高三物理二轮复习第一篇专题攻略课时巩固过关练七专题三动量与能量第7讲机械能守恒定律功能关系

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课时巩固过关练 七 机械能守恒定律 功能关系

(45分钟 100分)

一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。第1～5题只有一项符合题目要求,第6～8题有多项符合题目要求)

1.如图所示,两个相同的小球A与B分别用一根轻绳和一根轻弹簧的一端连接,轻绳和轻弹簧的另一端被悬挂在同一高度。现将两个小球都拉至相同的高度,此时弹簧长度为原长且与绳长相等。由静止释放两个小球以后,下列说法正确的是

( )

A.两小球运动到各自的最低点时的速度相同 B.与轻绳连接的小球A在最低点时的速度较大 C.在运动过程中,小球A的机械能不守恒 D.在运动过程中,小球B的机械能不守恒

【解析】选D。A球在最低点动能等于重力势能的减小量,B球在最低点动能等于重力势能减少量与弹簧弹性势能增加量之差,但两球的重力势能减少量不相同,故两小球运动到各自的最低点时的速度大小关系不确定,故选项A、B错误;小球A运动过程中,只有重力做功,小球A的机械能守恒,故选项C错误;小球B运动过程中,弹簧对小球B做功,小球B的机械能不守恒,故选项D正确。

2.(2016·四川高考)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J。韩晓鹏在此过程中 ( ) A.动能增加了1 900 J B.动能增加了2 000 J C.重力势能减小了1 900 J D.重力势能减小了2 000 J

【解析】选C。由动能定理得W合=1 900 J-100 J=1 800 J,动能增加了1 800 J,故A、B错;重力势能的变化量等于重力做功等于1 900 J,C正确,D错误。 - 1 -

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3.如图所示,一轻弹簧固定于地面上,上面依次放置两木块A、B,用一力F竖直向下作用在木块B上,撤去力F后,弹簧恰能恢复原长,有关上升过程中机械能的说法正确的是 ( )

A.此过程中A、B组成的系统机械能守恒

B.此过程中弹簧对A做的功等于A机械能的增加量 C.此过程中弹簧释放的弹性势能等于A的机械能增加量 D.此过程中B的机械能一直在增加

【解析】选D。撤去外力F后弹簧弹力对A、B做功,此过程中A、B组成的系统机械能不守恒,故选项A错误;此过程中弹簧对A做的功等于A与B机械能的增加量的和,即弹簧释放的弹性势能等于A、B两木块的机械能增加量,故选项B、C错误;此过程中A对B的支持力一直对B做正功,B的机械能一直在增加,故选项D正确。

4.(2016·永州二模)如图所示,某特战队员在进行素质训练时,用手抓住一端固定在同一水平高度的绳索另一端,从高度一定的平台由水平状态无初速度开始下摆。当绳索到达竖直位置时特战队员放开绳索,特战队员水平抛出直到落地,不计绳索质量和空气阻力,特战队员可看成质点。下列说法正确的是 ( )

A.绳索越长,特战队员落地时竖直方向的速度越大 B.绳索越长,特战队员落地时水平方向的速度越大 C.绳索越长,特战队员平抛运动的水平位移越大 D.绳索越长,特战队员落地时的速度越大

【解析】选B。设平台离地的高度为H,绳长为L,根据动能定理得mgL=mv,解得v=

2

,对于平抛过程,

根据H-L=gt,解得t=

2

,则特战队员落地时竖直方向的速度为vy=gt=,由此可知,

绳索越长,特战队员落地时竖直方向的速度越小,故选项A错误;落地时水平方向的速度等于平抛运动的初速度,根据v=- 2 -

知,绳索越长,落地时水平方向的速度越大,故选项B正确;水平位移为

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x=vt=2

,由数学知识可得当L=H时,水平位移最大,所以不是绳索越长,水平位移越大,故选

2

项C错误;对全过程运用动能定理得mgH=mv′,解得 v′=

,可知落地的速度大小与绳索长度无关,故选项D错误。

5.(2016·南京二模)如图所示,一半径为R的均匀带正电圆环水平放置,环心为O点,质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放,并穿过带电环,关于小球从A到A关于O的对称点A′的过程中加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图象一定错误的是(取O点为坐标原点且重力势能为零,向下为正方向,无限远电势为零) ( )

【解析】选D。圆环中心的场强为零,无穷远处场强也为零,则小球从A到圆环中心的过程中,场强可能先增大后减小,则小球所受的电场力先增大后减小,方向竖直向上,由牛顿第二定律得知,重力不变,则加速度可能先减小后增大,小球穿过圆环后,小球所受的电场力竖直向下,加速度方向向下,为正值,根据对称性可知,电场力先增大后减小,则加速度先增大后减小,故A是可能的,故选项A正确;小球下落过程中,重力势能EpG=-mgh,根据数学知识可知,B是可能的,故选项B正确;小球从A到圆环中心的过程中,电场力做负功,机械能减小,小球穿过圆环后,电场力做正功,机械能增大,C是可能的,故选项C正确;由于圆环所产生的是非匀强电场,小球下落的过程中,电场力做功与下落的高度之间是非线性关系,电势能变化与下落高度之间也是非线性关系,所以D是不可能的,故选项D错误。

6.(2016·龙岩一模)如图所示,两质量均为m的A、B小球(小球视为质点),通过长为l的不可伸长轻绳水平相连,轻绳中点的正下方H处固定一光滑钉子O。现同时无初速释放两小球,空气阻力不计,重力加速度为g。在小球下落的过程中,下列说法正确的是 ( )

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A.从开始下落到刚到达最低点的过程中A小球的机械能不守恒 B.从开始下落到刚到达最低点的过程中A、B小球的总机械能守恒

C.轻绳与钉子碰前瞬间,A小球受到轻绳的拉力大小为D.轻绳与钉子碰后瞬间,A小球受到轻绳的拉力大小为

【解析】选B、D。小球从开始下落到刚到达最低点的过程中,只有重力做功,A、B小球每个球的机械能守恒,总机械能也守恒,故选项A错误、B正确;轻绳与钉子碰前瞬间,AB整体下落的加速度为g,所以A小球受到轻绳的拉力为零,故选项C错误;设轻绳与钉子碰前瞬间,A小球的速度为v,由机械能守恒定律得mgH=mv,轻绳与钉子碰后瞬间,根据牛顿第二定律得F=

2

,解得F=,故选项D正确。

7.(2016·温州一模)如图所示是一儿童游戏机的工作示意图。光滑游戏面板与水平面成一夹角θ,半径为R的四分之一圆弧轨道BC与AB管道相切于B点,C点为圆弧轨道最高点,轻弹簧下端固定在AB管道的底端,上端系一轻绳,绳通过弹簧内部连一手柄P。将弹珠投入AB管内,缓慢下拉手柄使弹簧被压缩,释放手柄,弹珠被弹出,与游戏面板内的障碍物发生一系列碰撞后落入弹槽里,根据入槽情况可以获得不同的奖励。假设所有轨道均光滑,忽略空气阻力,弹珠视为质点。某次缓慢下拉手柄,使弹珠距B点为L,释放手柄,弹珠被弹出,到达C点速度为v,下列说法正确的是 ( )

A.弹珠从释放手柄开始到触碰障碍物之前的过程中机械能不守恒

B.调整手柄的位置,可以使弹珠从C点离开后做匀变速直线运动,直到碰到障碍物 C.弹珠脱离弹簧的瞬间,其动能和重力势能之和达到最大 D.此过程中,弹簧的最大弹性势能为mg(L+R)sinθ+mv

【解析】选A、C、D。释放手柄后,弹簧对弹珠做正功,其机械能增加,故选项A正确;弹珠从C点离开后初- 4 -

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