2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：19 机械能机械能守恒定律_试卷库

2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：19 机械能机械能守恒定律

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一、单选题（共10小题）

1、甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为（）

A . 3 J B . 4 J C . 5 J D . 6 J

2、如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（）

A . 动量守恒、机械能守恒 B . 动量不守恒、机械能不守恒 C . 动量守恒、机械能不守恒 D . 动量不守恒、机械能守恒

3、物体从高空坠落到地面，即使质量较小，也可能会造成危害．设一质量为 $\text{[math]}$ 的苹果从距离地面 $\text{[math]}$ 高处由静止下落，取重力加速度 $\text{[math]}$ ，落地时苹果的动能约为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

4、如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹实际飞行轨道不再是抛物线，而是按“弹道曲线”飞行，下列说法正确的是（）

A . 炮弹在上升过程中动能减小 B . 炮弹在下落过程中机械能增加 C . 炮弹到达最高点时速度为零 D . 炮弹到达最高点吋加速度为零

5、在下面列举的各个实例中，关于机械能守恒的判断，正确的是（）

A . 运动员踢出的足球，不计空气阻力，足球和地球系统，机械能守恒 B . 拉着一个金属块使它沿光滑的圆弧面匀速上升，金属块和地球系统，机械能守恒 C . 跳伞运动员带着张开的降落伞在空气中减速下落，运动员和地球系统，机械能守恒 D . 光滑斜面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后又被弹回来，小球的机械能守恒

6、如图所示，光滑圆弧轨道AB与粗糙水平面BC平滑链接，一个小球从圆弧轨道的A点释放，经圆弧轨道AB和平面BC后从C点飞出，落在地面上D点，在此过程中下列说法正确的是（）

A . 从A到B的过程机械能守恒 B . 从B到C的过程机械能守恒 C . 从C到D的过程机械能不守恒 D . 从A到D的整个过程机械能守恒

7、如图所示，下列说法正确的是（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F的作用下匀速上滑，物块的机械能守恒 C . 丙图中，物块A以一定的初速度将弹簧压缩的过程中，物块A的机械能守恒 D . 丁图中，物块A加速下落，物块B加速上升的过程中，A、B系统机械能守恒

8、如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t = 0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（）

A . t₁时刻小球动能最大 B . t₂时刻小球动能最大 C . t₂~ t₃这段时间内，小球和弹簧系统的机械能守恒 D . t₂~ t₃这段时间内，小球的动能与重力势能之和在减少

9、自空中某处水平抛出一物体（质点）至落地过程中，位移方向与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，取地面为参考平面，则物体被抛出时，其重力势能和动能之比为（）

A . 4tan²θ B . 4cos²θ C . 2tan²θ D . 2cos²θ

10、一个物体在运动的过程中所受的合力为零，则这个过程中（）

A . 机械能一定不变 B . 物体的动能保持不变，而势能一定变化 C . 若物体的势能变化，机械能一定变化 D . 若物体的势能变化，机械能不一定变化

二、多选题（共8小题）

1、如图所示，一根长直轻杆两端分别固定小球A和B，A球、B球质量分别为2m、m，两球半径忽略不计，杆的长度为l。先将杆AB竖直靠放在竖直墙上，轻轻振动小球B，使小球A在水平面上由静止开始向右滑动，假设所有接触面均光滑。当小球B沿墙下滑距离为 $\text{[math]}$ 时，下列说法正确的是（）

A . 小球A的速度为 $\text{[math]}$ B . 小球B的速度为 $\text{[math]}$ C . 小球B沿墙下滑 $\text{[math]}$ 过程中，杆对A做功 $\text{[math]}$ D . 小球B沿墙下滑 $\text{[math]}$ 过程中，A球增加的动能小于B球减少的重力势能

2、如图所示，下列关于机械能是否守恒判断正确的是（）

A . 甲图中，物体将弹簧压缩的过程中，物体的机械能守恒（不计空气阻力） B . 乙图中，物体在大小等于摩擦力的沿斜面向下的拉力F作用下沿斜面下滑时，物体机械能守恒 C . 丙图中，物体沿斜面匀速下滑的过程中，物体机械能不守恒 D . 丁图中，斜面光滑，物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒

3、如图所示，固定的粗糙竖直杆上套有小物块a，不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块a和小物块b，虚线cd水平。现由静止释放两物块，物块a从图示位置上升，并恰好能到达c处。在此过程中，若不计绳和定滑轮之间的摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（）

A . 摩擦力对a做的功等于物块a、b系统机械能的变化量 B . 物块a到达c点时加速度为零 C . 绳拉力对物块a做的功等于物块a重力势能的增加量 D . 绳拉力对物块a始终做正功

4、如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，并且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中（）

A . 系统的机械能守恒 B . 弹簧弹性势能变化了2mgL C . 圆环下滑到最大距离时，所受合力为零 D . 圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先变小后变大

5、下列叙述中正确的是（）

A . 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B . 做匀速直线运动的物体机械能可能不守恒 C . 外力对物体做功为零，物体的机械能一定守恒 D . 系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒

6、如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从小球接触弹簧到将弹簧压缩到最短的整个过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A . 小球动能一直增大 B . 小球动能和弹簧的弹性势能之和一直增大 C . 小球重力势能与弹簧弹性势能之和一直增大 D . 小球弹簧组成的系统重力势能、弹性势能和动能之和保持不变

7、下列几种情形，满足机械能守恒定律条件的有（）

A . 跳伞运动员带着张开的降落伞从高空中匀速降落 B . 运动场上，抛出的标枪只在重力的作用下运动 C . 一金属块在拉力的作用下沿光滑斜面匀速上升 D . 小球用细线悬挂起来不计阻力情况下的摆动过程

8、如图所示，一轻弹簧一端固定在O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让小球自由摆下，不计空气阻力，在小球由A点摆向最低点B的过程中，下列说法正确的是（）

A . 小球的机械能守恒 B . 小球的机械能减少 C . 小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变 D . 小球和弹簧组成的系统机械能守恒

三、填空题（共1小题）

1、如图所示，轻绳的一端固定在O点，另一端系一质量为m的小钢球。现将小钢球拉至A点，使轻绳水平，静止释放小钢球，小刚球在竖直面内沿圆弧运动，先后经过B、C两点，C为运动过程中的最低点，忽略空气阻力，重力加速度为g。小钢球在B点的机械能在C点的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于”）；通过C点时轻绳对小钢球的拉力大小为。

四、综合题（共5小题）

1、某单板滑雪的赛道结构如图所示，斜坡AB与水平面夹角为53°，它和半径为24m的光滑圆弧BC平滑相交于B点，BC弧对应的圆心角为37°，圆心O处于B点正上方。一运动员从斜坡上A点由静止起自由下滑，到达C点时脱离轨道，在空中表演出各种漂亮的技术动作后，以15m/s的速度落于另一斜坡E点。A、B两点间的高度差为 $\text{[math]}$ m，C、E两点间的高度差为 $\text{[math]}$ m，不计空气阻力，取sin53°=cos37°=0.8，cos53°=sin37°=0.6，g=10m/s²。求：

(1)运动员下滑到B点时的速度大小v_B；

(2)滑板与斜坡AB间的动摩擦因数μ。

2、如图所示，一小球从斜轨道的某高度处自由滑下，然后沿竖直圆轨道的内侧运动。已知圆轨道的半径为R，重力加速度为g。

(1)要使小球能通过圆轨道的最高点，小球在圆轨道最高点时的速度至少为多大；

(2)如果忽略摩擦阻力，要使小球能通过圆轨道的最高点，小球的初位置必须比圆轨道最低点高出多少。

3、如图所示，物体B和物体C用劲度系数为k=1000N/m的轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。将一个物体A从物体B的正上方距离B的高度为H₀=20cm处由静止释放，下落后与物体B碰撞，碰撞后A与B粘合在一起并立刻向下运动，在以后的运动中，A、B不再分离。已知物体A、B、C的质量均为M=2kg，重力加速度为g=10m/s² ，忽略空气阻力。求：

(1)A与B碰撞后瞬间的速度大小；

(2)A和B一起运动到最大速度时，物体C对水平地面的压力多大；

(3)开始时，物体A从距B多大的高度自由落下时，在以后的运动中，能使物体C恰好离开水平地面。

4、如图所示，两端分别系着小球a和b的轻绳跨过轻定滑轮，小球a的质量m_a=4kg，用手托住，距离地面的高度h=1.5m。小球的质量m_b=1kg，静置于水平地面上，此时对地面的压力恰好为零。现从静止开始释放小球a，取g=10m/s²。求

(1)小球a落地时的速率；

(2)小球b距离地面的最大高度H；

(3)小球a下落h过程中，轻绳对a做的功。

5、运动员用力把静止在草坪上质量m=0.6kg的足球（质点）踢出后，通过一定的措施研究其飞行情况。测得其在最高点的高度h=20m，在最高点的速度是20m/s，不计空气阻力， g=10m/s²。求：

(1)以地面为重力势能的参考平面，在最高点时足球的机械能多大?

(2)足球第一次刚落回草坪时的速度大小?