2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)優(yōu)化測控試題 機(jī)械能守恒（38套）

1、2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)同步優(yōu)化測控試題第27講勢(shì)能重力做功機(jī)械能守恒定律1.質(zhì)量為m的物體由靜止開始以2g的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)h高度.下列說法中正確的是()A.物體的勢(shì)能減少2mghB.物體的機(jī)械能保持不變C.物體的動(dòng)能增加2mgh D.物體的機(jī)械能增加mgh解析：重力勢(shì)能的減少量等于重力做的功，即Epmgh，A錯(cuò)誤.由題意知，物體除受重力外還受大小為mg的向下的作用力，機(jī)械能不守恒，B錯(cuò)誤.物體的合外力F合2mg，故其動(dòng)能的增量Ek2mgh，C正確.Epmgh，Ek2mgh，故EEkEpmgh，D正確.答案：CD2.如圖所示，在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h

2、的海平面上.若以地面為零勢(shì)能面且不計(jì)空氣阻力，則下列說法中不正確的是()A.物體到海平面時(shí)的重力勢(shì)能為mghB.重力對(duì)物體做的功為mghC.物體在海平面上的動(dòng)能為mvmghD.物體在海平面上的機(jī)械能為mv解析：以地面為參考平面，物體在海平面時(shí)的重力勢(shì)能為mgh，故A錯(cuò)誤；拋出后的過程中機(jī)械能守恒，所以C、D正確；重力做功與路徑無關(guān)，所以B正確.答案：A3.如圖所示，長為L的輕桿一段固定一質(zhì)量為m的小球，另一端安裝有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸O，桿可在豎直平面內(nèi)繞O無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng).若在最低點(diǎn)P處給小球一沿切線方向的初速度v02，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是()A.小球不可能到達(dá)圓周軌道的最高點(diǎn)QB.小球能達(dá)到圓

3、周軌道的最高點(diǎn)Q，且在Q點(diǎn)受到輕桿向上的支持力C.小球能到達(dá)圓周軌道的最高點(diǎn)Q，且在Q點(diǎn)受到輕桿向下的拉力D.小球能達(dá)到圓周軌道的最高點(diǎn)Q，且在Q點(diǎn)恰好不受輕桿的彈力解析：設(shè)小球能到達(dá)Q點(diǎn)，且到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)具有速度v，由機(jī)械能守恒得：mvmg2Lmv2可解得：v0在最高點(diǎn)，小球所需的向心力為零，故受輕桿向上的大小為mg的支持力.答案：B4.用平行于斜面向下的拉力F將一個(gè)物體沿斜面往下拉動(dòng)后，拉力的大小等于摩擦力，則A.物體做勻速運(yùn)動(dòng)B.合外力對(duì)物體做功等于零C.物體的機(jī)械能減少D.物體的機(jī)械能不變解析：物體所受的力中，重力、拉力、摩擦力對(duì)物體做功，拉力與摩擦力做的功相互抵消，重力做功不影響機(jī)械能，

4、故物體的機(jī)械能不變.答案：D5.如圖所示，一根輕桿長為2L，中點(diǎn)A和右端點(diǎn)B各固定一個(gè)小球，mB2mA左端O為光滑水平轉(zhuǎn)軸.開始時(shí)桿靜止在水平位置，釋放后將向下擺動(dòng)至豎直，在此過程中以下說法正確的是()A.A、B兩球的機(jī)械能都守恒B.A、B兩球的機(jī)械能不守恒，但它們組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.這一過程O、A間輕桿對(duì)A球做正功D.這一過程A、B間輕桿對(duì)A球做正功解析：兩小球及輕桿組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，設(shè)擺到豎直時(shí)角速度為，有：m(L)22m(2L)2mgL2mg2L解得：即A的動(dòng)能EkAm(L)2mgL|EpA|B的動(dòng)能EkB2m(2L)22mg2L|EpB|故選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確.又因?yàn)橄聰[的過程

5、O、A間輕桿的彈力沿桿方向不做功，故知A、B之間輕桿對(duì)A球做負(fù)功.答案：B6.如圖所示，質(zhì)量m2 kg的小球系在輕彈簧的一端，另一端固定在懸點(diǎn)O處，將彈簧拉至水平位置A處(彈簧處于原長)由靜止釋放，小球到達(dá)O點(diǎn)的正下方距O點(diǎn)h0.5 m處的B點(diǎn)時(shí)速度v2 m/s.求小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中彈簧彈力做的功.(取g10 m/s2)解析：小球在運(yùn)動(dòng)過程中只受重力和彈力的作用，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，以B點(diǎn)為重力勢(shì)能零勢(shì)面，A點(diǎn)為彈性勢(shì)能零勢(shì)面，則：在初狀態(tài)A有：E1Ek1Ep1mgh在末狀態(tài)B有：E2Ek2Ep2mv2Ep2式中Ep2為彈簧的彈性勢(shì)能，由機(jī)械能守恒定律有E1E2即mghmv2Ep2解得：E

6、p2mghmv22100.5 J222 J6 J因?yàn)閺椥詣?shì)能增加，彈簧的彈力做負(fù)功，故彈簧的彈力做的功為W彈Ep6 J.答案：6 J7.如圖甲所示，一粗細(xì)均勻的U形管內(nèi)裝有一定量水銀豎直放置，右管口用蓋板A密閉一部分氣體，左管口開口，兩液面高度差為h，U形管中水銀柱總長為4h.現(xiàn)拿去蓋板，水銀柱開始流動(dòng)，當(dāng)兩側(cè)液面第一次相平時(shí)，右側(cè)液面下降的速度大小為多少？(水銀柱與管壁之間的阻力不計(jì))解析：如圖乙所示，當(dāng)右側(cè)液面下降時(shí)，兩側(cè)液面達(dá)到同一水平，這一過程中水銀柱的重力勢(shì)能變化為：EpSg其中、S分別水銀的密度和水銀柱的橫截面積由機(jī)械能守恒定律得：EpEk，即sgS4hv2可解得：v.答案：金典練

7、習(xí)十二勢(shì)能重力做功機(jī)械能守恒定律選擇題部分共10小題，每小題6分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.1.下列說法正確的是()A.如果物體所受到的合外力為零，則其機(jī)械能一定守恒B.如果物體的合外力做的功為零，則其機(jī)械能一定守恒C.物體沿光滑曲面自由下滑的過程中，其機(jī)械能一定守恒D.做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能可能守恒解析：如果物體受到的合外力為零，機(jī)械能不一定守恒.如在豎直方向上物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能不守恒.所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.物體沿光滑曲面自由下滑的過程中，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒.選項(xiàng)C正確做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能可能守恒，如自由落體運(yùn)

8、動(dòng)；但有時(shí)也不守恒，如在水平面上拉著一個(gè)物體加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)就不守恒.選項(xiàng)D正確.答案：CD2.第29屆奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)于2008年8月8日至8月24日在中華人民共和國首都北京舉行.奧運(yùn)會(huì)中的投擲的鏈球、鉛球、鐵餅和標(biāo)槍等體育比賽項(xiàng)目都是把物體斜向上拋出的運(yùn)動(dòng)，如圖所示，這些物體從被拋出到落地的過程中()A.物體的機(jī)械能先減小后增大B.物體的機(jī)械能先增大后減小C.物體的動(dòng)能先增大后減小，重力勢(shì)能先減小后增大D.物體的動(dòng)能先減小后增大，重力勢(shì)能先增大后減小解析：若不考慮空氣阻力的作用，這些物體被拋出后機(jī)械能守恒；若考慮空氣阻力的作用，這些物體被拋出后機(jī)械能一直減小，而動(dòng)能在上升的過程減小，下降的過程

9、增加.選項(xiàng)D正確.答案：D3.如圖所示，甲球由輕繩系住，乙球由橡皮條系住，都從水平位置由靜止開始釋放，當(dāng)兩球到達(dá)懸點(diǎn)正下方K點(diǎn)時(shí)，橡皮條長度恰好與繩長相等，則在K點(diǎn)時(shí)兩球速度大小的關(guān)系是()A.v甲v乙B.v甲v乙C.v乙v甲 D.v甲v乙解析：甲球下擺的過程中機(jī)械能守恒，則有：mvmgL解得：v甲乙球下擺的過程橡皮條對(duì)其做負(fù)功、機(jī)械能不守恒，由動(dòng)能定理得：mvmgLW可得：v乙m.不計(jì)摩擦，則系統(tǒng)由靜止開始運(yùn)動(dòng)的過程中()A.A、B各自的機(jī)械能分別守恒B.A減少的機(jī)械能等于B增加的機(jī)械能C.A減少的重力勢(shì)能等于B增加的重力勢(shì)能D.A和B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析：釋放后A加速下降，B加速上升，

10、兩物體的機(jī)械能都不守恒，但A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即EAEB.答案：BD5. 如圖所示，一均質(zhì)桿長為 r，從圖示位置由靜止開始沿光滑面ABD滑動(dòng)，AB是半徑為r的圓弧，BD為水平面.則當(dāng)桿滑到BD位置時(shí)的速度大小為()A.B.C.D.2解析：雖然桿在下滑過程有轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生，但初始位置靜止，末狀態(tài)勻速平動(dòng)，整個(gè)過程無機(jī)械能損失，故有：mv2Epmg解得：v.答案：B6.如圖所示，長度相同的三根輕桿構(gòu)成一個(gè)正三角形支架，在A處固定質(zhì)量為2m的小球，B處固定質(zhì)量為m的小球，支架懸掛在O點(diǎn)，可繞過O點(diǎn)并與支架所在平面相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng).開始時(shí)OB豎直，放手后開始運(yùn)動(dòng)，在不計(jì)任何阻力的情況下，下列說法正

11、確的是()A.A球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度為零B.A球機(jī)械能的減少量等于B球機(jī)械能的增加量C.B球向左擺動(dòng)所能達(dá)到的最高位置應(yīng)高于A球開始運(yùn)動(dòng)的高度D.當(dāng)支架從左向右回?cái)[時(shí)，A球一定能回到起始高度解析：A、B兩球及支架組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)B、D正確；設(shè)A球能擺至最低點(diǎn)，且此時(shí)A、B兩球的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得：2mgLsin mgLsin 3mv2解得：v故選項(xiàng)A錯(cuò)誤、C正確.答案：BCD7.如圖所示，將一個(gè)內(nèi)外側(cè)均光滑的半圓形槽置于光滑的水平面上，槽的左側(cè)有一豎直墻壁.現(xiàn)讓一小球自左端槽口A的正上方由靜止開始下落，與半圓形槽相切從A點(diǎn)進(jìn)入槽內(nèi)，則下列說法正確的是()A.小球在半圓形槽內(nèi)

12、運(yùn)動(dòng)的全過程中，只有重力對(duì)它做功B.小球從A點(diǎn)向半圓形槽的最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.小球從A點(diǎn)經(jīng)最低點(diǎn)向右側(cè)最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.小球從下落至從右側(cè)離開槽的過程機(jī)械能守恒解析：小球從A點(diǎn)向半圓形槽的最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，半圓形槽有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，但是實(shí)際上沒有動(dòng)，整個(gè)系統(tǒng)只有重力做功，所以小球與槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.而小球過了半圓形槽的最低點(diǎn)以后，半圓形槽向右運(yùn)動(dòng)，由于系統(tǒng)沒有其他形式的能量產(chǎn)生，滿足機(jī)械能守恒的條件，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.小球到達(dá)槽最低點(diǎn)前，半圓形槽固定不動(dòng)，只有重力做功，機(jī)械能守恒.當(dāng)小球向右上方滑動(dòng)時(shí)，半圓形槽也向右

13、移動(dòng)，半圓形槽對(duì)小球做負(fù)功，小球的機(jī)械能不守恒.綜合以上分析可知選項(xiàng)B、C正確.答案：BC8.如圖所示，質(zhì)量分別是mA和mB的A、B兩物體，用勁度系數(shù)為k的彈簧相連，處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對(duì)A施以豎直向上的力F，并將其緩慢提起，當(dāng)B對(duì)地面恰無壓力時(shí)撤去F，A由靜止向下運(yùn)動(dòng)至最大速度時(shí)，重力做的功為()A. B.C. D.解析：當(dāng)A向下運(yùn)動(dòng)至平衡位置時(shí)速度最大，此時(shí)彈簧的壓縮量x1；當(dāng)B恰好對(duì)地?zé)o壓力時(shí)彈簧的伸長量x2.故知A從撤去F至速度達(dá)到最大的過程中，重力做的功WGmAg(x1x2).答案：C9. 如圖所示，半徑為R的圓筒固定在小車上，小車以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，有一光滑小球相對(duì)靜止在圓筒的最低點(diǎn)

14、.當(dāng)小車遇到障礙物突然停止時(shí)，小球在圓筒中上升的高度可能()A.等于 B.大于C.小于 D.等于2R解析：當(dāng)v時(shí)，小球上升的高度hm2R；當(dāng)v時(shí)，小球上升的高度hm；當(dāng)v時(shí)，小球上升的高度hm.答案：ACD10.如圖所示，在一直立的光滑管內(nèi)放置一輕質(zhì)彈簧，上端O點(diǎn)與管口A的距離為2x0，一質(zhì)量為m的小球從管口由靜止下落，將彈簧壓縮至最低點(diǎn)B，壓縮量為x0.不計(jì)空氣阻力，則()A.小球運(yùn)動(dòng)的最大速度等于2B.小球運(yùn)動(dòng)的最大加速度為gC.彈簧的勁度系數(shù)為 D.彈簧的最大彈性勢(shì)能為3mgx0解析：當(dāng)小球處于平衡位置時(shí)，彈簧的壓縮量x，此時(shí)小球的速度最大，即vm2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.當(dāng)小球從彈簧上端釋放向下

15、壓彈簧時(shí)，彈簧的最大形變量為2x，此時(shí)加速度向上且為g，故知彈簧的壓縮量為x0(x0x)時(shí)，小球向上的加速度大于g，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.又由x0x，可得k，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.小球從AB的過程中，由機(jī)械能守恒定律知，在B點(diǎn)時(shí)彈性勢(shì)能E彈mg3x0，選項(xiàng)D正確.答案：D非選擇題部分共3小題，共40分.11.(13分)如圖所示，一固定在豎直平面內(nèi)的光滑的半圓形軌道ABC，其半徑R0.5 m，軌道在C處與水平地面相切.在C處放一小物塊，給它一水平向左的初速度v05 m/s，結(jié)果它沿CBA運(yùn)動(dòng)，通過A點(diǎn)，最后落在水平面上的D點(diǎn)，求C、D間的距離s.重力加速度g取 10 m/s2.2006年高考全國理綜卷解析：設(shè)小物塊

16、的質(zhì)量為m，過A處時(shí)的速度為v，由A運(yùn)動(dòng)到D經(jīng)歷的時(shí)間為t，則有：mvmv22mgR2Rgt2svt聯(lián)立解得：s1 m.答案：1 m12.(13分)光滑的長軌道形狀如圖甲所示，底部為半圓形，其半徑為R，固定在豎直平面內(nèi).A、B兩質(zhì)量相同的小環(huán)用長為R的輕桿連接在一起，套在軌道上.將A、B兩環(huán)從圖示位置靜止釋放，A環(huán)距離底端為2R.不考慮輕桿和軌道的接觸，即忽略系統(tǒng)機(jī)械能的損失，求：(1)A、B兩環(huán)都未進(jìn)入半圓形底部前，桿上的作用力.(2)當(dāng)A環(huán)下滑至軌道最低點(diǎn)時(shí)，A、B的速度大小.解析：(1)兩環(huán)都未進(jìn)入半圓形軌道前都做自由落體運(yùn)動(dòng)，桿上的作用力為零. (2)當(dāng)A環(huán)到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)，B環(huán)也已進(jìn)

17、入半圓軌道(如圖乙所示)，由幾何關(guān)系知兩環(huán)的速度大小相等，設(shè)為v，由機(jī)械能守恒定律得：2mv2mg2Rmg(2RRsin 30)解得：v3.答案：(1)兩環(huán)都未進(jìn)入半圓形軌道前都做自由落體運(yùn)動(dòng)，桿上的作用力為零(2)A、B的速度大小均為313.(14分)如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)，一輕質(zhì)彈簧靜止放于光滑斜面上，其一端固定，另一端恰好與水平線AB平齊；長為L輕質(zhì)細(xì)線一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，將細(xì)線拉至水平，此時(shí)小球在位置C.現(xiàn)由靜止釋放小球，小球到達(dá)最低點(diǎn)D時(shí)，細(xì)繩剛好被拉斷，D點(diǎn)與AB相距h；之后小球在運(yùn)動(dòng)過程中恰好與彈簧接觸并沿斜面方向壓縮彈簧，彈簧的最大壓縮量為x.試求：(1)細(xì)繩所能承受的最大拉力F.(2)斜面的傾角.(3)彈簧所獲