2021届新高考物理二轮复习专题七 机械能守恒定律 A卷

2021届新高考物理二轮复习专题强化双击训练专题七机械能

守恒定律A卷

1.如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是()

A.重力势能减少，动能不变，机械能减少

B.重力势能减少，动能增加，机械能减少

C.重力势能减少，动能增加，机械能增加

D.重力势能减少，动能增加，机械能守恒

2.机械座钟发条断裂后，其钟摆摆角会越来越小，这说明( ).

A.能量正在消失

B.动能正转化为势能

C.势能正转化为动能

D.总能量守恒，减少的机械能转化为了内能

3.下列关于机械能守恒的说法中正确的是( )

A.做匀速运动的物体，其机械能一定守恒

B.物体只受重力，机械能才守恒

C.做匀速圆周运动的物体，其机械能一定守恒

D.除重力做功外，其他力不做功，物体的机械能一定守恒

4.以下说法正确的是( )

A．物体做匀速运动，它的机械能一定守恒

B．物体所受合力做的功为零，它的机械能一定守恒

C．物体所受的合力等于零，它的机械能一定守恒

D．物体所受的合力不等于零，它的机械能可能守恒

5.如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长时，圆环高度为h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零．则在圆环下滑到底端的过程中(杆与水平方向夹角为30°)( )

A.圆环机械能守恒

B.弹簧的弹性势能先减小后增大

C.弹簧的弹性势能变化了mgh

D.弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大

6.小朋友参加蹦床游戏,从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中( )

A.小朋友的重力势能一直减小

B.小朋友的动能一直在增大

C.小朋友的机械能先增大后减小

D.蹦床的弹性势能先增加后减小

7.如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动，在移动过程中，下列说法正确的是( )

A．力F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做的功之和

B．力F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和

C．木箱克服重力做的功大于木箱增加的重力势能

D．力F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力做的功之和

8.如图所示，地面上竖直放一根轻弹簧，其下端和地面连接，一物体从弹簧正上方距弹簧一定高度处自由下落，则( )

A.物体和弹簧接触时，物体的动能最大

B.与弹簧接触的整个过程，物体的动能和弹簧弹性势能的和不断增加

C.与弹簧接触的整个过程，物体的动能与弹簧弹性势能的和先增加后减小

D.物体在反弹阶段，动能一直增加，直到物体脱离弹簧为止

9.如图所示，可视为质点的小球A B 、用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R 的光滑圆柱，A 的质量为B 的两倍。当B 位于地面时，A 恰与圆柱轴心等高。将A 由静止释放，B 上升的最大高度是（ ）

A.2R

B.53R

C.43R

D.23

R 10.如图所示，可视为质点的小球A 和B 用一根长为0.2m l =的轻杆相连，两球质量相等.开始时两小球置于光滑的水平面上，并给两小球一个02m/s v =的初速度，经一段时间两小球滑上一个倾角为30°的光滑斜面，不计球与斜面碰撞时的机械能损失，g 取210m/s ，在两小球的速度减小为零的过程中，下列判断正确的是( )

A.杆对小球A 做正功

B.小球A 的机械能守恒

C.杆对小球B 做正功

D.小球B 速度为零时距水平面的高度为0.15 m

11.如图甲所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行.现将一质量1kg m =的物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g 取210m/s ，sin370.6,cos370.8==°°.下列说法正确的是( )

A.0~8 s 内物体位移的大小是18 m

B.0~8 s 内物体机械能增量是90 J

C.0~8 s 内物体机械能增量是84 J

D.0~8 s 内物体与传送带因摩擦产生的热量是126 J

12.如图所示，固定在地面的斜面体上紧挨放置六个半径均为r 的相同小球，各球编号如图.斜面与水平轨道OA 平滑连接，OA 长度为6r .现将六个小球由静止同时释放，小球离开A 点后均做平抛运动，不计一切摩擦.则在各小球运动过程中，下列说法正确的是( )

A.球1的机械能守恒

B.球6在OA 段机械能增大

C.球6在OA 段机械能减小

D.球1的机械能不守恒

13.为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用实验系统设计了一个实验，实验装置如图所示，图中A B 、两点分别固定了两个速度传感器，速度传感器可以测出运动物体的瞬时速度．在实验中测得一物体自由下落经过A 点时的速度是1v ，经过B 点时的速度是2v ，为了证明物体经过A B 、两点时的机械能相等，这位同学又设计了以下几个步骤，你认为其中不必要或者错误的是( )

A.用天平测出物体的质量

B.测出A B ，两点间的竖直距离

C.利用22211122

mv mv -算出物体从A 点运动到B 点的过程中动能的变化量 D.验证222

1v v -与2gh 是否相等 14.在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图甲，将质量为m 、直径为d 的金属小球从一定高度h 由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t ，改变小球下落的高度h ，进行多次重复实验.

（1）用螺旋测微器测小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d =______mm ；

（2）为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象___________；

A.h t -图象

B.1h t -图象

C.2h t -图象

D.2

1h t -图象 （3）若（2）问中的图象斜率为k ，则当地的重力加速度为________（用“d ”“k ”表示，忽略空气阻力）.

答案以及解析

1.答案：B

解析：小孩加速滑下，高度不断减小，重力做正功，重力势能减小；速度增大，动能增加；小孩在下滑过程中与滑梯摩擦生热，一部分机械能转化成内能，导致机械能总量减小，而总能量不变，故B正确，ACD错误。

故选B。

2.答案：D

解析：机械座钟的发条断了，没有了发条的弹性势能对钟摆机械能的补充，其摆钟的摆角越来越小，是因为钟摆受到空气的阻力，机械能转化为内能，其机械能越来越小。在能量转化的过程中，总能量保持不变。

A. 能量正在消失与分析不符，故A错误。

B. 动能正转化为势能与分析不符，故B错误。

C. 势能正转化为动能与分析不符，故C错误。

D. 总能量守恒，减少的机械能转化为了内能与分析相符，故D正确。

3.答案：D

解析：A.物体做匀速直线运动，只能说明物体所受合外力为0，不能确定是否满足机械能守恒条件，机械能不一定守恒。比如人在电梯中匀速上升或下降，则其机械能不守恒，故A

错误；

B.物体机械能守恒时，除重力以外可能还受到其他力，不过其他力不做功，或所做的功代数和为零，故B错误；

C.若物体在竖直面内做匀速圆周运动，其动能保持不变，而重力势能发生变化，故机械能不守恒；故C错误；

D.除重力做功外，其他力不做功，物体只发生动能和势能的相互转化，满足机械能守恒条件，物体的机械能一定守恒，故D正确。

故选：D。

4.答案：D

解析：A.若物体在竖直方向内做匀速直线运动，则一定有重力之外的其他力做功，故机械能不守恒；故A错误

B.合外力做功为零时，根据动能定理得知，物体的动能不变，若重力势能变化，则其机械能也就变化，故B错误。

C.物体所受的合外力为0，可能做匀速直线运动，匀速直线运动机械能不一定守恒，比如降落伞匀速下降，机械能减小。故C错误。

D.物体所受的合外力不为零，可能仅受重力，只有重力做功，机械能守恒。故D正确。

故选：D

5.答案：C

解析：圆环与弹簧构成的系统机械能守恒，圆环机械能不守恒，A错误；弹簧形变量先增大后减小然后再增大，所以弹性势能先增大后减小再增大，B错误；由于圆环与弹簧构成的系统机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，所以弹簧的弹性势能增加mgh，C正确；弹簧与光滑杆垂直时，圆环所受合力沿杆向下，圆环具有与速度同向的加速度，所以做加速运动，D错误．

6.答案：A

解析：A. 小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的高度不断减小,重力势能不断减小,故A正确;BD、在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度,在压缩的过程中,弹簧的弹力越来越大,小球所受到的加速度越来越小,直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力,这个时候小球的加速度为0,要注意在小球刚接触弹簧到加速度变0的过程中,小球一直处于加速状态,由于惯性的原因,小球还是继续压缩弹簧,这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力,小球减速,直到小球的速度为0,这个时候弹簧压缩的最短。所以小球的动能先增大后减小,弹簧的弹性势能是不断增加的,故B错误,D错误;C. 压缩弹簧的过程中,弹性势能增

加,故小球的机械能减小,故C 错误;故选:A

7.答案：A

解析：A.F 对木箱做的功、重力所做功以及摩擦力对木箱所做的功之和等于木箱增加的动能；故F 对木箱做的功与重力所做的功之和等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和；故A 正确，BD 错误；

C.根据重力做功与重力势能变化的关系可知，木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能，故C 错误；

故选：A

8.答案：C

解析：物体在接触弹簧前做自由落体运动，从接触弹簧到弹力等于重力时，其做的是加速度逐渐减小的加速运动，弹力等于重力时加速度最小，速度最大，再向下做的是加速度逐渐增大的减速运动，速度减至零后向上完成相反的过程，故A 、D 错误；接触弹簧后，重力势能先减小后增大，根据能量转化，动能和弹性势能之和先增大后减小，B 错误，C 正确． 9.答案：C

解析：设A B 、的质量分别为2m m 、，当A 落到地面，B 恰运动到与圆柱轴心等高处，以A B

、整体为研究对象，机械能守恒，故有212(2)2

mgR mgR m m v -=+，当A 落地后，B 球以速度v 竖直上抛，到达最高点时上升的高度为22v h g '=，故B 上升的总高度为43

R h R '+=，选项C 正确。

10.答案：AD

解析：将小球A B 、视为一个系统，设小球的质量均为m ，小球B 上升的最大高度为h ，根据机械能守恒定律有2012(sin30)2

mv mgh mg h l ?=++°，解得0.15m h =，选项D 正确；以小球A 为研究对象，由动能定理有201(sin30)02

mg h l W mv -++=-°，可知0W >，可见杆对小球A 做正功，选项A 正确，B 错误；由于系统机械能守恒，故小球A 增加的机械能等于小球B 减少的机械能，即杆对小球B 做负功，选项C 错误.

11.答案：BD

解析：由题图乙得出0~8 s 内物体位移的大小14m s =，A 错误；0~8 s 内，物体上升的高度

sin 8.4m h s θ==，物体重力势能增量P E mgh ?=，物体动能增量22k 1(42)(J)2

E m ?=-，则物体机械能增量P k 90J E E E ?=?+?=，B 正确，C 错误；0~6 s 内物体的加速度

2cos sin 1m/s a g g μθθ=-=，解得78

μ=，传送带速度大小为4 m/s ，相对位移18m s ?=，0~8 s 内物体与传送带因摩擦产生的热量cos 126J Q mg s μθ=??=，D 正确.

12.答案：BC

解析：当所有球都在斜面上运动时机械能守恒，当有球在水平轨道上运动时，后面的球要对前面的球做功，小球机械能不守恒，选项A 错误，D 正确；球6在OA 段时，由于球5的推力对其做正功，其机械能增大，选项B 正确，C 错误.

13.答案：AC

解析：物体重力势能减少量为mgh ，动能增加量为22211122mv mv -，计算gh 和22211122

mv mv -，如果在实验误差允许的范围内22121122

gh mv mv =-，则机械能守恒定律得到验证．综上应选A ，C.

14.答案：（1）17.805（17.804~17.806均可）

（2）D

（3）2

2d k

解析：（1）螺旋测微器的固定刻度读数为17.5 mm ，可动刻度读数为30.50.01mm 0.305mm ?=，所以最终读数为17.5mm 0.305mm 17.805mm +=.

（2）已知经过红外线计时器的时间和小球的直径，则可以由平均速度表示小球经过红外线计时器时的瞬时速度，所以d v t

=

，若小球减小的重力势能等于增加的动能，则可以认为机械能守恒，有212mgh mv =，整理得221()2h g t d =，为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作2

1h t -图象.

（3）根据函数221()2d h g t =，可知正比例函数的斜率22d k g =，故重力加速度2

2d g k

=.