2020高考物理备考 专题16功和动能定理(1)百所名校组合卷系列

申明敬告: 本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

文档介绍

2020高考物理备考 专题16功和动能定理(1)百所名校组合卷系列

‎2020高考物理备考之百所名校组合卷系列专题17 机械能守恒及其应用 ‎ ‎【试题1】质量为m的物体由静止开始以‎2g的加速度竖直向下运动h高度.下列说法中正确的是(  )‎ A.物体的势能减少2mgh  B.物体的机械能保持不变 C.物体的动能增加2mgh D.物体的机械能增加mgh ‎【试题出处】2020·山东济南模拟 ‎【试题2】如图所示,在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h的海平面上.若以地面为零势能面且不计空气阻力,则下列说法中不正确的是(  )‎ A.物体到海平面时的重力势能为mgh B.重力对物体做的功为mgh C.物体在海平面上的动能为mv+mgh D.物体在海平面上的机械能为mv ‎【解析】以地面为参考平面,物体在海平面时的重力势能为-mgh,故A错误;抛出后的过程中机械能守恒,所以C、D正确;重力做功与路径无关,所以B正确.‎ ‎【答案】A ‎【试题出处】2020·长春一中模拟 ‎【试题3】‎ 如图所示,长为L的轻杆一段固定一质量为m的小球,另一端安装有固定转动轴O,杆可在竖直平面内绕O无摩擦转动.若在最低点P处给小球一沿切线方向的初速度v0=2,不计空气阻力,则下列说法正确的是(  )‎ A.小球不可能到达圆周轨道的最高点Q B.小球能达到圆周轨道的最高点Q,且在Q点受到轻杆向上的支持力 C.小球能到达圆周轨道的最高点Q,且在Q点受到轻杆向下的拉力 D.小球能达到圆周轨道的最高点Q,且在Q点恰好不受轻杆的弹力 ‎【解析】设小球能到达Q点,且到达Q点时具有速度v,由机械能守恒得:‎ mv=mg·‎2L+mv2‎ 可解得:v=0‎ 在最高点,小球所需的向心力为零,故受轻杆向上的大小为mg的支持力.‎ ‎【答案】B ‎【试题出处】2020·黄冈中学模拟 ‎【试题4】用平行于斜面向下的拉力F将一个物体沿斜面往下拉动后,拉力的大小等于摩擦力,则 A.物体做匀速运动 B.合外力对物体做功等于零 C.物体的机械能减少 D.物体的机械能不变 ‎【解析】物体所受的力中,重力、拉力、摩擦力对物体做功,拉力与摩擦力做的功相互抵消,重力做功不影响机械能,故物体的机械能不变.‎ ‎【答案】D ‎【试题出处】2020·衡水中学模拟 ‎【试题5】如图所示,一根轻杆长为‎2L,中点A和右端点B各固定一个小球,mB=2mA左端O为光滑水平转轴.开始时杆静止在水平位置,释放后将向下摆动至竖直,在此过程中以下说法正确的是(  )‎ A.A、B两球的机械能都守恒 B.A、B两球的机械能不守恒,但它们组成的系统机械能守恒 C.这一过程O、A间轻杆对A球做正功 D.这一过程A、B间轻杆对A球做正功 ‎【解析】两小球及轻杆组成的系统的机械能守恒,设摆到竖直时角速度为ω,有:‎ ‎【试题出处】2020·启东中学模拟 ‎【试题6】下列说法正确的是(  )‎ A.如果物体所受到的合外力为零,则其机械能一定守恒 B.如果物体的合外力做的功为零,则其机械能一定守恒 C.物体沿光滑曲面自由下滑的过程中,其机械能一定守恒 D.做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒 ‎【解析】如果物体受到的合外力为零,机械能不一定守恒.如在竖直方向上物体做匀速直线运动,其机械能不守恒.所以选项A、B错误.物体沿光滑曲面自由下滑的过程中,只有重力做功,所以机械能守恒.选项C正确.做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒,如自由落体运动;但有时也不守恒,如在水平面上拉着一个物体加速运动,此时就不守恒.选项D正确.‎ ‎【答案】CD ‎【试题出处】2020·北京101中学模拟 ‎【试题7】第29届奥林匹克运动会于2020年8月8日至‎8月24日在中华人民共和国首都北京举行.奥运会中的投掷的链球、铅球、铁饼和标枪等体育比赛项目都是把物体斜向上抛出的运动,如图所示,这些物体从被抛出到落地的过程中(  )‎ A.物体的机械能先减小后增大 B.物体的机械能先增大后减小 C.物体的动能先增大后减小,重力势能先减小后增大 D.物体的动能先减小后增大,重力势能先增大后减小 ‎【解析】若不考虑空气阻力的作用,这些物体被抛出后机械能守恒;若考虑空气阻力的作用,这些物体被抛出后机械能一直减小,而动能在上升的过程减小,下降的过程增加.选项D正确.‎ ‎【答案】D ‎【试题出处】2020·曲靖一中模拟 ‎【试题8】如图所示,甲球由轻绳系住,乙球由橡皮条系住,都从水平位置由静止开始释放,当两球到达悬点正下方K点时,橡皮条长度恰好与绳长相等,则在K点时两球速度大小的关系是(  )‎ A.v甲=v乙    B.v甲m.不计摩擦,则系统由静止开始运动的过程中(  )‎ A.A、B各自的机械能分别守恒 B.A减少的机械能等于B增加的机械能 C.A减少的重力势能等于B增加的重力势能 D.A和B组成的系统机械能守恒 ‎【解析】释放后A加速下降,B加速上升,两物体的机械能都不守恒,但A、B组成的系统机械能守恒,即ΔEA=-ΔEB.‎ ‎【答案】BD ‎【试题出处】2020·南宁一中模拟 ‎【试题10】如图所示,一均质杆长为 r,从图示位置由静止开始沿光滑面ABD滑动,AB是半径为r的圆弧,BD为水平面.则当杆滑到BD位置时的速度大小为(  )‎ A.   B.   C.   D.2 ‎【试题出处】2020·金陵中学模拟 ‎【试题11】如图所示,长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架,在A处固定质量为‎2m的小球,B处固定质量为m的小球,支架悬挂在O点,可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动.开始时OB竖直,放手后开始运动,在不计任何阻力的情况下,下列说法正确的是(  )‎ A.A球到达最低点时速度为零 B.A球机械能的减少量等于B球机械能的增加量 C.B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度 D.当支架从左向右回摆时,A球一定能回到起始高度 ‎【解析】A、B两球及支架组成的系统机械能守恒,故选项B、D正确;‎ 设A球能摆至最低点,且此时A、B两球的速度为v,由机械能守恒定律得:‎ ‎2mgLsin θ-mgLsinθ=·3mv2‎ 解得:v= 故选项A错误、C正确.‎ ‎【答案】BCD ‎【试题出处】2020·北京师大附中模拟 ‎【试题12】如图所示,将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球自左端槽口A的正上方由静止开始下落,与半圆形槽相切从A点进入槽内,则下列说法正确的是(  )‎ A.小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功 B.小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒 C.小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒 D.小球从下落至从右侧离开槽的过程机械能守恒 ‎【试题出处】2020·郑州一中模拟 ‎【试题13】如图所示,质量分别是mA和mB 的A、B两物体,用劲度系数为k的弹簧相连,处于静止状态.现对A施以竖直向上的力F,并将其缓慢提起,当B对地面恰无压力时撤去F,A由静止向下运动至最大速度时,重力做的功为(  )‎ A.    ‎ B. C.    ‎ D. ‎【解析】当A向下运动至平衡位置时速度最大,此时弹簧的压缩量x1=;当B恰好对地无压力时弹簧的伸长量x2=.故知A从撤去F至速度达到最大的过程中,重力做的功WG=mAg(x1+x2)=.‎ ‎【答案】C ‎【试题出处】2020·武汉一中模拟 ‎【试题14】如图所示,半径为R的圆筒固定在小车上,小车以速度v向右匀速运动,有一光滑小球相对静止在圆筒的最低点.当小车遇到障碍物突然停止时,小球在圆筒中上升的高度可能(  )‎ A.等于 B.大于 C.小于 D.等于2R ‎【解析】当v≥时,小球上升的高度hm=2R<;当v≤时,小球上升的高度hm=;当<v<时,小球上升的高度hm<.‎ ‎【答案】ACD ‎【试题出处】2020·上海中学模拟 ‎【试题15】如图所示,在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧,上端O点与管口A的距离为2x0,一质量为m的小球从管口由静止下落,将弹簧压缩至最低点B,压缩量为x0.不计空气阻力,则(  )‎ A.小球运动的最大速度等于2 B.小球运动的最大加速度为g C.弹簧的劲度系数为 D.弹簧的最大弹性势能为3mgx0‎ ‎【试题出处】2020·南开中学模拟 ‎【试题16】在做“利用重物自由下落验证机械能守恒定律”的实验时,某同学按照正确的操作所选的纸带如图所示,其中O点是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离,并记录在图中.已知电源的频率是 50 Hz.‎ ‎(1)这三个数据中,不符合有效数字读数要求的测量段是     段,应记作     cm.‎ ‎(2)该同学用重物在OB段的运动来验证机械能守恒定律,已知当地的重力加速度g=‎9.80 m/s2‎ ‎,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的瞬时速度,则该段重物的重力势能的减少量为    ,而动能的增加量为    (结果均保留三位有效数字,重物的质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量     动能的增加量,原因是                       .‎ ‎(3)另一位同学根据同一条纸带、同一组数据,也用重物在OB段的运动来验证机械能守恒.不过他从打点计时器打下的第一个点O数起,图中的B是打点计时器打下的第9个点.因此他用vB=gt来计算与B点对应的重物的瞬时速度,得到动能的增加量为    (结果保留三位有效数字,重物的质量用m表示),这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量    动能的增加量,原因是                      .‎ 这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量小于动能的增加量,是因为速度v是按照自由落体运动计算的,对应的下落高度比实际测得的高度要大.‎ ‎【答案】(1)OC 15.70 (2)‎1.22m ‎1.20m 大于 速度v是实际速度,因为有摩擦,减少的重力势能一部分转化为内能 ‎(3)‎1.23m 小于 速度v是按照自由落体运动计算的,对应的下落高度比实际测得的高度要大 ‎【试题出处】2020·重庆一中模拟 ‎【试题17】如图所示,质量m=‎‎2 kg 的小球系在轻弹簧的一端,另一端固定在悬点O处,将弹簧拉至水平位置A处(弹簧处于原长)由静止释放,小球到达O点的正下方距O点h=‎0.5 m处的B点时速度v=‎2 m/s.求小球从A运动到B的过程中弹簧弹力做的功.(取g=‎10 m/s2)‎ ‎【试题出处】2020·成都四中模拟 ‎【试题18】如图甲所示,一粗细均匀的U形管内装有一定量水银竖直放置,右管口用盖板A密闭一部分气体,左管口开口,两液面高度差为h,U形管中水银柱总长为4h.现拿去盖板,水银柱开始流动,当两侧液面第一次相平时,右侧液面下降的速度大小为多少?(水银柱与管壁之间的阻力不计)‎ ‎【解析】如图乙所示,当右侧液面下降时,两侧液面达到同一水平,这一过程中水银柱的重力势能变化为:‎ ΔEp=-ρS··g· 其中ρ、S分别水银的密度和水银柱的横截面积 由机械能守恒定律得:‎ ‎-ΔEp=ΔEk,即ρs··g·=ρS·4h·v2‎ 可解得:v=.‎ ‎【答案】 ‎【试题出处】2020·兰州一中模拟 ‎【试题19】光滑的长轨道形状如图甲所示,底部为半圆形,其半径为R,固定在竖直平面内.A、B两质量相同的小环用长为R的轻杆连接在一起,套在轨道上.将A、B两环从图示位置静止释放,A环距离底端为2R.不考虑轻杆和轨道的接触,即忽略系统机械能的损失,求:‎ ‎(1)A、B两环都未进入半圆形底部前,杆上的作用力.‎ ‎(2)当A环下滑至轨道最低点时,A、B的速度大小.‎ ‎【解析】(1)两环都未进入半圆形轨道前都做自由落体运动,杆上的作用力为零.‎ ‎(2)当A环到达轨道最低点时,B环也已进入半圆轨道(如图乙所示),由几何关系知 两环的速度大小相等,设为v,由机械能守恒定律得:‎ ·2mv2=mg·2R+mg(2R+Rsin 30°)‎ 解得:v=3.‎ ‎【答案】(1)两环都未进入半圆形轨道前都做自由落体运动,杆上的作用力为零 ‎(2)A、B的速度大小均为3 ‎【试题出处】2020·黑龙江调研试题 ‎【试题20】如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧静止放于光滑斜面上,其一端固定,另一端恰好与水平线AB平齐;长为L轻质细线一端固定在O点,另一端系一质量为m的小球,将细线拉至水平,此时小球在位置C.现由静止释放小球,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断,D点与AB相距h;之后小球在运动过程中恰好与弹簧接触并沿斜面方向压缩弹簧,弹簧的最大压缩量为x.试求:‎ ‎(1)细绳所能承受的最大拉力F.‎ ‎(2)斜面的倾角θ.‎ ‎(3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep.‎ ‎【解析】(1)小球由C运动到D的过程机械能守恒,则有:‎ mgL=mv 解得:到D点时小球的速度v1= 在D点有:F-mg=m 解得:F=3mg 由牛顿第三定律知,细绳所能承受的最大拉力为3mg.‎ ‎(2)小球由D运动到A的过程做平抛运动,由2gh=v,得在A点的竖直分速度vy= 故tan θ== 即斜面与水平所成的夹角θ=arctan .‎ ‎(3)小球到达A点时,有:v=v+v=‎2g(h+L)‎ 小球在压缩弹簧的过程中,小球与弹簧组成的系统机械能守恒,则有:‎ Ep=mgxsin θ+mv 故Ep=mg(x+h+L).‎ ‎【答案】(1)3mg (2)arctan ‎(3)mg(x+h+L)‎ ‎【试题出处】2020·广州质量检测
查看更多

相关文章

您可能关注的文档