2019高考物理二輪小題狂做專練 十二 機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系與能量守恒 含解析

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1、 1．【浙江省2017普通高校招生選考科目考試物理試題】火箭發(fā)射回收是航天技術(shù)的一大進(jìn)步。如圖所示，火箭在返回地面前的某段運(yùn)動(dòng)，可看成先勻速后減速的直線運(yùn)動(dòng)，最后撞落在地面上。不計(jì)火箭質(zhì)量的變化，則（ ） A．火箭在勻速下降過(guò)程中機(jī)械能守恒 B．火箭在減速下降過(guò)程中攜帶的檢測(cè)儀器處于失重狀態(tài) C．火箭在減速下降過(guò)程中合力做功，等于火箭機(jī)械能的變化 D．火箭著地時(shí)，火箭對(duì)地的作用力大于自身的重力 2．【安徽省2019屆高三10月份聯(lián)考】質(zhì)量為m的子彈，以水平速度射入靜止在光滑水平面上質(zhì)量為M的木塊，并留在其中，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．子彈動(dòng)能的

2、減少量與木塊動(dòng)能增加量相等 B．阻力對(duì)子彈做的功與子動(dòng)能的變化量相等 C．子彈克服阻力做的功與子彈對(duì)木塊做的功相等 D．子彈克服阻力做的功等于系統(tǒng)克服摩擦所產(chǎn)生的內(nèi)能 3．【安徽省阜陽(yáng)三中2018-2019學(xué)年高三考試】如圖所示，重10 N的滑塊在傾角為30的斜面上，從a點(diǎn)由靜止下滑，到b點(diǎn)接觸到一個(gè)輕彈簧．滑塊壓縮彈簧到c點(diǎn)開始彈回，返回b點(diǎn)離開彈簧，最后又回到a點(diǎn)，已知ab＝0.8 m，bc＝0.4 m，那么在整個(gè)過(guò)程中（ ） A．滑塊滑到b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大 B．滑塊動(dòng)能的最大值是6 J C．從c到b彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功是6 J D．滑塊整個(gè)過(guò)程機(jī)械能守恒 4．【江

3、蘇省姜堰中學(xué)2017-2018學(xué)年度高考模擬】如圖所示，半徑為R的金屬環(huán)豎直放置，環(huán)上套有一質(zhì)量為m的小球，小球開始時(shí)靜止于最低點(diǎn)?，F(xiàn)給小球一沖擊，使它以初速度v0=6Rg開始運(yùn)動(dòng)。小球運(yùn)動(dòng)到環(huán)的最高點(diǎn)時(shí)與環(huán)恰無(wú)作用力，小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中（ ） A．小球機(jī)械能守恒 B．小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)金屬環(huán)的壓力是6mg C．小球在最高點(diǎn)時(shí)，速度為0 D．小球機(jī)械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR。 5．【全國(guó)市級(jí)聯(lián)考2017-2018學(xué)年高考調(diào)研】如圖所示,傾角為α=37o、長(zhǎng)度為x=3m的光滑固定斜面,其底端與長(zhǎng)木板B上表面等高,原來(lái)B靜止在光滑水平地面上,左端與

4、斜面接觸但不粘連,斜面底端與B的上表面接觸處圓滑。一可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊A從斜面頂端處由靜止開始下滑,最終A剛好未從B上滑下。已知A、B的質(zhì)量相等, A與B上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,sin37o=0.6,cos37o=0.8,重力加速度g取10m/s2。（ ） A．A在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為3s B．A在B上滑動(dòng)過(guò)程中,系統(tǒng)動(dòng)量和機(jī)械能均守恒 C．A的最終速度為3m/s D．長(zhǎng)木板B的長(zhǎng)度為1m 6．【安徽省皖南八校2019屆高三10月份聯(lián)考物理】如圖甲所示，水平傳送帶始終以恒定速率v1向右運(yùn)行，質(zhì)量為m的物塊，以v2的初速度從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處向

5、左滑入傳送帶，若從物塊滑上傳送帶開始計(jì)時(shí)，物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的v－t圖象（以地面為參考系）如圖乙所示，已知v2＞v1則（ ） A．t1時(shí)刻，物塊離A處的距離達(dá)到最大 B．t2時(shí)刻，物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離達(dá)到最大 C．0－t3時(shí)間內(nèi)，物塊一直受到方向向右的摩擦力 D．t1—t2時(shí)間內(nèi)，由于帶動(dòng)物塊電動(dòng)機(jī)多做的功為mv12 7．【湖北省三市2017-2018學(xué)年高三聯(lián)考】如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在將彈簧壓縮到最短的整個(gè)過(guò)程中，下列關(guān)于小球和彈簧的能量敘述中正確的是（ ） A．小球的機(jī)械能守恒 B．彈簧的彈性勢(shì)能增大 C．小球剛接觸彈簧時(shí)，動(dòng)能

6、最大 D．小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 8．【遼寧省2017-2018學(xué)年高三大聯(lián)考】質(zhì)量為m的子彈，以水平速度v0射入靜止在水平面上質(zhì)量為M的木塊，并留在其中.在此過(guò)程中，木塊的動(dòng)能增加了8?J，那么此過(guò)程產(chǎn)生的內(nèi)能可能為（ ） A．16?J B．12?J C．8?J D．4?J 9．【河北省雄安新區(qū)2018屆高三物理模擬】如圖為某種魚餌自動(dòng)投放器的裝置示意圖,其下半部AB是一長(zhǎng)為2R的豎直細(xì)管,上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管,管口C處切線水平,AB管內(nèi)有原長(zhǎng)為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧。在彈簧上端放置一粒質(zhì)量為m的魚餌,解除鎖定后彈簧可將魚餌

7、彈射出去。投餌時(shí),每次總將彈簧長(zhǎng)度壓縮到0.5R后鎖定,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為6mgR(g為重力加速度)。不計(jì)魚餌在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能損失,求: (1)魚餌到達(dá)管口C時(shí)的速度大小v1。 (2)魚餌到達(dá)管口C時(shí)對(duì)管子的作用力大小和方向。 (3)已知地面比水面高出1.5R,若豎直細(xì)管的長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié),圓弧彎道管BC可隨豎直細(xì)管一起升降。求魚餌到達(dá)水面的落點(diǎn)與AB所在豎直線OO之間的最大距離Lmax。 10．【全國(guó)百?gòu)?qiáng)校2019屆高三調(diào)研考試】如圖，輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接一個(gè)光滑的滑塊A，彈簧的勁度系數(shù)k=500N/m，彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為Ep=12

8、kx2（x為彈簧的形變量）?；瑝KB靠在A的右側(cè)與A不連接，A、B滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量都為1kg，最初彈簧的壓縮量為x0=9cm，由靜止釋放A、B，A到平臺(tái)右端距離L=15cm，平臺(tái)離地高為H=5m，在平臺(tái)右側(cè)與平臺(tái)水平相距S處有一固定斜面，斜面高為d=4.8m，傾角θ=370。若B撞到斜面上時(shí)，立刻以沿斜面的速度分量繼續(xù)沿斜面下滑。B與水平面和斜面之間動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，若B在斜面上滑動(dòng)時(shí)有最大的摩擦生熱，g=10m/s2求： (1)B離開平臺(tái)的速度v1等于多少？ (2)斜面距平臺(tái)右端距離S為多少？ (3)B滑到斜面底端的速度為多大？

9、 1．【解析】火箭勻速下降過(guò)程中.動(dòng)能不變.重力勢(shì)能減小，故機(jī)械能減小，A錯(cuò)誤: 火箭在減速下降時(shí).攜帶的檢測(cè)儀器受到的支持力大于自身重力力.故處在超重狀態(tài).B錯(cuò)誤.由功能關(guān)系知.合力做功等于火箭動(dòng)能變化.而除重力外外的其他力做功之和等于機(jī)械能變化，故C錯(cuò)誤?；鸺貢r(shí).加速度向上.所以火箭對(duì)地面的作用力大子自身重力，D正確。 【答案】D 2．【解析】A. 由能量轉(zhuǎn)化可知，子彈動(dòng)能的減少量等于木塊動(dòng)能增加量和系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和，故A錯(cuò)誤； B. 對(duì)于子彈來(lái)說(shuō)只有阻力做功，其效果就是子彈動(dòng)能減少，子彈動(dòng)能的減少和阻力對(duì)子彈所做的功

10、數(shù)值上相等，所以B正確； C. 子彈對(duì)木塊做的功等于木塊的動(dòng)能，小于子彈克服阻力做的功，故C錯(cuò)誤； D. 子彈克服阻力做功使損失的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化成了系統(tǒng)的內(nèi)能，一部分轉(zhuǎn)化成了木塊的動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。 故選：B。 【答案】B 3．【解析】當(dāng)滑塊的合力為0時(shí)，滑塊速度最大，設(shè)滑塊在b和c之間的d點(diǎn)時(shí)合力為0，速度最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；滑塊從a到d，運(yùn)用動(dòng)能定理得：mghad+W彈=EKd-0，mghad＜6J，W彈＜0，所以EKd＜6J，故B錯(cuò)誤?；瑝K從a到c，運(yùn)用動(dòng)能定理得：mghac+W彈′=0-0，代入數(shù)據(jù)解得：W彈′=-6J。則從c到b彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功也是6 J，故C正確。整個(gè)過(guò)程中

11、彈簧、滑塊與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，沒(méi)有與系統(tǒng)外發(fā)生能量轉(zhuǎn)化；滑塊在整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能不守恒。故D錯(cuò)誤。故選C。 【答案】C 4．【解析】小球在最高點(diǎn)與環(huán)作用力恰為0時(shí)，設(shè)速度為v，則 mg=mv2R，解得：v=gR；從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)，由動(dòng)能定理得：-mg2R-W克=12mv2-12mv02 ；解得：W克=0.5mgR，所以機(jī)械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR，故AC錯(cuò)誤，D正確。在最低點(diǎn)，根據(jù)向心力公式得：N-mg=v02R，解得：N=7mg，故B錯(cuò)誤；故選D。 【答案】D 5．【解析】斜面長(zhǎng)x=3m，故小滑塊下滑的加速度a=gsin37，下滑時(shí)間為t=2xgsin37=

12、23100.6s=1s，A錯(cuò)誤；A在B上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，存在摩擦力，故機(jī)械能不守恒，但A和B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，B錯(cuò)誤；下滑到底端時(shí)的速度為v0=2ax=263=6m/s，在水平面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A和B系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故mv0=2mv，解得兩者最終使得為v=3m/s，C正確；最終A剛好未從B上滑下，說(shuō)明A滑到B最右端時(shí)，兩者速度相等，設(shè)木板B的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則根據(jù)能量守恒定律可得μmgL=12mv02-12?2mv2，解得L=1.8m，D錯(cuò)誤。 【答案】C 6．【解析】A、t1時(shí)刻小物塊向左運(yùn)動(dòng)到速度為零，離A處的距離達(dá)到最大，故A正確； B、t2時(shí)刻前小物塊相對(duì)傳送帶向左運(yùn)動(dòng)，之后相對(duì)靜

13、止，故B正確； C、t2～t3時(shí)間內(nèi)小物塊不受摩擦力作用，故C錯(cuò)誤； D、t1～t2時(shí)間內(nèi)，小物塊在滑動(dòng)摩擦動(dòng)力作用下，做勻加速運(yùn)動(dòng)，小物塊增加的動(dòng)能為12mv12；設(shè)小物塊的位移為x，根據(jù)動(dòng)能定理，fx= 12mv12。小物塊相對(duì)傳送帶的位移也為x，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為Q=f△x=12mv12；由于帶動(dòng)物塊電動(dòng)機(jī)多做的功為等于小物塊增加的動(dòng)能和系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為mv12，故D正確；故選：ABD。 【答案】ABD 7．【解析】在將彈簧壓縮到最短的整個(gè)過(guò)程中，彈簧的彈力對(duì)小球做負(fù)功，故小球的機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；在壓縮到最短的過(guò)程中，小球?qū)椈墒冀K做正功，故彈簧的彈性勢(shì)能移植增大，故B正確；

14、小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，彈簧的彈力逐漸增大，彈簧的彈力先小小球受到的重力，后大于重力，合力先向下后向上，所以小球先向下加速運(yùn)動(dòng)，后向下減速運(yùn)動(dòng)，所以小球的動(dòng)能先變大后變小，故C錯(cuò)誤；對(duì)于小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，小球的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能這三種形式的能量相互轉(zhuǎn)化，沒(méi)有與其他形式的能發(fā)生交換，也就說(shuō)小球的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和保持不變，故D正確；故選BD。 【答案】BD 8．【解析】設(shè)子彈的初速度為V，射入木塊后子彈與木塊共同的速度為v，木塊的質(zhì)量為M，子彈的質(zhì)量為m. 根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：mV=(M+m)v 得,v=mVm+M

15、木塊獲得的動(dòng)能為△Ek= 12Mv2=MmV22（M+m）?mm+M 系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為Q= 12mV2-12（M+m）v2=mMV22(m+M) 所以：EkQ=mm+M 由于木塊的質(zhì)量大于子彈的質(zhì)量，所以：EkQ=mm+M<1，即：Q>Ek=8J，可知AB正確，CD錯(cuò)誤。故選：AB。 【答案】AB 9．【解析】(1)魚餌到達(dá)管口C的過(guò)程中彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為魚餌的重力勢(shì)能和動(dòng)能，有：6mgR=2.5mgR+12mv12 解得v1=7gR (2)設(shè)C處管子對(duì)魚餌的作用力向下，大小設(shè)為F， 根據(jù)牛頓第二定律有：mg+F=mv12R 解得F=6mg 由牛頓第三

16、定律可得魚餌對(duì)管子的作用力F′=6mg，方向向上。 (3)設(shè)AB長(zhǎng)度為h，對(duì)應(yīng)平拋水平距離為x， 由機(jī)械能守恒定律有：6mgR=mg(R+h-0.5R)+12mv2 由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得x=vt，2.5R+h=12gt2 解得x=2g(5.5R-h)2(2.5R+h)g=2(5.5R-h)(2.5R+h) 當(dāng)h=1.5R時(shí)，x的最大值xmax=8R 則Lmax=xmax+R=9R 10．【解析】（1）A、B分離時(shí)，A、B的加速度相同，A、B間彈力為0 對(duì)B分析：μmg=ma，解得a=μg=5m/s2 對(duì)A分析:：kx1=ma，解得x1=mak=0.01m=1cm 彈簧伸

17、長(zhǎng)量1cm時(shí)，A、B分離， 由釋放至A、B分離，根據(jù)能量守恒可得12kx02=12kx12+μmg(x0+x1)+12?2mv02 分離后，物體B：-μmg(L-x0-x1)=12mv12-12mv02 解得：v1=1m/s （2）從拋出到剛落到斜面上的過(guò)程中，做自由落體運(yùn)動(dòng)，即H-d=12gt2，解得t=0.2s； 在水平方向上s=v1t=0.2m， （3）平拋豎直分速度vy=2g(H-d)=2m/s， B在斜面滑動(dòng)有最大的摩擦生熱，則B在斜面頂端滑上斜面， 其沿斜面的速度為v=v1cos370+vysin370=2m/s， B在斜面上：mgd-μmgcosθdsinθ=12mvB2-12mv2， 解得vB=6m/s