diǎn)的速度為vD,通過(guò)乙軌道最高點(diǎn)的速度為v2,則有:mg=m③
取軌道最低點(diǎn)所在水平面為參考平面,由機(jī)械能守恒定律有:mv=mg·2r+mv④
聯(lián)立③④式,可得vD=
設(shè)CD段長(zhǎng)度為l,對(duì)小球通過(guò)CD段的過(guò)程,由動(dòng)能定理有:-μmgl=mv-mv⑤
聯(lián)立解得:l=。
答案: