規(guī)范快練(十八)—2020屆高中物理【新高考】一輪全程復(fù)習(xí)構(gòu)思檢測(cè)

1、規(guī)范快練(十八)機(jī)械能守恒定律及應(yīng)用一、單項(xiàng)選擇題12020江門模擬如圖所示，兩個(gè)相同的小球A與B分別用一根輕繩和一根輕彈簧的一端連接，輕繩和輕彈簧的另一端被懸掛在同一高度現(xiàn)將兩個(gè)小球都拉至相同的高度，此時(shí)彈簧長(zhǎng)度為原長(zhǎng)且與繩長(zhǎng)相等由靜止釋放兩個(gè)小球以后，下列說法正確的是()A兩小球運(yùn)動(dòng)到各自的最低點(diǎn)時(shí)的速度相同B與輕繩連接的小球A在最低點(diǎn)時(shí)的速度較大C在運(yùn)動(dòng)過程中，小球A的機(jī)械能不守恒D在運(yùn)動(dòng)過程中，小球B的機(jī)械能不守恒22020桂林模擬一棵樹上有一個(gè)質(zhì)量為0.3 kg的熟透了的蘋果P，該蘋果從樹上與A等高處先落到地面C最后滾入溝底D.已知AC、CD的高度差分別為2.2 m和3 m，以地面C

2、為零勢(shì)能面，A、B、C、D、E面之間豎直距離如圖所示算出該蘋果從A落下到D的過程中重力勢(shì)能的減少量和在D處的重力勢(shì)能分別是(g取10 m/s2)()A15.6 J和9 JB9 J和9 JC15.6 J和9 J D15.6 J和15.6 J3.總質(zhì)量約為3.8噸的“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器在距月面3 m處關(guān)閉反推發(fā)動(dòng)機(jī)，讓其以自由落體方式降落在月球表面.4條著陸腿觸月信號(hào)顯示，“嫦娥三號(hào)”完美著陸月球虹灣地區(qū)月球表面附近重力加速度約為1.6 m/s2,4條著陸腿可視作完全相同的四個(gè)輕彈簧，在軟著陸后，每個(gè)輕彈簧獲得的彈性勢(shì)能大約是()A28 500 J B4 560 JC18 240 J D9 120

3、J4.最近，一款名叫“跳一跳”的微信小游戲突然躥紅游戲要求操作者通過控制棋子(質(zhì)量為m)脫離平臺(tái)時(shí)的速度，使其能從一個(gè)平臺(tái)跳到旁邊的平臺(tái)上如圖所示的拋物線為棋子在某次跳躍過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，不計(jì)空氣阻力則(重力加速度大小為g)()A棋子從起跳至運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中，機(jī)械能增加mghB棋子離開平臺(tái)時(shí)的動(dòng)能為mghC棋子從離開平臺(tái)至運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能增加mghD棋子落到平臺(tái)上時(shí)的速度大小為5.2020南寧模擬如圖所示，一個(gè)小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸于O點(diǎn)，將小球向左拉到某一高度，此時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為53，由靜止釋放小球，若小球向右擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷開，小球落在水平地面的A點(diǎn)(未畫出)；

4、若小球向右擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷開，小球的落地點(diǎn)也在A點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，sin 530.8，則細(xì)線的懸點(diǎn)O離水平地面的高度為()A1.4L B1.2LC1.6L D1.8L6.如圖，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B用不可伸長(zhǎng)的細(xì)軟輕線連接，跨過固定在地面上、半徑為R的光滑圓柱，A的質(zhì)量為B的兩倍當(dāng)B位于地面時(shí)，A恰與圓柱軸心等高將A由靜止釋放，B上升的最大高度是()A2R B.C. D.72020銀川模擬蹦床是一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員利用從蹦床反彈中表現(xiàn)雜技技巧的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)，它屬于體操運(yùn)動(dòng)的一種，蹦床有“空中芭蕾”之稱在某次“蹦床”娛樂活動(dòng)中，從小朋友下落到離地面高h(yuǎn)1處開始計(jì)時(shí)，其動(dòng)能Ek與離地高度h的關(guān)系如圖乙所示在

5、h1h2階段圖象為直線，其余部分為曲線，h3對(duì)應(yīng)圖象的最高點(diǎn)，小朋友的質(zhì)量為m，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力和一切摩擦下列有關(guān)說法正確的是()A整個(gè)過程中小朋友的機(jī)械能守恒B從小朋友的腳接觸蹦床直至蹦床被壓縮至最低點(diǎn)的過程中，其加速度先增大后減小C小朋友處于hh4高度時(shí)，蹦床的彈性勢(shì)能為Epmg(h2h4)D小朋友從h1下降到h5過程中，蹦床的最大彈性勢(shì)能為Epmmgh1二、多項(xiàng)選擇題8如圖甲所示，輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上，一質(zhì)量為m的小球，從離彈簧上端高h(yuǎn)處由靜止釋放某同學(xué)在研究小球落到彈簧上后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程，他以小球開始下落的位置為原點(diǎn)，沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸Ox

6、，作出小球所受彈力F大小隨小球下落的位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.以下判斷正確的是()A當(dāng)xhx0時(shí)，重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和最小B最低點(diǎn)的坐標(biāo)為xh2x0C小球受到的彈力最大值大于2mgD小球動(dòng)能的最大值為mgh9.2022年第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)將在中國(guó)舉行，跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一跳臺(tái)滑雪賽道可簡(jiǎn)化為助滑道、著陸坡、停止區(qū)三部分，如圖所示一次比賽中，質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從A處由靜止下滑，運(yùn)動(dòng)到B處后水平飛出，落在了著陸坡末端的C點(diǎn)，滑入停止區(qū)后，在與C等高的D處速度減為零己知B、C之間的高度差為h，著陸坡的傾角為，重力加速度為g.只考慮運(yùn)動(dòng)員在停止

7、區(qū)受到的阻力，不計(jì)其他能量損失由以上信息可以求出()A運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間BA、B之間的高度差C運(yùn)動(dòng)員在停止區(qū)運(yùn)動(dòng)過程中克服阻力做的功DC、D兩點(diǎn)之間的水平距離10如圖所示，一質(zhì)量為m0.1 kg的小球以豎直向上的初速度v010 m/s沖入一管道，該管道為圓管道，半徑為R5 m已知小球的入口與圓心在同一高度經(jīng)過管道后，它又沿著水平導(dǎo)軌進(jìn)入另一個(gè)半徑為r的圓軌道，且恰好能通過圓軌道的最高點(diǎn)若所有銜接處均不損失機(jī)械能，不計(jì)摩擦，小球直徑以及管道內(nèi)徑可忽略，圓管道和圓軌道底端勻與水平導(dǎo)軌相切，g取10 m/s2.下列說法正確的是()A小球到達(dá)管道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)管道的壓力為零B小球到達(dá)管道最高點(diǎn)時(shí)速度為

8、5 m/sC小球到達(dá)管道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)管道的壓力為5 ND圓軌道半徑r為4 m三、非選擇題112016全國(guó)卷如圖，在豎直平面內(nèi)有由圓弧AB和圓弧BC組成的光滑固定軌道，兩者在最低點(diǎn)B平滑連接AB弧的半徑為R，BC弧的半徑為.一小球在A點(diǎn)正上方與A相距處由靜止開始自由下落，經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)(1)求小球在B、A兩點(diǎn)的動(dòng)能之比(2)通過計(jì)算判斷小球能否沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)12如圖所示，兩個(gè)半徑均為R的四分之一圓弧構(gòu)成的光滑細(xì)圓管軌道ABC豎直放置，且固定在光滑水平面上，圓心連線O1O2水平輕彈簧左端固定在豎直擋板上，右端與質(zhì)量為m的小球接觸(不拴接，小球的直徑略小于管的內(nèi)徑)，長(zhǎng)為R的薄板DE置于水平面

9、上，板的左端D到管道右端C的水平距離為R.開始時(shí)彈簧處于鎖定狀態(tài)，具有一定的彈性勢(shì)能，重力加速度為g.解除彈簧鎖定，小球離開彈簧后進(jìn)入管道，最后從C點(diǎn)拋出已知小球在C點(diǎn)時(shí)所受彈力大小為mg.(1)求彈簧在鎖定狀態(tài)下的彈性勢(shì)能Ep.(2)若換用質(zhì)量為m1的小球用鎖定彈簧發(fā)射(彈簧的彈性勢(shì)能不變)，小球質(zhì)量m1滿足什么條件時(shí)，從C點(diǎn)拋出的小球才能擊中薄板DE?規(guī)范快練(十八)1解析：對(duì)A球最低點(diǎn)動(dòng)能等于重力勢(shì)能的減少量，對(duì)B球最低點(diǎn)動(dòng)能等于重力勢(shì)能減少量與彈簧彈性勢(shì)能增加量之差，但兩球的重力勢(shì)能減少量不相同，故兩小球運(yùn)動(dòng)到各自的最低點(diǎn)時(shí)的速度大小關(guān)系不確定，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；小球A運(yùn)動(dòng)過程中，只有

10、重力做功，小球A的機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小球B運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧對(duì)小球B做功，小球B的機(jī)械能不守恒，故選項(xiàng)D正確答案：D2解析：以地面C為零勢(shì)能面，根據(jù)重力勢(shì)能的計(jì)算公式得D處的重力勢(shì)能Epmgh0. 310(3) J9 J從A下落到D的過程中重力勢(shì)能的減少量Epmgh0.310(2.23) J15.6 J，選項(xiàng)C正確答案：C3解析：由機(jī)械能守恒定律得mgh4Ep，解得Ep4 560 J，選項(xiàng)B正確答案：B4解析：由于棋子在最高點(diǎn)具有水平方向的速度，所以機(jī)械能的增加量大于mgh，故A、B、D錯(cuò)誤棋子從離開平臺(tái)至運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中重力做的功為WGmgh，所以重力勢(shì)能增加mgh，故C正確答案：

11、C5解析：設(shè)細(xì)線的懸點(diǎn)O離水平地面的高度為h，若小球向右擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷開，斷開前小球運(yùn)動(dòng)的過程，由機(jī)械能守恒得mgL(1cos 53)mv2，細(xì)線斷開后小球做平拋運(yùn)動(dòng)，則有hLgt2，xvt，若小球向右擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷開，根據(jù)機(jī)械能守恒得到小球向右擺動(dòng)的最大偏角為53，則有xLsin 53，聯(lián)立解得h1.4L，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤答案：A6解析：設(shè)A球剛落地時(shí)兩球速度大小為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律2mgRmgR(2mm)v2得v2gR，B球繼續(xù)上升的高度h，B球上升的最大高度為hRR.答案：C7解析：小朋友接觸蹦床后，蹦床的彈力對(duì)小朋友做功，所以整個(gè)過程中小朋友的機(jī)械能不守恒，故A

12、錯(cuò)誤；從小朋友的腳接觸蹦床直至蹦床被壓縮至最低點(diǎn)的過程中，蹦床對(duì)小朋友的彈力先小于重力，后大于重力，隨著彈力的增大，合力先減小后反向增大，所以加速度先減小后增大，故B錯(cuò)誤；由圖乙知，小朋友在h2處和h4處動(dòng)能相等，根據(jù)蹦床和小朋友組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒得，小朋友處于hh4高度時(shí)，蹦床的彈性勢(shì)能為Epmg(h2h4)，故C正確；小朋友從h1下降到h5過程中，蹦床的最大彈性勢(shì)能為Epmmg(h1h5)，故D錯(cuò)誤答案：C8解析：根據(jù)乙圖可知，當(dāng)xhx0時(shí)，小球的重力等于彈簧的彈力，此時(shí)小球具有最大速度，以彈簧和小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒可知，重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和最小，故A正確；根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，小

13、球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)大于h2x0，小球受到的彈力最大值大于2mg，故B錯(cuò)誤，C正確；小球達(dá)到最大速度的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理可知mg(hx0)mgx0mv2，故小球動(dòng)能的最大值為mgh，故D正確答案：ACD9解析：從B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，則由hgt2可求解運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間，選項(xiàng)A正確；由v0t可求解在B點(diǎn)的速度v0，在由mghABmv可求解AB的高度差，選項(xiàng)B正確；從B點(diǎn)到D點(diǎn)由mvmghWFf可求解運(yùn)動(dòng)員在停止區(qū)運(yùn)動(dòng)過程中克服阻力做的功，選項(xiàng)C正確；由題中條件無法求解C、D兩點(diǎn)之間的水平距離，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：ABC10解析：從出發(fā)點(diǎn)到管道的最高點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得mvmgRmv，解得小球到達(dá)管道最

14、高點(diǎn)時(shí)的速度v10，即它剛好能夠通過管道的最高點(diǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；小球到達(dá)管道最高點(diǎn)時(shí)速度為0，則可求得此時(shí)小球?qū)艿赖膲毫Φ扔谛∏虻闹亓?，? N，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由機(jī)械能守恒定律得mvmgRmv，解得小球到達(dá)管道最低點(diǎn)時(shí)速度v210 m/s，在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得Fmgm，解得管道最低點(diǎn)對(duì)小球的支持力F5 N，再結(jié)合牛頓第三定律可知，選項(xiàng)C正確；小球剛好通過圓軌道最高點(diǎn)，則在最高點(diǎn)，小球速度v滿足mgm，從出發(fā)點(diǎn)到圓軌道的最高點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得mv22mgrmgRmv，聯(lián)立解得r4 m，選項(xiàng)D正確答案：CD11解析：(1)設(shè)小球的質(zhì)量為m，小球在A點(diǎn)的動(dòng)能為EkA，由機(jī)械能守恒定律得EkAmg設(shè)小球在B點(diǎn)的動(dòng)能為EkB，同理有EkBmg由式得5(2)若小球能沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，則小球在C點(diǎn)所受軌道的正壓力FN應(yīng)滿足FN0設(shè)小球在C點(diǎn)的速度大小為vC，由牛頓第二定律和向心力公式有FNmgm由式得，vC應(yīng)滿足mgm由機(jī)械能守恒定律得mgmv由式可知，小球恰好可以沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)答案：(1)51(2)小球能沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)12解析：(1)從解除彈簧鎖定到小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過