2017届高三物理一轮复习单元测试题-机械能A(答案)

[基础训练]1．(20xx·广东广州二模)如图所示，在下列不同情形中将光滑小球以相同速率v射出，忽略空气阻力，结果只有一种情形小球不能到达天花板，则该情形是( )A．A B．BC．C D．D答案：B 解析：由题意，忽略空气阻力，没有能量的消耗，小球的机械能守恒，将光滑小球以相同速率v射出：小球沿竖直方向向上运动，动能转化为重力势能，速度足够大，就会有足够的动能转化为重力势能，就会到达天花板；同理，小球沿斜面向上运动，同样会到达天花板；小球在管道里运动时类似于用杆支撑，故只要竖直上抛能到达最高点，则在管道里面即可到达最高点；只有物体斜抛时，由于竖直分速度小于A中的竖直速度，水平方向速度保持不变，则由机械能守恒定律可知，小球无法到达最高点．综述，本题选B.2.(20xx·江西南昌调研)如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一质量为m的小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面的高度为h，不计小球与弹簧碰撞过程中的能量损失，则小球在C点时弹簧的弹性势能为( )A．mgh－mv2 B.mv2－mghC．mgh＋mv2 D．mgh答案：B 解析：在小球运动过程中，小球与弹簧整体的机械能守恒，由机械能守恒定律可得mv2＝Ep＋mgh，故B正确．3．(20xx·广东茂名华侨中学高三月考)如图所示，一匀质杆长为r，从图示位置由静止开始沿光滑面ABD滑动，AB是半径为r的圆弧，BD为水平面．则当杆滑到BD位置时的速度大小为( )A. B.C. D．2gr答案：B 解析：杆初始状态静止，末状态匀速平动，整个过程无机械能损失，由机械能守恒定律得：mv2＝ΔEp＝mg，解得：v＝，故B 正确．4．(20xx·湖北黄冈高三期中)半径分别为r和R(r<R)的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，如图所示，质量相等的两物体分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速度地释放，在下滑过程中两物体( )A．机械能均逐渐减小B．经过最低点时动能相等C．机械能总是相等的D．两物体在最低点时加速度大小不相等答案：C 解析：两物体下滑的过程中均只有重力做功，机械能守恒，故A错误，C正确；在最低点，两物体重力势能不同，由机械能守恒定律可知，两物体动能不同，故B错误；物体由半圆形槽左边缘到最低点的过程中，有mgR＝mv2，在最低点，两物体的加速度a＝，解得a＝2g，其与圆周运动的轨道半径无关，故D错误．5．(20xx·陕西××市期末)如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测得这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则( )A．t1时刻小球动能最大B．t2时刻小球动能最大C．t2～t3这段时间内，小球的动能先增加后减少D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能答案：C 解析：t1时刻，小球刚与弹簧接触；t2时刻，小球到达最低点，速度为零；t3时刻，小球与弹簧分开，A、B项错误；t2到t3这段时间内，小球先加速上升再减速上升，动能先增大后减小，C 正确，D错误．6．(20xx·辽宁抚顺一中一模)如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径ab水平，质点P从a点正上方高H处自由下落，经过轨道后从b点冲出竖直上抛，上升的最大高度为H，空气阻力不计，当质点下落再经过轨道a点冲出时，能上升的最大高度h为( )A．h＝H B．h＝H3C．h< D.<h<2H3答案：D 解析：根据动能定理研究质点第一次在半圆轨道中得mg＋(－Wf)＝0，Wf为质点克服摩擦力做功大小，Wf＝mgH.质点第二次在半圆轨道中运动时，对应位置处速度变小，因此半圆轨道对质点的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于mgH，机械能损失小于mgH，因此小球再次冲出a点时，能上升的高度为H<h<，故选D.7．如图所示，一轻质弹簧下端固定，直立于水平地面上，将质量为1 kg的物体A从离弹簧顶端正上方1 m 高处由静止释放，当物体A 下降到最低点P(图中未画出)时，其速度变为零，此时弹簧的压缩量为0.6 m．物体与弹簧接触时无能量损失．(取g＝10 m/s2)(1)此时弹簧的弹性势能为多少？(2)若弹簧弹性势能的表达式为Ep＝k(Δx)2，则弹簧的劲度系数是多大？(3)若将质量为2 kg的物体B也从离弹簧顶端正上方相同高度处由静止释放，当物体B下降到P处时，物体B的速度是多大？答案：(1)16 J (2)88.89 N/m (3)4 m/s解析：(1)以物体和弹簧组成的系统为研究对象，系统机械能守恒，有mg(h＋x0)＝Ep代入数据，解得Ep＝1×10×(1＋0.6) J＝16 J.(2)由Ep＝k(Δx)2得k＝＝ N/m＝88.89 N/m.(3)当物体B也下降到P处时，由于弹簧的压缩量相同，故弹性势能相等，根据系统的机械能守恒有2mg(h＋x0)＝Ep＋×2mv2代入数据，解得v＝4 m/s.[能力提升]8.(20xx·安徽六安一中月考)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，杆与水平方向的夹角α＝30°，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h，让圆环沿杆由静止滑下，滑到杆的底端时速度恰为零，则在圆环下滑过程中( )A．圆环和地球组成的系统机械能守恒B．当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能最大C．弹簧的最大弹性势能为mghD．弹簧转过60°角时，圆环的动能为mgh2答案：D 解析：圆环沿杆滑下，滑到杆底端的过程中有两个力对圆环做功，即圆环的重力和弹簧的拉力，所以圆环和地球组成的系统机械能不守恒，如果把圆环、弹簧和地球组成的系统作为研究对象，则系统的机械能守恒，故A错误；当圆环沿杆的加速度为零时，其速度最大，动能最大，此时弹簧处于伸长状态，对圆环有一个斜向左下方的拉力，故B错误；根据功能关系可知，当圆环滑到最底端时其速度为零，重力势能全部转化为弹性势能，此时弹性势能最大，等于重力势能的减小量即mgh，故C错误；弹簧转过60°角时，弹簧仍为原长，以圆环为研究对象，利用动能定理得mg·＝mv2，即圆环的动能等于，故D正确．9．(20xx·江苏苏北四市联考一模)(多选)如图所示，半径为R的竖直光滑圆弧轨道与光滑水平面相切，质量均为m的小球A、B与轻杆连接，置于圆弧轨道上，A位于圆心O的正下方，B与O等高．它们由静止释放，最终在水平面上运动．下列说法正确的是( )A．下滑过程中重力对B做功的功率先增大后减小B．当B滑到圆弧轨道最低点时，轨道对B的支持力大小为3mgC．下滑过程中B的机械能增加D．整个过程中轻杆对A做的功为mgR答案：AD 解析：因为初位置速度为零，则重力的功率为零，最低点速度方向与重力的方向垂直，重力的功率为零，可知重力的功率先增大后减小，故A正确；A、B小球组成的系统在运动过程中机械能守恒，设B到达轨道最低点时速度为v，根据机械能守恒定律得(m＋m)v2＝mgR，解得v＝，在最低点，根据牛顿第二定律得N－mg＝m，解得N＝2mg，故B错误；下滑过程中，B的重力势能减小ΔEp＝mgR，动能增加量ΔEk＝mv2＝mgR，所以B的机械能减小mgR，故C错误；整个过程中，对A根据动能定理得W＝mv2＝mgR，故D正确．10．(20xx·云南昆明一中仿真)(多选)如图所示的等边三角形框架用三根轻杆制成，边长为L，在其中两个顶点处各固定一个小球A和B，质量分别为2m和m.现将三角形框架的第三个顶点悬挂在天花板上O点，有一水平力F作用在小球A上，使OB杆恰好静止于竖直方向．不计一切摩擦，将力F撤去，框架绕O点自由转动，则( )A．力F撤去前，AB杆的拉力为零B．力F撤去前，AB杆的拉力不为零C．撤去F后A球运动到最低点时的速度大小为v＝3gL3D．撤去F后A球运动到最低点时的速度大小为v＝23gL3答案：AC 解析：对球B受力分析，受重力和OB杆的拉力，由于受力平衡，故杆AB的拉力为零，故A正确，B错误；A、B球用杆相连，速度相等，撤去F后A球运动到最低点的过程系统机械能守恒；2mg－mg＝(2m＋m)v2，解得v＝，故C正确，D错误．11．(20xx·广东广州模拟)(多选)轻绳一端通过光滑的定滑轮与物块P连接，另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接，Q从静止释放后，上升一定距离到达与定滑轮等高处，则在此过程中( )A．任意时刻P、Q两物体的速度大小满足vP<vQB．任意时刻Q受到的拉力大小与P的重力大小相等C．物块P和圆环Q组成的系统机械能守恒D．当Q上升到与滑轮等高时，它的机械能最大答案：ACD 解析：设绳与竖直杆的夹角为α，由运动的合成与分解知vQcos α＝vP，可知在任意时刻P、Q两物体的速度大小满足vP<vQ，选项A正确；从静止释放Q后，物体P先加速下降，然后减速下降，由牛顿第二定律mPg－T＝mPaP知Q受到的拉力大小与P的重力并不是时刻大小相等，选项B错误；由于物块P和圆环Q组成的系统在运动过程中只有重力做功，所以系统的机械能守恒，选项C正确；在Q上升到与滑轮等高的过程中，绳子的拉力对圆环Q一直做正功，以后圆环Q上升过程，绳子的拉力对圆环Q做负功，可知选项D正确．12.(20xx·福建毕业班质检)如图所示，一根轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，两端分别连接物块A和B，B的下面通过轻绳连接物块C，A 锁定在地面上．已知B和C的质量均为m，A的质量为m，B和C之间的轻绳长度为L，初始时C离地的高度也为L.现解除对A的锁定，物块开始运动．设物块可视为质点，落地后不反弹．重力加速度大小为g.求：(1)A刚上升时的加速度大小a；(2)A上升过程的最大速度大小vm；(3)A离地的最大高度H.答案：(1)g (2) (3)L解析：(1)解除对A的锁定后，A加速上升，B和C加速下降，加速度a大小相等，设轻绳对A和B的拉力大小为FT，由牛顿第二定律得对A：FT－mg＝ma对B、C：(m＋m)g－FT＝(m＋m)a联立解得a＝g.。

高三物理一轮复习单元测试题A 卷（机械能）一、选择题（每小题4分，共56分。

下列每小题所给选项至少有一项符合题意，请将正确 答案的序号填涂在答题卡上。

全对得3分，对而不全得2分） 1、从地面竖直上抛一个质量为m 的小球，小球上升的最大高度为h.设上升和下降过程中空 气阻力大小恒定为f.下列说法正确的是：A . 小球上升的过程中动能减少了mghB . 小球上升和下降的整个过程中机械能减少了fhC . 小球上升的过程中重力势能增加了mghD . 小球上升和下降的整个过程中动能减少了fh 2、如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，Oa 为过原点的倾斜直线，ab 段 表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc 段是与ab 段相切的水平直线，则下述说法正确 的是：A ．0～t 1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B ．t 1～t 2时间内汽车牵引力做功为12mv 22－12mv 21 C ．t 1～t 2时间内的平均速度为12(v 1＋v 2)D ．在全过程中t 1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t 2～t 3时间内牵引力最小3、如图所示，现有两个完全相同的可视为质点的物块都从静止开始运动，一个自由下落一 个沿光滑的固定斜面下滑，最终它们都到达同一水平面上，空气阻力忽略不计，则： A ．重力做的功相等，重力做功的平均功率相等 B ．它们到达水平面上时的动能相等 C ．重力做功的瞬时功率相等 D ．它们的机械能都是守恒的第3题图 第4题图4、如图所示，固定在竖直面内的光滑圆环半径为R ，圆环上套有质量分别为m 和2m 的小 球A 、B(均可看作质点)，且小球A 、B 用一长为2R 的轻质细杆相连，在小球B 从最高 点由静止开始沿圆环下滑至最低点的过程中(已知重力加速度为g)，下列说法正确的是： A ．A 球增加的机械能等于B 球减少的机械能 B ．A 球增加的重力势能等于B 球减少的重力势能C ．A 球的最大速度为2gR 3D ．细杆对A 球做的功为83mgR5、一质量为m 的物体，同时受几个力的作用而处于静止状态。

考点15 功能关系 机械能守恒定律与其应用题组一 根底小题1．如下关于功和能的说法正确的答案是( )A ．作用力做正功，反作用力一定做负功B ．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化C ．假设物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒D ．竖直向上运动的物体重力势能一定增加，动能一定减少答案 C解析 当作用力做正功时，反作用力也可能做正功，如反冲运动中的物体，故A 错误；物体在合外力作用下做变速运动，动能不一定发生变化，比如匀速圆周运动，故B 错误；假设物体除受重力外，还受到其他力作用时，当其他的力做的功等于零时，物体的机械能也守恒，故C 正确；竖直向上运动的物体重力势能一定增加，假设同时物体受到的向上的拉力做正功，如此物体动能不一定减少，故D 错误。

2.如下列图，运动员把质量为m 的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最大高度为h ，在最高点时的速度为v ，不计空气阻力，重力加速度为g ，如此运动员踢球时对足球做的功为( )A.12mv 2 B ．mgh C ．mgh ＋12mv 2 D ．mgh ＋mv 2答案 C解析 足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，其机械能为E ＝mgh ＋12mv 2，由机械能守恒定律得，足球刚被踢起时的机械能为E ＝mgh ＋12mv 2，足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球所做的功为W ＝mgh ＋12mv 2，故A 、B 、D 错误，C 正确。

3.如下列图，一辆小车在牵引力作用下沿弧形路面匀速率上行，小车与路面间的阻力大小恒定，如此上行过程中( )A ．小车处于平衡状态，所受合外力为零B ．小车受到的牵引力逐渐增大C ．小车受到的牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量D ．小车重力的功率逐渐增大答案 C解析 小车做匀速圆周运动，合力充当向心力，不为零，故A 错误；对小车受力分析，牵引力F ＝f ＋mg sin θ，阻力大小恒定，θ变小，所以F 变小，故B 错误；由功能关系得：小车受到的牵引力对小车做的功等于小车重力势能的增加量和因摩擦生成的热量，即牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量，故C 正确；小车重力的功率P ＝mgv sin θ，θ变小，P 减小，故D 错误。

学习资料单元质检五机械能（时间:45分钟满分：100分）一、单项选择题（本题共5小题，每小题6分，共30分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.（2021黑龙江哈尔滨月考）起跳摸高是学生经常进行的一项体育活动。

一质量为m的同学弯曲两腿向下蹲，然后用力蹬地起跳,从该同学用力蹬地到刚离开地面的起跳过程中,他的重心上升了h,离地时他的速度大小为v。

下列说法正确的是()A.起跳过程中该同学机械能增量为mghmv2B。

起跳过程中该同学机械能增量为mgh+12mv2C.地面的支持力对该同学做的功为mgh+12mv2+mghD。

该同学所受的合外力对其做的功为122.某自行车赛运动员在比赛的某段下坡过程中保持同一姿态滑行了一段距离,重力对他做功4 000 J,他克服阻力做功200 J。

则运动员在该段下坡过程（)A。

动能增加了4 000 J B。

机械能减小了200 JC.机械能减小了3 800 JD.重力势能减小了3 800 J3.(2021天津南开高三模拟)如图甲为大型游乐设施跳楼机，乙图为其结构简图.跳楼机由静止从a自由下落到b,再从b开始以恒力制动竖直下落到c停下。

已知跳楼机和游客的总质量为m，ab高度差为2h，bc高度差为h,重力加速度大小为g.则（）A.从b到c，游客处于失重状态B。

从b到c,跳楼机的加速度大小为2gC.从a到c，除重力外的力做的功为-2mghD。

跳楼机运动到b点时，游客重力的瞬时功率为2m√gg4.(2020重庆一中高三月考）用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C、D、E处于竖直平面上，各段轻杆等长,其中小球A、B的质量均为2m，小球C、D、E的质量均为m.现将A、B两小球置于距地面高h处，由静止释放,假设所有球只在同一竖直平面内运动，不计一切摩擦,则在下落过程中(）A.小球A,B，C，D，E组成的系统机械能守恒B。

小球B的机械能一直减小C。

小球B落地的速度小于√2ggD。