备考2020年高考物理一轮复习：20 机械能机械能守恒定律

试卷更新日期：2019-11-06 类型：一轮复习

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一、单选题

1. 如图所示，半径为R的大圆环通过细轻杆固定在竖直平面内，质量为m的小环（可视为质点）套在大环上，从大环的最高处由静止滑下，不计一切摩擦，以大环底所在的水平面为参考平面，重力加速度为g，则小环（）

A、在任何位置的机械能为mgR B、在任一直径两端的机械能之和为5 mgR C、在任一直径两端的势能之和为3mgR D、在任一直径两端的动能之和为2mgR

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2. 一同学将质量为m的足球，以速度v从地面A点踢起，到达空中B点，已知B点离地面高度为h，取B点所在水平面为重力势能参考平面，不计空气阻力。则足球（）

A、在A点的机械能为 $\frac{1}{2} m v^{2}$ B、在A点的动能为 $\frac{1}{2} m v^{2} + m g h$ C、在B点的重力势能为 $m g h$ D、在B点的机械能为 $\frac{1}{2} m v^{2} - m g h$

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3. 以下四种情境中，物体a机械能守恒的是（不计空气阻力）（）

A、 B、 C、 D、

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4. 轻弹簧下端固定，处于自然状态，一质量为m的小球从距离弹簧上端H的高度自由落下，弹簧的最大压缩量为L，换用质量为2m的小球从同一位置落下，当弹簧的压缩量为L时，小球的速度等于________。（已知重力加速度为g，空气阻力不计，弹簧形变没有超出其弹性限度。）（）

A、 $\sqrt{2 g H}$ B、 $\sqrt{2 g L}$ C、 $\sqrt{g (H + L)}$ D、 $\sqrt{g (H - L)}$

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5. 下面列举的实例中，机械能守恒的是（）

A、雨滴在空中匀速下落 B、汽车沿斜坡加速上升 C、物块沿光滑斜面自由上滑 D、飞机沿水平跑道减速滑行

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6. 关于机械能守恒，下列说法中正确的是（）

A、处于完全失重状态的物体，机械能一定守恒 B、加速度大小等于g的物体，机械能一定守恒 C、加速度大小不等于g的物体，机械能一定不守恒 D、匀速竖直上升的物体，机械能可能守恒

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7. 小明在苹果树上的A水平线上发现了两个苹果，若每个苹果的质量均为0.5kg，他将树摇了摇，苹果一个落到B处的篮子中，另一个落到沟底的D处。AB、AC、AD之间的垂直距离分别为0.8m、2m、3m，若以地面C为零势能的参考面，g取l0m/s² ，则下列说法正确的是（）

A、树上A处苹果的重力势能为15J B、沟底D处苹果的重力势能为-5J C、从树上A处落到沟底D处苹果的动能为10J D、从树上A处落到篮子B处苹果的动能为6J

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8. 一个质量为m的足球，以v₀速度由地面踢起，当它到达离地面高为h的B点处（取B点为重力势能零参考平面，重力加速为g），下列说法中正确的是（）

A、在B点重力势能为mgh B、在B点的动能为 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2} + m g h$ C、在B点的机械能为 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2} + m g h$ D、在B点的机械能为 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2} - m g h$

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9. 如图所示，在高为H的平台上以初速v₀抛出一质量为m的小球，不计空气阻力，当它到达离抛出点的竖直距离为h的B点时，小球的动能为（）

A、 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2}$ B、 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2} + m g h$ C、 $m g H - m g h$ D、 $m g h$

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10. 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图，抛物线的方程为y＝x² ，其下半部分处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(如图中的虚线所示)。一个小金属块从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线向上滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是（）

A、mgb B、 $\frac{1}{2}$ mv²＋mgb C、mg(b－a) D、mg(b－a)＋ $\frac{1}{2}$ mv²

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二、多选题

11. 一个重为mg的物体在外力F作用下，从静止开始沿一条竖直平面内的直线斜向下运动，直线轨迹与竖直方向成30°角，不计空气阻力，则该物体机械能大小的变化可能是（）

A、若 $F = 0.5 m g$ ，则物体运动过程中机械能守恒 B、若 $F = 0.6 m g$ ，则物体运动过程中机械能可能增大，也可能减小 C、若 $F = 0.8 m g$ ，则物体运动过程中机械能一定越来越大 D、若 $F = 1.2 m g$ ，则物体运动过程中机械能一定越来越大

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12. 如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定．小球从弹簧的正上方某一高度处由静止下落。不计空气阻力，则从小球接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中（）

A、小球的动能先增大后减小 B、小球的机械能守恒 C、小球加速度为零的时候，系统势能最小 D、弹簧的弹性势能一直增加

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13. 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．若以地面为零势能面，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）

A、物体上升到最高点时的重力势能为 $\frac{1}{2} {mv}_{0}^{2}$ B、物体落到海平面时的重力势能为－mgh C、物体在海平面上的动能为 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2} － m g h$ D、物体在海平面上的机械能为 $\frac{1}{2} {mv}_{0}^{2}$

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14. 在高为H的桌面上以速度v水平抛出质量为m的物体，当物体落到距地面高为h处，如图所示，不计空气阻力，若以地面作为重力势能的零参考平面，正确的说法是（）

A、物体在A点的机械能为 $m g h + \frac{1}{2} m v^{2}$ B、物体在A点的机械能为 $m g H + \frac{1}{2} m v^{2}$ C、物体在A点的动能为 $m g h + \frac{1}{2} m v^{2}$ D、物体在A点的动能为 $m g (H - h) + \frac{1}{2} m v^{2}$

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15. 某工地上，工人将放在地面上一重10 N的箱子吊起。箱子在绳的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，运动过程中箱子的机械能E与其位移x的关系图象如图所示，其中0〜5 m过程的图线为曲线，5 m〜15 m过程的图线为直线。根据图象可知（）

A、0〜5 m过程中箱子所受的拉力逐渐减小 B、0〜15 m过程中箱子的动能一直增加 C、在位移为15m时，拉力F = 20 N D、在位移为15m时，拉力F = 10 N

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16. 如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线绕过O点的轻质光滑小定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块B质量是A质量的4倍。C为O点正下方杆上的一点，滑轮到杆的距离OC=h。开始时，A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°，现将A、B由静止释放。下列说法正确的是（）

A、物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度不断增大 B、在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量 C、物块A在杆上长为2 $\sqrt{3}$ h的范围内做往复运动 D、物块A经过C点时的速度大小为 $\sqrt{2 g h}$

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三、综合题

17. 如图所示，竖直面内有半径为2R的四分之一光滑圆弧型细杆BC和半径为R的二分之一光滑圆弧型细杆CD在最低点C平滑连接，光滑竖直细杆AB与圆弧型细杆BC在B点平滑连接。一质量为m的小球穿在直杆上，从距B点 $\frac{R}{3}$ 的P点由静止释放，重力加速度为g ，求：

(1)、小球经过C点时的速度大小；

(2)、小球经过D点时细杆对小球的作用力。

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18. 如图，一很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b， a球质量是m，b球质量是2m， a球静置于地面，用手托住b，此时b离地面高度为h，轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后，空气阻力忽略不计，求：

(1)、b下落h时（落地前的瞬间）速度为多大？

(2)、a可以达到的最大高度为多少？

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19. 如图所示，斜面的傾角 $θ$ ＝37°，斜面上C处固定一挡板，A、B处放有2个质量均为m的相同小木块(可视为质点)a、b，A、B间距离为d，B、C间距离为0.11d，斜面在AB段是光滑的，BC段是粗糙的，木块与斜面粗糙部分之间的动摩擦因数 $μ = \frac{5}{6}$ ，开始时用手扶着木块a，木块b静止在斜面上，放手后，木块a自然下滑并与木块b发生完全非弹性碰撞，随后a、b木块联合体下滑，运动到C处与挡板发生碰撞反弹。设木块与挡扳碰撞过程无机械能损失，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度为g，a、b木块的大小不计。求

(1)、a木块与b木块碰撞过程中损失的动能

(2)、a、b木块联合体停止运动时距挡板的距离

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20. 如图所示，悬崖上有一质量m＝50 kg的石块，距离地面高度h＝20 m，由于长期风化作用而从悬崖上由静止落到地面。若下落时不计空气阻力且石块质量不变，以地面为零势能面，求石块：（g取10 m/s²）

(1)、未下落时在悬崖上的重力势能；

(2)、落到地面时的速度大小；

(3)、落到地面时的机械能大小。

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备考2020年高考物理一轮复习：20 机械能 机械能守恒定律

一、单选题

二、多选题

三、综合题

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