（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題二 能量與動量 第6講 選擇題對“機械能守恒定律、功能關(guān)系”的考查限時練（含解析）-人教版高三全冊物理試題

選擇題對“機械能守恒定律、功能關(guān)系”的考查[A組基礎(chǔ)題練熟練快]1.(多選)(2019·甘肅河西五市一模)某娛樂項目中，參與者拋出一小球去撞擊觸發(fā)器，從而進入下一關(guān)．現(xiàn)在將這個娛樂項目進行簡化，假設(shè)參與者從觸發(fā)器的正下方以v的速率豎直上拋一小球，小球恰好擊中觸發(fā)器．若參與者仍在剛才的拋出點，沿A、B、C、D四個不同的光滑軌道分別以速率v拋出小球，如圖所示．則小球能夠擊中觸發(fā)器的可能是()解析：小球以速率v豎直上拋的最大高度為h，到達最大高度時速率為0，A選項中，小球還沒上升到最高點就做斜拋運動，不能擊中觸發(fā)器，故A錯誤；B選項中，小球離開斜面后做斜拋運動，不能擊中觸發(fā)器，故B錯誤；C選項中，根據(jù)機械能守恒定律可知，小球上升到最高點時速度剛好等于零，可以擊中觸發(fā)器，故C正確；D選項中，在雙軌中做圓周運動時到達最高點的速度可以為零，所以小球可以上升到最高點并擊中觸發(fā)器，故D正確．答案：CD2．(2019·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)以一定的初速度從地面豎直向上拋出一小球，小球上升到最高點之后，又落回到拋出點，假設(shè)小球所受空氣阻力與速度大小成正比，則小球在運動過程中的機械能E隨離地高度h變化關(guān)系可能正確的是()解析：根據(jù)功能關(guān)系得ΔE＝fΔh，得eq\f(ΔE,Δh)＝f＝kv，即E-h圖象切線斜率的絕對值等于空氣阻力的大小．上升過程中，速度減小，故E-h圖象的斜率減??；下降過程中，速度增大，故E-h圖象的斜率變大；上升過程中平均阻力大于下降過程中的平均阻力，故上升過程中機械能減小的比下降過程中機械能減小的多，故選D.答案：D3．(多選)(2019·湖北天門等八市聯(lián)考)如圖所示，公園蹦極跳床深受兒童喜愛．一小孩系好安全帶后靜止時腳剛好接觸蹦床，將小孩舉高至每根輕質(zhì)彈性繩都處于原長時由靜止釋放，對小孩下落過程的分析，下列說法正確的是()A．小孩一直處于失重狀態(tài)B．彈性繩對小孩的作用力一直增大C．小孩的加速度一直增大D．小孩的機械能一直減小解析：由于初始時刻彈性繩處于原長，彈力為零，小孩加速度向下，接觸蹦床后，速度會減小，加速度向上，故小孩先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)，A項錯誤；隨著小孩的下落，彈性繩伸長，彈力增大，彈力之間夾角減小，彈性繩合力增大，B項正確；小孩加速下落時，mg－F彈＝ma，加速度減小，當(dāng)接觸蹦床后，做減速運動，F(xiàn)蹦＋F彈－mg＝ma，加速度增大，C項錯誤；由于彈性繩和蹦床都會對小孩做負(fù)功，所以小孩的機械能一直減小，D項正確．答案：BD4．(2019·湖南衡陽二模)2019年春晚在舞蹈《春?！分欣_帷幕．如圖所示，五名領(lǐng)舞者在鋼絲繩的拉動下以相同速度緩緩升起，若五名領(lǐng)舞者的質(zhì)量(包括衣服和道具)相等，下面說法中正確的是()A．觀眾欣賞表演時可把領(lǐng)舞者看作質(zhì)點B．2號和4號領(lǐng)舞者的重力勢能相等C．3號領(lǐng)舞者處于超重狀態(tài)D．她們在上升過程中機械能守恒解析：觀眾欣賞表演時，要看動作，不能把領(lǐng)舞者看作質(zhì)點，故A錯誤；2號和4號領(lǐng)舞者的質(zhì)量相等，高度相同，則重力勢能相等，故B正確；3號領(lǐng)舞者緩緩升起，處于平衡狀態(tài)，故C錯誤；她們在上升過程中，鋼絲繩的拉力對她們做功，所以她們的機械能不守恒，故D錯誤．答案：B5．(2019·河南鄭州二次預(yù)測)在奧運比賽項目中，10m跳臺跳水是我國運動員的強項．某次訓(xùn)練中，質(zhì)量為60kg的跳水運動員從跳臺自由下落10m后入水，在水中豎直向下減速運動．設(shè)空中下落時空氣阻力不計，水對他的阻力大小恒為2400N．那么在他入水后下降2.5m的過程中，下列說法正確的是(取g＝10m/s2)()A．他的加速度大小為40m/s2B．他的動量減少了300kg·m/sC．他的動能減少了4500JD．他的機械能減少了4500J解析：根據(jù)牛頓第二定律：f－mg＝ma，代入數(shù)據(jù)解得加速度大小為：a＝30m/s2，故A錯誤；自由下落10m后，根據(jù)veq\o\al(2,0)＝2gh，可得運動員的速度為：v0＝10eq\r(2)m/s，在水中下落2.5m后的速度為：veq\o\al(2,1)－veq\o\al(2,0)＝－2ah′，代入數(shù)據(jù)解得：v1＝5eq\r(2)m/s，他的動量減少了：Δp＝mv0－mv1＝300eq\r(2)kg·m/s，故B錯誤；減速下降的過程中，根據(jù)動能定理，動能的減少量等于克服合力做的功：W合＝(f－mg)h′＝(2400－600)×2.5J＝4500J，故C正確；減速下降的過程中，機械能的減少量等于克服阻力做的功為：fh′＝2400×2.5J＝6000J，故D錯誤．答案：C6．(2019·金學(xué)導(dǎo)航大聯(lián)考)靜止在粗糙斜面上的物體在沿斜面向上的恒定拉力F作用下沿斜面勻加速上升，在某一時刻撤去恒力F，空氣阻力不計，則物體機械能E隨時間t變化關(guān)系可能正確的是()解析：物體在拉力作用下勻加速上升時，拉力和滑動摩擦力的合力(F－f)做正功，根據(jù)功能關(guān)系可知物體機械能增加，即ΔE＝(F－f)×eq\f(1,2)at2，與時間成二次函數(shù)關(guān)系，故選項A、B錯誤；在撤去拉力后，滑動摩擦力做負(fù)功，機械能減少，仍然與時間成二次函數(shù)關(guān)系，故選項C錯誤，D正確．答案：D7．(2019·名校學(xué)術(shù)聯(lián)盟押題)如圖所示，物塊P用細(xì)繩吊在天花板上，物塊Q用輕彈簧吊在物塊P下面，用豎直向上的推力推物塊Q，使輕繩的張力剛好為零，保持兩物塊靜止不動．現(xiàn)撤去推力F，則在物塊Q向下運動的過程中，(輕繩不會被拉斷)()A．物塊P受到的合力先減小后增大B．物塊Q的動能與彈簧的彈性勢能之和不斷增大C．物塊Q減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能D．物塊Q的機械能不斷減小，轉(zhuǎn)化成了彈簧的彈性勢能解析：物塊P保持靜止，受到的合力始終為零，故A錯誤；在物塊Q向下運動的過程中，物塊Q與彈簧組成的系統(tǒng)，機械能守恒，物塊Q的動能、物塊Q的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和保持不變，物塊Q向下運動，物塊Q的重力勢能減小，物塊Q減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能和物塊Q的動能，所以物塊Q的動能與彈簧的彈性勢能之和不斷增大，故B正確，C錯誤；開始時輕繩的張力剛好為零，彈簧處于壓縮狀態(tài)，物塊Q向下運動，彈簧的彈力對物塊Q先做正功后做負(fù)功，因此物塊Q的機械能先增大后減小，故D錯誤．答案：B[B組中難題目練通抓牢]8．(2019·考試大綱調(diào)研卷10)如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與一質(zhì)量為m、套在光滑豎直固定桿A處的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長．圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達C處的速度為零，重力加速度為g，則下列說法不正確的是()A．由A到C的過程中，圓環(huán)的加速度先減小后增大B．由A到C的過程中，圓環(huán)的動能與重力勢能之和先增大后減少C．由A到B的過程中，圓環(huán)動能的增加量小于重力勢能的減少量D．在C處時，彈簧的彈性勢能為mgh解析：圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達C處的速度為零，所以圓環(huán)先做加速運動，再做減速運動，經(jīng)過B處的速度最大，所以經(jīng)過B處的加速度為零，所以加速度先減小后增大，故A正確．圓環(huán)的動能、重力勢能和彈性勢能之和守恒，因由A到C的過程中，彈性勢能逐漸變大，則圓環(huán)的動能與重力勢能之和逐漸減少，選項B錯誤．由A到B的過程中，因圓環(huán)的動能、重力勢能和彈性勢能之和守恒，則彈性勢能和動能增加量之和等于重力勢能的減小量，則圓環(huán)動能的增加量小于重力勢能的減少量，選項C正確．研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C過程，由動能定理得：mgh－W彈＝0－0＝0，則W彈＝mgh，故D正確．答案：B9．(2019·湘贛十四校聯(lián)考)如圖，傾角為θ的傳送帶正以速度v0勻速順時針轉(zhuǎn)動，現(xiàn)將物塊輕放在傳送帶的頂端A點，在物塊向下運動的過程中，關(guān)于物塊的速度v，所受摩擦力的大小f、摩擦力功率的大小P、重力勢能Ep的圖象一定不正確的是()解析：對物塊受力分析可知，物塊在傳送帶上運動的情況有三種情況：即①一直勻加速運動；②先勻加速到與傳送帶共速后再以更小的加速度加速；③先勻加速與傳送帶共速后再勻速．重力勢能與時間在兩個階段不可能都是線性關(guān)系，故A錯誤．情況③對應(yīng)的摩擦力先為滑動摩擦，后為靜摩擦力，故B正確．情況②對應(yīng)的摩擦力的功率為P＝fv＝fat可知，C正確．情況③對應(yīng)的速度時間圖象即為D，故D正確．本題選不正確的，故選A.答案：A10．(多選)(2019·湖北四地七校聯(lián)考)如圖所示，固定的光滑豎直桿上套一個滑塊A，與滑塊A連接的細(xì)線繞過光滑的輕質(zhì)定滑輪連接滑塊B，細(xì)線不可伸長，滑塊B放在粗糙的固定斜面上，連接滑塊B的細(xì)線和斜面平行，滑塊A從細(xì)線水平位置由靜止釋放(不計輪軸處的摩擦)，到滑塊A下降到速度最大(A未落地，B未上升至滑輪處)的過程中()A．滑塊A和滑塊B的加速度大小一直相等B．滑塊A減小的機械能等于滑塊B增加的機械能C．滑塊A的速度最大時，滑塊A的速度大于B的速度D．細(xì)線上張力對滑塊A做的功等于滑塊A機械能的變化量解析：兩滑塊與細(xì)線構(gòu)成細(xì)線連接體，沿繩方向的加速度相等，則A的分加速度等于B的加速度，故A錯誤；細(xì)線連接體上的一對拉力做功不損失機械能，但B受到的斜面摩擦力對B做負(fù)功，由能量守恒可知滑塊A減小的機械能等于滑塊B增加的機械能和摩擦生熱之和，故B錯誤；細(xì)線連接體沿細(xì)線的速度相等，則A沿細(xì)線的分速度等于B的運動速度，如圖所示，即滑塊A的速度大于B的速度，故C正確；對A受力分析可知，除重力外，只有細(xì)線的張力對滑塊做功，由功能原理可知，細(xì)線上張力對滑塊A做的功等于滑塊A機械能的變化量，故D正確．答案：CD11.(2019·江西南昌一模)如圖所示，物體A、B和輕彈簧靜止豎立在水平地面上，輕彈簧的兩端與兩物體拴接，其勁度系數(shù)為k，重力加速度為g.在物體A上施加一個豎直向上的恒力，若恒力大小為F0，物體B恰好不會離開地面；若恒力大小為2F0，在物體B剛好離開地面時物體A的速度為eq\r(\f(3F0g,k))，設(shè)整個過程中彈簧都處于彈性限度內(nèi)．則物體A與物體B的質(zhì)量比值為()A．2∶1 B．1∶2C．3∶1 D．1∶3解析：開始時彈簧的壓縮量x1＝eq\f(mAg,k)；物體剛好離開地面時，彈簧的伸長量為x2＝eq\f(mBg,k)；兩次施加力F時彈簧的彈力做功相同；根據(jù)能量關(guān)系可知：若恒力大小為F0，則Ep＋mAg(x1＋x2)＝F0(x1＋x2)；若恒力大小為2F0，則Ep＋mAg(x1＋x2)＋eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,A)＝2F0(x1＋x2)，其中的vA＝eq\r(\f(3F0g,k))；聯(lián)立解得mA∶mB＝2∶1，故選A.答案：A[C組探究創(chuàng)新從容應(yīng)對]12．(2019·河南聯(lián)考)如圖所示，跳樓機是常見的大型機動游樂設(shè)備．這種設(shè)備的座艙裝在豎直柱子上，由升降機送至高處后使其自由下落(不計阻力)，一段時間后，啟動制動系統(tǒng)，座艙勻減速運動到地面時剛好停下．下列說法正確的是()A．自由下落階段和制動階段乘客機械能的變化量相等B．自由下落階段和制動階段，乘客所受合力的沖量相同C．自由下落階段和制動階段，乘客所受重力做的功一定相等D．整個下落過程中，乘客的最大速度是全程平均速度的兩倍解析：自由下落階段乘客的機械能不變，制動階段乘客機械能減小，選項A錯誤；自由下落階段和制動階段，乘客的動量變化等大反向，則乘客所受合力的沖量大小相同，方向相反，選項B錯誤；自由下落階段和制動階段下降的距離不一定相同，則乘客所受重力做的功不一定相等，選項C錯誤；整個下落過程中，若乘客的最大速度是v，則自由下落階段的平均速度為eq\f(v,2)，制動階段的平均速度也是eq\f(v,2)，即最大速度是全程平均速度的兩倍，選項D正確．答案：D13．(2019·山東棗莊期末)某馬戲團演員做滑桿表演時，所用豎直滑桿的上端通過拉力傳感器固定在支架上，下端懸空，滑桿的質(zhì)量為20kg.從演員在滑桿上端做完動作時開始計時，演員先在桿上靜止了0.5s，然后沿桿下滑，3.5s末剛好滑到桿底端，速度恰好為零，整個過程演員的vt圖象和傳感器顯示的拉力隨時間的變化情況分別如圖甲、乙所示，取重力加速度g＝10m/s2，則下列說法正確的是()甲乙A．演員在1.0s時的加速度大小為2m/s2B．滑桿的長度為5.25mC．傳感器顯示的最小拉力為420ND．3.5s內(nèi)演員損失的機械能為2700J解析：由vt圖象可知，演員在1.0s時的加速度大小a＝eq\f(3－0,1.5－0.