2020屆高考物理二輪：機(jī)械能及其守恒定律練習(xí)（帶解析）

1、2020屆高考物理二輪：機(jī)械能及其守恒定律練習(xí)及答案*機(jī)械能及其守恒定律*一、選擇題1、如圖所示，用與水平方向成角的輕繩拉小物體，小物體水平向右做勻速直線運(yùn)動，運(yùn)動的距離為L，繩中拉力大小恒為F，則拉力做的功為()A.FLB.Flsin C.FLcos D.FLtan2、(雙選)如圖所示，兩質(zhì)量相同的小球A、B，分別用線懸在等高的O1、O2點，A球的懸線比B球的長，把兩球的懸線均拉到水平位置后將小球無初速度釋放，則經(jīng)過最低點時(以懸點為零勢能點)()AA球的速度等于B球的速度BA球的動能大于B球的動能CA球的機(jī)械能大于B球的機(jī)械能DA球的機(jī)械能等于B球的機(jī)械能3、輕質(zhì)彈簧右端固定在墻上，左端與

2、一質(zhì)量m0.5 kg的物塊相連，如圖甲所示，彈簧處于原長狀態(tài)，物塊靜止，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)0.2。以物塊所在處為原點，水平向右為正方向建立x軸，現(xiàn)對物塊施加水平向右的外力F，F(xiàn)隨x軸坐標(biāo)變化的情況如圖乙所示，物塊運(yùn)動至x0.4 m處時速度為零，則此時彈簧的彈性勢能為(g取10 m/s2)()甲乙A3.1 J B3.5 J C1.8 J D2.0 J4、如圖甲所示，海上救援時，一直升機(jī)懸停在空中，某質(zhì)量為60 kg的傷員在繩索的牽引下沿豎直方向從船上升到飛機(jī)上，運(yùn)動的vt圖象(以向上為正方向)如圖乙所示，取g10 m/s2，則下列說法正確的是()A57 s內(nèi)傷員在下降B前3 s內(nèi)與最后2

3、 s內(nèi)傷員所受繩子的拉力之比為2：3C整個過程中傷員重力所做的功為1.62×104 JD前3 s內(nèi)與最后2 s內(nèi)傷員重力做功的平均功率不相等5、(雙選)放在粗糙水平地面上質(zhì)量為0.8 kg的物體受到水平拉力的作用，在06 s內(nèi)其速度與時間的關(guān)系圖象和該拉力的功率與時間的關(guān)系圖象分別如圖甲、乙所示。下列說法中正確的是()甲乙A06 s內(nèi)拉力做的功為140 JB物體在02 s內(nèi)所受的拉力為4 NC物體與粗糙水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.5D合外力在06 s內(nèi)做的功與02 s內(nèi)做的功相等6、(雙選)如圖所示，一輕彈簧一端固定在O點，另一端系一小球，將小球從與懸點O在同一水平面且使彈簧保持原長

4、的A點無初速度釋放，讓小球自由擺下。不計空氣阻力。在小球由A點擺向最低點B的過程中，下列說法正確的是()A小球的機(jī)械能守恒B小球的機(jī)械能減少C小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和不變D小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒7、如圖所示，一質(zhì)量為m、長度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端P相距l(xiāng)。重力加速度大小為g。在此過程中，外力做的功為()Amgl Bmgl Cmgl Dmgl8、(2019·上海長寧區(qū)期末)從地面豎直上拋兩個質(zhì)量不同、初動能相同的小球，不計空氣阻力，以地面為零勢能面，當(dāng)兩小球上升到同一高度時，則()A它們具有的重力勢能

5、相等B質(zhì)量小的小球動能一定小C它們具有的機(jī)械能相等D質(zhì)量大的小球機(jī)械能一定大9、(多選)在風(fēng)洞實驗室內(nèi)的豎直粗糙墻面上放置一鋼板，風(fēng)垂直吹向鋼板，在鋼板由靜止開始下落的過程中，作用在鋼板上的風(fēng)力恒定用EK、E、v、P分別表示鋼板下落過程中的動能、機(jī)械能、速度和重力的功率，關(guān)于它們隨下落高度h或下落時間t的變化規(guī)律，下列四個圖象中正確的是()10、(雙選)質(zhì)量分別為m和2m的兩個小球A和B，中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點O處有一水平固定轉(zhuǎn)動軸，把桿置于水平位置后釋放，在B球順時針轉(zhuǎn)動到最低位置的過程中()AB球的重力勢能減少，動能增加，B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒BA球的重力勢能增加，動能也增加

6、，A球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒CA球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒DA球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒二、非選擇題1、如圖甲所示是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關(guān)系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形。這時，橡皮筋對小車做的功記為W。當(dāng)我們把2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。小車在每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打出的紙帶測出。甲(1)除了圖中已給出的實驗器材外，還需要的器材有_；(2)平衡摩擦力后，每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的_部分

7、進(jìn)行測量；(3)下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄表，請將第2次、第3次實驗中橡皮筋做的功填寫在對應(yīng)的位置。橡皮筋做的功10個間距的距離x(m)10個間距的時間T(s)小車獲得的速度vn小車速度的平方v第1次W0.2000.2第2次0.2800.2第3次0.3000.2第4次0.4000.2第5次0.4500.2(4)從理論上講，橡皮筋做的功Wn和物體速度vn變化的關(guān)系應(yīng)是Wn_，請你根據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在如圖乙所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象驗證理論的正確性。乙2、如圖所示，光滑的軌道ABO的AB部分與水平部分BO相切，軌道右側(cè)是一個半徑為R的四分之一的圓弧軌道，O點為圓心，C為圓弧上的一點，OC與水平方向的

8、夾角為37°。現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小球從軌道AB上某點由靜止釋放。已知重力加速度為g，不計空氣阻力。(1)若小球恰能擊中C點，求剛釋放小球的位置距離BO平面的高度；(2)改變釋放點的位置，求小球落到軌道時動能的最小值。3、(2019年廣西桂林三模)如圖所示，有一傾角為37°的粗糙硬桿，其上套一底端固定且勁度系數(shù)為k10 N/m的輕彈簧，彈簧自然伸長時上端在Q點，彈簧與桿間摩擦忽略不計一個質(zhì)量為m5 kg的小球套在此硬桿上，從P點由靜止開始滑下，經(jīng)過t2 s后，P與彈簧自由端Q相碰，PQ間的距離L4 m，彈簧的彈性勢能與其形變量x的關(guān)系為Epkx2.已知sin 37°0

9、.6，cos 37°0.8，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)小球與硬桿之間的滑動摩擦因數(shù)；(2)小球向下運(yùn)動過程中速度最大時彈簧的彈性勢能2020屆高考物理二輪：機(jī)械能及其守恒定律練習(xí)及答案*機(jī)械能及其守恒定律*一、選擇題1、如圖所示，用與水平方向成角的輕繩拉小物體，小物體水平向右做勻速直線運(yùn)動，運(yùn)動的距離為L，繩中拉力大小恒為F，則拉力做的功為()A.FLB.Flsin C.FLcos D.FLtan【解析】選C。F為恒力，恒力F做功為W=FLcos，故C正確，A、B、D錯誤。2、(雙選)如圖所示，兩質(zhì)量相同的小球A、B，分別用線懸在等高的O1、O2點，A球的懸線比B球的長

10、，把兩球的懸線均拉到水平位置后將小球無初速度釋放，則經(jīng)過最低點時(以懸點為零勢能點)()AA球的速度等于B球的速度BA球的動能大于B球的動能CA球的機(jī)械能大于B球的機(jī)械能DA球的機(jī)械能等于B球的機(jī)械能【答案】A BD初始時刻，兩球的動能和勢能均為0，運(yùn)動過程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，所以到達(dá)最低點時，兩球的機(jī)械能相等，兩球獲得的動能分別等于各自重力勢能的減少量，即Ekmgl。3、輕質(zhì)彈簧右端固定在墻上，左端與一質(zhì)量m0.5 kg的物塊相連，如圖甲所示，彈簧處于原長狀態(tài)，物塊靜止，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)0.2。以物塊所在處為原點，水平向右為正方向建立x軸，現(xiàn)對物塊施加水平向右的外力F，F(xiàn)隨

11、x軸坐標(biāo)變化的情況如圖乙所示，物塊運(yùn)動至x0.4 m處時速度為零，則此時彈簧的彈性勢能為(g取10 m/s2)()甲乙A3.1 J B3.5 J C1.8 J D2.0 J【答案】A物塊與水平面間的摩擦力為Ffmg1 N。現(xiàn)對物塊施加水平向右的外力F，由F­x圖象面積表示功可知，物塊運(yùn)動至x0.4 m處時F做功W3.5 J，克服摩擦力做功WfFfx0.4 J。由功能關(guān)系可知WWfEp，此時彈簧的彈性勢能為Ep3.1 J，選項A正確。4、如圖甲所示，海上救援時，一直升機(jī)懸停在空中，某質(zhì)量為60 kg的傷員在繩索的牽引下沿豎直方向從船上升到飛機(jī)上，運(yùn)動的vt圖象(以向上為正方向)如圖乙所

12、示，取g10 m/s2，則下列說法正確的是()A57 s內(nèi)傷員在下降B前3 s內(nèi)與最后2 s內(nèi)傷員所受繩子的拉力之比為2：3C整個過程中傷員重力所做的功為1.62×104 JD前3 s內(nèi)與最后2 s內(nèi)傷員重力做功的平均功率不相等【參考答案】C分析圖乙可知，57 s內(nèi)傷員的速度方向不變，向上做減速運(yùn)動，A選項錯誤；vt圖象的斜率表示加速度大小，前3 s內(nèi)傷員的加速度方向向上，a12 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律可知，繩子拉力F1ma1mg720 N，同理，最后2 s內(nèi)傷員的加速度方向向下，a23 m/s2，繩子拉力F2mgma2420 N，拉力之比為12：7，B選項錯誤；vt圖象圍成的面

13、積表示位移大小，x27 m，傷員在整個上升過程中重力所做的功Wmgh1.62×104 J，C選項正確；根據(jù)功率公式可知，P，前3 s內(nèi)與最后2 s內(nèi)傷員重力做功的平均功率相等，D選項錯誤5、(雙選)放在粗糙水平地面上質(zhì)量為0.8 kg的物體受到水平拉力的作用，在06 s內(nèi)其速度與時間的關(guān)系圖象和該拉力的功率與時間的關(guān)系圖象分別如圖甲、乙所示。下列說法中正確的是()甲乙A06 s內(nèi)拉力做的功為140 JB物體在02 s內(nèi)所受的拉力為4 NC物體與粗糙水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.5D合外力在06 s內(nèi)做的功與02 s內(nèi)做的功相等【答案】AD由PFv可知，物體在02 s內(nèi)所受的拉力F N6

14、 N，在26 s內(nèi)所受的拉力F N2 N，B錯誤；拉力在06 s內(nèi)做的總功WFx1Fx26××2 J2×10×4 J140 J，A正確；由物體在26 s內(nèi)做勻速運(yùn)動可知，F(xiàn)mg，可求得0.25，C錯誤；由動能定理可知，物體所受的合外力在06 s內(nèi)所做的功與02 s內(nèi)所做的功均為mv240 J，D正確。6、(雙選)如圖所示，一輕彈簧一端固定在O點，另一端系一小球，將小球從與懸點O在同一水平面且使彈簧保持原長的A點無初速度釋放，讓小球自由擺下。不計空氣阻力。在小球由A點擺向最低點B的過程中，下列說法正確的是()A小球的機(jī)械能守恒B小球的機(jī)械能減少C小球的重力

15、勢能與彈簧的彈性勢能之和不變D小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒【答案】BD小球由A點下擺到B點的過程中，彈簧被拉長，彈簧的彈力對小球做了負(fù)功，所以小球的機(jī)械能減少，故選項A錯誤，B正確；在此過程中，由于有重力和彈簧的彈力做功，所以小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即小球減少的重力勢能等于小球獲得的動能與彈簧增加的彈性勢能之和，故選項C錯誤，D正確。7、如圖所示，一質(zhì)量為m、長度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端P相距l(xiāng)。重力加速度大小為g。在此過程中，外力做的功為()Amgl Bmgl Cmgl Dmgl【答案】A以均勻柔軟細(xì)繩MQ段為研究對

16、象，其質(zhì)量為 m，取M點所在的水平面為零勢能面，開始時，細(xì)繩MQ段的重力勢能Ep1mg·mgl，用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點時，細(xì)繩MQ段的重力勢能Ep2mg·mgl，則外力做的功即克服重力做的功等于細(xì)繩MQ段的重力勢能的變化，即WEp2Ep1mglmglmgl，選項A正確。8、(2019·上海長寧區(qū)期末)從地面豎直上拋兩個質(zhì)量不同、初動能相同的小球，不計空氣阻力，以地面為零勢能面，當(dāng)兩小球上升到同一高度時，則()A它們具有的重力勢能相等B質(zhì)量小的小球動能一定小C它們具有的機(jī)械能相等D質(zhì)量大的小球機(jī)械能一定大【答案】A C在上升到相同高度時，由于兩小

17、球質(zhì)量不同，由重力勢能Epmgh可知重力勢能不同，故A錯誤；在小球上升過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有EkEmgh，其中E為兩小球相同的初始動能。在上升到相同高度時，h相同，質(zhì)量小的小球動能Ek大，故B錯誤；在上升過程中，只有重力做功，兩小球機(jī)械能守恒，由于初動能相同，則它們具有的機(jī)械能相等，故C正確，D錯誤。9、(多選)在風(fēng)洞實驗室內(nèi)的豎直粗糙墻面上放置一鋼板，風(fēng)垂直吹向鋼板，在鋼板由靜止開始下落的過程中，作用在鋼板上的風(fēng)力恒定用EK、E、v、P分別表示鋼板下落過程中的動能、機(jī)械能、速度和重力的功率，關(guān)于它們隨下落高度h或下落時間t的變化規(guī)律，下列四個圖象中正確的是()【參考答案】AC鋼板受恒

18、力作用，向下做勻加速運(yùn)動，則有vat，C選項正確根據(jù)動能定理得：EK(mgf)h，可知EK與h成正比，A選項正確設(shè)鋼板開始時機(jī)械能為E0，鋼板克服滑動摩擦力做功等于機(jī)械能減小的量，則EE0fhE0fg·at2，則知E與t是非線性關(guān)系，圖象應(yīng)是曲線，B選項錯誤重力的功率Pmgvmg，則知P與h是非線性關(guān)系，圖象應(yīng)是曲線，D選項錯誤10、(雙選)質(zhì)量分別為m和2m的兩個小球A和B，中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點O處有一水平固定轉(zhuǎn)動軸，把桿置于水平位置后釋放，在B球順時針轉(zhuǎn)動到最低位置的過程中()AB球的重力勢能減少，動能增加，B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒BA球的重力勢能增加，動能也增加，

19、A球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒CA球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒DA球、B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒【答案】BCB球從水平位置轉(zhuǎn)到最低點的過程中，重力勢能減少，動能增加，A球重力勢能增加，動能增加，A球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加。 由于A球、B球和地球組成的系統(tǒng)只有重力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加，則B球和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能一定減少，選項B、C正確。二、非選擇題1、如圖甲所示是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關(guān)系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形。這時，橡皮筋對小車做的功記為W。當(dāng)我們把2條、3條完全相同的橡皮筋

20、并在一起進(jìn)行第2次、第3次實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。小車在每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打出的紙帶測出。甲(1)除了圖中已給出的實驗器材外，還需要的器材有_；(2)平衡摩擦力后，每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的_部分進(jìn)行測量；(3)下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄表，請將第2次、第3次實驗中橡皮筋做的功填寫在對應(yīng)的位置。橡皮筋做的功10個間距的距離x(m)10個間距的時間T(s)小車獲得的速度vn小車速度的平方v第1次W0.2000.2第2次0.2800.2第3次0.3000.2第4次0.4000.2第5次0.4500.2(4)從理論上講，橡

21、皮筋做的功Wn和物體速度vn變化的關(guān)系應(yīng)是Wn_，請你根據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在如圖乙所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象驗證理論的正確性。乙解析(1)計算小車速度需要測量紙帶上的點間的距離，要用刻度尺。(2)小車勻速運(yùn)動時，紙帶上的點的間隔均勻。(3)橡皮筋每增加一條，對小車做的功就增加W。(4)縱坐標(biāo)表示速度的平方，橫坐標(biāo)表示功，利用描點法描出各組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點，然后用平滑曲線連線作出v­Wn圖象，如圖所示。答案(1)刻度尺(2)點距均勻(3)2W3W4W5W(4)v見解析圖2、如圖所示，光滑的軌道ABO的AB部分與水平部分BO相切，軌道右側(cè)是一個半徑為R的四分之一的圓弧軌道，O點為圓心，C為圓弧上的一點，OC與水平方向的夾角為37°。現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小球從軌道AB上某點由靜止釋放。已知重力加速度為g，不計空氣阻力。(1)若小球恰能擊中C點，求剛釋放小球的位置距離B