高中物理《机械能守恒定律 高考真题集训》

A．矿车上升所用的时间之比为4∶5 B．电机的最大牵引力之比为2∶1 C．电机输出的最大功率之比为2∶1 D．电机所做的功之比为4∶5 答案 AC
答案
解析 设第②次所用时间为t，根据速度图象与t轴所围的面积等于位移
(此题中为
提升的高度
)可知，12×2t0×v0＝
12×
t－
t0＋
t×12v0，
解得：
A．所受合外力始终为零 B．所受摩擦力大小不变 C．合外力做功一定为零 D．机械能始终保持不变 答案 C
答案
解析 因为运动员做曲线运动，所以合力一定不为零，A错误；运动员 受力如图所示，运动过程中速率不变，重力沿曲线切线方向的分力与摩擦力 平衡，Gsinθ＝f，θ减小，f减小，B错误；运动员运动过程中速率不变，质 量不变，即动能不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合力做功为零， C正确；因为运动员克服摩擦力做功，所以机械能不守恒，D错误。
两次提升过程中动能增加量均为0，由动能定理得W电－mgh＝0，两次提升
高度h相同，所以电机两次做功相同，D错误。
解析
8．(2019·全国卷Ⅰ) (多选)在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面 上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧 的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧， 改用物体Q完成同样的过程，其a-x关系如图中虚线所示。假设两星球均为 质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍，则( )
m/s，B错误；由图象知h＝2 m时，E总＝90 J，Ep＝40 J，由E总＝Ek＋Ep得
Ek＝50 J，C错误；h＝4 m时，E总＝Ep＝80 J，即此时Ek＝0，即从地面至h
＝4 m，动能减少100 J，D正确。
答案
解析
4．(2019·江苏高考)(多选)如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自 然状态。小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹 回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩 擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中( )
答案 A
答案
解析
小球做竖直上抛运动时，速度v＝v0－gt，根据动能Ek＝
1 2
mv2得
Ek＝12m(v0－gt)2，故A正确。
解析
6．(2018·天津高考)滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员(可视 为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点 B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑 过程中( )
机械能守恒定律 高考真题集训
一、选择题 1．(2018·全国卷Ⅱ) 如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始 沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定( )
A．小于拉力所做的功 B．等于拉力所做的功 C．等于克服摩擦力所做的功 D．大于克服摩擦力所做的功 答案 A
答案
解析 木箱受力如图所示，木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做 正功，摩擦力做负功，根据动能定理可知即：WF－Wf＝12mv2－0，所以动能 小于拉力做的功，故A正确，B错误；无法比较动能与克服摩擦力做功的大 小，C、D错误。
解析
7．(2018·全国卷Ⅲ)(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过 竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图 所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度 的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力 和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程( )
簧压缩到最短至物块运动到A点静止的过程中，根据能量守恒定律，弹簧的
弹性势能通过摩擦力做功转化为内能，故Epm＝μmgs，C正确；根据能量守
恒定律，在整个过程中，物体的初动能通过摩擦力做功转化为内能，即
1 2
mv2＝2μmgs，所以v＝2 μgs，D错误。
解析
5．(2018·江苏高考)从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间 后落回地面。忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是 ()
A．弹簧的最大弹力为μmg B．物块克服摩擦力做的功为2μmgs C．弹簧的最大弹性势能为μmgs D．物块在A点的初速度为 2μgs 答案 BC
答案
解析 物块向左运动压缩弹簧，弹簧最短时，弹簧弹力最大，物块具有
向右的加速度，弹簧弹力大于摩擦力，即Fm>μmg，A错误；根据功的公 式，物块克服摩擦力做的功W＝μmgs＋μmgs＝2μmgs，B正确；从物块将弹
答案
解析 画出运动示意图如图，设阻力大小为f，据动能定理知，
A→B(上升过程)：EkB－EkA＝－(mg＋f)h C→D(下落过程)：EkD－EkC＝(mg－f)h 联立以上两式，解得物体的质量m＝1 kg，C正确。
解析
3．(2019·全国卷Ⅱ)(多选)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等 于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随 它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取 m/s2。由图中数据 可得( )
A．物体的质量为2 kg B．h＝0时，物体的速率为20 m/s C．h＝2 m时，物体的动能Ek＝40 J D．从地面至h＝4 m，物体的动能减少100 J
答案 AD
解析 由于Ep＝mgh，所以Ep与h成正比，斜率k＝mg，由图象得k＝20
N，因此m＝2 kg，A正确；当h＝0时，Ep＝0，E总＝Ek＝12mv20，因此v0＝10
解析
2．(2019·全国卷Ⅲ) 从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中 除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作 用。距地面高度h在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化 如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量为( )
A．2 kg B．1.5 kg C．1 kg D．0.5 kg 答案 C
t＝52t0，
所以第①次和第②次提升过程所用时间之比为2t0∶
5t0 2
＝4∶
5，A正确；由于
两次提升过程中变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定
律知F－mg＝ma，可得提升的最大牵引力之比为1∶1，B错误；由功率公式
P＝Fv知，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为2∶1，C正确；