【配套K12】[学习]2019年高考物理总复习 机械能守恒定律专题卷

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精品K12教育教学资料 机械能守恒定律

一、单选题

1.（2018•卷Ⅱ）如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定（ ）

A. 小于拉力所做的功 B.

等于拉力所做的功

C. 等于克服摩擦力所做的功 D. 大于克服摩擦力所做的功

【答案】A

【解析】【解答】木箱受力如图所示：

木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，

根据动能定理可知即： ，所以动能小于拉力做的功，故A正确；无法比较动能与摩擦力做功的大小，CD错误。

故答案为：A

【分析】对物体进行受力分析，明确各力做功的情况，再结合动能定理可解题。

2.（2018•卷Ⅱ）高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（ ）

A. 10N B. 102N

C. 103N

D. 104N

【答案】C 【解析】【解答】设鸡蛋落地瞬间的速度为v，每层楼的高度大约是3m，

由动能定理可知： ，

解得：

落地时受到自身的重力和地面的支持力，规定向上为正，

由动量定理可知： ，解得： ，

根据牛顿第三定律可知鸡蛋对地面产生的冲击力约为103 N，故C正确

故答案为：C

【分析】以鸡蛋为研究对象，由动能定理可解得落地瞬间速度。落地时由动量定理可知地面对鸡蛋的冲击力，再结合牛顿第三定律可知，鸡蛋对地面产生的冲击力。

3.（2018•卷Ⅰ）高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动，在启动阶段列车的功能（ ）

A. 与它所经历的时间成正比 B. 与它的位移成正比 C. 与它的速度成正比 D. 与它的动量成正比

【答案】B

【解析】【解答】根据初速度为零匀变速直线运动规律可知，在启动阶段，列车的速度与时间成正比，即v=at ， 由动能公式Ek= mv2 ， 可知列车动能与速度的二次方成正比，与时间的二次方成正比， AC不符合题意；由v2=2ax ，

可知列车动能与位移x成正比， B符合题意；由动量公式p=mv ， 可知列车动能Ek= mv2= ， 即与列车的动量二次方成正比， D不符合题意。

故答案为：B

【分析】因为列车在做匀加速直线运动，所以结合相关运动学公式、动能、动能定理以及动量与动能关系式，便可求解。该题综合性比较强，考查的是动能、动能定理、动量、运动学公式相关知识点，对学生公式的灵活应用要求较高。

4.（2018•卷Ⅰ）如图，abc是垂直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ac相切于b点。一质量为m的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其他轨迹最高点，机械能的增量为（

）

A. 2mgR B. 4mgR

C. 5mgR

D. 6mgR

【答案】C

【解析】【解答】设小球运动到c点的速度大小为vC ， 则对小球由a到c的过程，

由动能定理得：F·3R-mgR= mvc2 ， 又F=mg ，

解得：vc2=4gR ，

小球离开c点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重力作用力下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g ， 则由竖直方向的运动可知，小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间为:t=vC/g=2 ，小球在水平方向的加速度a=g ， 在水平方向的位移为x=

at2=2R。

由以上分析可知，小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为5R ， 则小球机械能的增加量△E=F·5R=5mgR ， 选项C正确ABD错误。故答案为：C

【分析】根据动能定理求出小球在c点的速度，然后求出小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间，从而求出小球在最高点时水平方向的位移。 精品K12教育教学资料

精品K12教育教学资料 5.（2018•天津）滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB ，

从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（ ）

A. 所受合外力始终为零 B. 所受摩擦力大小不变

C. 合外力做功一定为零 D. 机械能始终保持不变

【答案】C

【解析】【解答】解A、因为运动员做曲线运动，所以合力一定不为零，A不符合题意；

B、运动员受力如图所示，重力垂直曲面的分力与曲面对运动员的支持力的合力充当向心力，故有

，运动过程中速率恒定，且 在减小，所以曲面对运动员的支持力越来越大，根据 可知摩擦力越来越大，B不符合题意；

C、运动员运动过程中速率不变，质量不变，即动能不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合力做功为零，C符合题意；

D、因为克服摩擦力做功，机械能不守恒，D不符合题意；

故答案为：C

【分析】此题考查了曲线运动合力特点；受力分析，圆周运动向心力公式；动能定理；机械能守恒条件。

6.（2018•江苏）从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是（ ）

A. B.

C.

D.

【答案】A

【解析】【解答】小球做竖直上抛运动时，速度v=v0-gt ， 根据动能 得 ，故图象A符合题意。 故答案为：A

【分析】由竖直上抛运动的特点可求得某时刻的速度，将速度代入动能的定义式得出动能与时间的关系，结合数学知识得出动能随时间的变化图像。

7.如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处，A、B两点水平距离为16m，竖直距离为2m，A、B间绳长为20m。质量为10kg的猴子抓住套在绳子上的滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为（绳处于拉直状态）（ ）

A. -1.2×103 J B. -7.5×102

J C. -6.0×102

J D. -2.0×102 J

【答案】B

【解析】【解答】猴子的动能最大时重力势能最小，猴子的加速度为零时速度最大，动能最大，此时猴子受力平衡则可以得到下面的几何关系：

绳长AC+BC=AF=20m，又MF=16m，由勾股定理得AM=12m，而AB竖直距离为2m，则BF=10m，D为BF中点，BD=5m，C和D等高，则A、C的竖直高度差为7m，此时猴子的重力势能为：Ep= mgh=（-7×10×10）J=-700J，与B最接近，故B正确，A、C、D错误；

故答案为：B。

【分析】猴子下滑过程中，只有动能和重力势能相互转化，机械能守恒，动能最大时重力势能最小；合力为零时速度最大。

8.如图所示，质量相等的两物体A、B（均可视为质点）处于同一高度。A自由下落，B沿固定的光滑斜面从静止开始下滑，在A、B运动到水平地面的过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 重力对两物体做功不同 B. 重力对两物体做功的平均功率不同

C. 刚要接触地面时两物体的速度相同 D. 刚要接触地面时重力对两物体做功的瞬时功率相同

【答案】B

【解析】【解答】A、两物体下降的高度相同，根据 知，质量相等，则重力做功相同，A不符合题意；

B、设斜面的高度为h，倾角为 ，A物体运动的时间为： ，

对B，加速度 ，根据 得： ，可知A、B的时间不等，则重力做功的平均功率不等，B符合题意；

C、根据动能定理知： ，解得： ，故末速度大小相等，方向不同，再根据 知，到达底端时重力的瞬时功率不同，CD不符合题意。

故答案为：B 精品K12教育教学资料

精品K12教育教学资料 【分析】重力做功与路径无关，只与初末位置有关；计算功率利用公式P=Fv cosα，其中α是力与速度的夹角，力相同，速度相同，夹角不同，功率也不同。

9.如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上．若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是(

)

A. 物体落到海平面时的势能为mgh B. 物体在最高点处的机械能为

C. 物体在海平面上的机械能为 +mgh D. 物体在海平面上的动能为

【答案】B

【解析】【解答】A项：以地面为零势能面，海平面低于地面h，所以物体在海平面上时的重力势能为-mgh，A不符合题意；

B、C项：整个过程机械能守恒，即初末状态的机械能相等，以地面为零势能面，抛出时的机械能为 ，所以物体在海平面时的机械能也为 ，B符合题意，C不符合题意；

D项：由动能定理w=Ek2-Ek1 ， 有 ，D不符合题意。

故答案为：B

【分析】仅重力做功机械能守恒，无论在哪里机械能，都等于初状态动能，但高度降低势能降低，动能变大。

10.有两个质量不等的物体A、B ， 静止在光滑的水平面上，它们用细线连着，之间夹着一个被压缩的弹簧．当烧断细线，在弹簧恢复到原长的过程中（ ）

A. 弹簧对两个物体所做的功大小相等 B. 弹簧和两个小球组成的系统机械能守恒

C. 任何时刻两个物体加速度的大小都相等 D. 任何时刻两个物体速度的大小都相等

【答案】B

【解析】【解答】细线烧断之后，A,B 两物体水平受力都是弹簧弹力F，只有弹力做功，因此弹簧跟小球组成的系统机械能守恒，弹性势能转化为小球的动能；由牛顿第二定律得 F=ma由于物体的质量不相等，所以A,B的加速度不同，质量大的加速度小；由V=at得，任何时刻，A B的速度不相等；速度大的物体相同时间内位移也大，所以弹力的功就比较多。