2023年高考物理预测题之机械能守恒

试卷更新日期：2023-02-17 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 运动员投篮后篮球应声入框，轨迹如图所示。位置2是篮球在空中的最高点，研究篮球从位置1到位置3过程，下列说法正确的是（　　）

A、篮球从位置1运动到位置3的过程中空气阻力不做功 B、篮球在位置2处重力的功率为零 C、篮球从位置1运动到位置3过程中重力先做正功再做负功 D、篮球从位置1运动到位置3过程中重力的功率先增大再减小

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2. 在实际情况中，物体做抛体运动时总会受到空气阻力的影响。如图所示，虚线是炮弹在忽略空气阻力情况下计算出的飞行轨迹；实线是炮弹以相同的初速度和抛射角射出在空气中实际的飞行轨迹，这种曲线叫作弹道曲线。由于空气阻力的影响，弹道曲线的升弧和降弧不再对称，升弧长而平伸，降弧短而弯曲。炮车的大小可以忽略。当炮弹做弹道运动时，结合学过的力学知识，分析判断下列说法正确的是（　　）

A、炮弹上升的时间一定等于下降的时间 B、炮弹在最高点时的加速度等于重力加速度 C、炮弹在上升阶段损失的机械能大于在下降阶段损失的机械能 D、炮弹在上升阶段重力势能的增加量大于在下降阶段重力势能的减少量

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3. 如图所示，竖直平面内固定一倾斜的光滑绝缘杆，轻质绝缘弹簧上端固定，下端系带正电的小球A，球A套在杆上，杆下端固定带正电的小球B。现将球A从弹簧原长位置由静止释放，运动距离x₀到达最低点，此时未与球B相碰。在球A向下运动过程中，关于两球的电势能E_p、加速度a、球A和弹簧系统的机械能E、球A的速度v随运动距离x的变化图像，正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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4. 如图甲，将一小球从地面以某一初速度v₀竖直向上抛出，取地面为零重力势能参考面，小球的机械能E₀和重力势能E_p随小球离开地面的高度h变化关系图像如图乙。重力加速度g=10m/s² ，下列说法正确的是（　　）

A、小球从地面抛出的初速度 $v_{0} = 4 \sqrt{5} m / s$ B、小球所受空气阻力大小为小球自身重力的 $\frac{1}{2}$ C、从抛出开始，小球经1s时间上升到最高点 D、小球离地面高度h=3m时，小球的动能E_k=25J

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5. 一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动，取该直线为x轴，起始点O为坐标原点，其电势能 $E_{p}$ 与位移x的关系如图所示。E表示电场强度的大小， $E_{k}$ 表示粒子的动能，v表示粒子的速度大小，a表示粒子的加速度大小，下列图像中合理的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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6. 质量为m的小球从光滑曲面上滑下，在到达高度为 $h_{1}$ 的位置A时，速度大小为 $v_{1}$ ，滑到高度为 $h_{2}$ 的位置B时，速度大小为 $v_{2}$ ，则（　　）

A、以地面为重力势能参考面，则小球在A处的重力势能为 $m g h_{1}$ B、以B所在平面为重力势能参考面，则小球在A处的重力势能为 $m g h_{2}$ C、小球的重力势能不可能为负值 D、选择合适的参考面，可以使 $v_{2} < v_{1}$

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二、多选题

7. 跳台滑雪是以滑雪板为工具，在专设的跳台上通过助滑坡获得速度，比跳跃距离和动作姿势的一种雪上竞技项目。在滑雪比赛中，一质量为60kg的滑雪运动员从半径为18m的四分之一圆弧轨道AB的顶端A由静止滑下，进入与圆弧轨道相切的水平轨道BC，切点为B．运动员经过B点时对轨道的压力为其所受重力的2.8倍，取重力加速度大小 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，则运动员在圆弧轨道下滑的过程中（　　）

A、动能增加了 $9.72 \times 10^{3} J$ B、机械能减小了 $1.08 \times 10^{4} J$ C、重力势能减小了 $1.08 \times 10^{4} J$ D、由于摩擦损失的机械能为 $1.8 \times 10^{3} J$

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8. 如图所示，质量为M的长木板静止在光滑水平面上，上表面OA段光滑，AB段粗糙且长为l，左端O处有一固定挡板，挡板上固定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接在竖直墙上，轻绳所能承受的最大拉力为F。质量为m的小滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧，弹簧的压缩量达到最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后小滑块恰未掉落。重力加速度为g，则（）

A、地面光滑，板块最终一起匀速直线运动 B、细绳被拉断后，滑块与长木板组成系统动量守恒 C、滑块运动到粗糙面前，滑块与弹簧组成系统机械能守恒 D、滑块与长木板AB段间的动摩擦因数为 $\frac{v^{2}}{2 g l}$

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9. 如图所示，粗糙的水平面上有一根右端固定的轻弹簧，其左端自由伸长到b点，质量为2kg的滑块从a点以初速度 $v_{0} = 6 m / s$ 开始向右运动，与此同时，在滑块上施加一个大小为20N，与水平方向夹角为53°的恒力F，滑块将弹簧压缩至c点时，速度减小为零，然后滑块被反弹至d点时，速度再次为零，已知ab间的距离是2m，d是ab的中点，bc间的距离为0.5m，g取 $10 m / s^{2}$ ， sin53°=0.8，cos53°=0.6，则下列说法中正确的是（　　）

A、滑块运动至b点后，一接触弹簧就开始减速 B、滑块从c点被反弹至d点的过程中因摩擦产生的热量为36J C、弹簧的最大弹性势能为36J D、滑块与水平面间的摩擦因数为0.6

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10. 如图所示，同种材料的粗糙斜面OA和OB高度相同，以过O点的水平直线为x轴、O为原点建立坐标系，同一物体（可视为质点）从底端O点以相同的动能分别沿斜面OA和OB上滑，都能到达斜面的顶端，物体在两斜面上运动过程中机械能E（以x轴所在的平面为零势能面）、动能E_k随物体在x轴上投影位置坐标x的变化关系图像正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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11. 跳台滑雪是以滑雪板为工具，在专设的跳台上通过助滑坡获得速度，比跳跃距离和动作姿势的一种雪上竞技项目。在滑雪比赛中，一质量为60kg的滑雪运动员从半径为18m的四分之一圆弧轨道AB的顶端A由静止滑下，进入与圆弧轨道相切的水平轨道BC，切点为B。运动员经过B点时对轨道的压力为其所受重力的2.8倍，取重力加速度大小 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，则运动员在圆弧轨道下滑的过程中（　　）

A、机械能增加了1080J B、动能增加了1.08×10⁴J C、重力势能减小了1.08×10⁴J D、由于摩擦损失的机械能为1080J

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12. 近几年，极限运动越来越受到年轻人的喜欢，其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上。打开扣环，从A点由静止释放，体验者像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大，忽略一切空气阻力，重力加速度g取 $10 {m/s}^{2}$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、从A位置运动到C位置，体验者的机械能守恒 B、从A位置运动到C位置，体验者的机械能一直在增加 C、打开扣环瞬间，体验者处于超重状态 D、蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取无关

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三、综合题

13. 某款儿童滑梯如图所示，其滑面可视为与水平地面夹角为 $θ$ 的平直斜面，且与水平面平滑连接，滑面顶端A距离地面高度为h。一质量为m的儿童从A点由静止开始下滑，滑到C点停下。已知儿童与滑面、水平面间的动摩擦因数均为 $μ$ ， C点到O点的距离为x，儿童可视为质点，已知重力加速度为g。

(1)、求儿童从A到B滑下所受摩擦力f的大小；

(2)、求儿童从A到C运动过程中，重力对其做的功W；

(3)、论证OC间距离x与滑面倾角 $θ$ 的大小无关。

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14. “S”形单行盘山公路示意图如图所示。弯道1、2可看作两个不同高度的水平圆弧，圆心分别为 $O_{1}$ 、 $O_{2}$ ，弯道2比弯道1高5m，弯道1、2的中心虚线对应的半径分别为 $r_{1} = 8 m$ 、 $r_{2} = 32 m$ ，倾斜直道AB与两弯道平滑连接。一质量为1500kg的汽车沿着中心虚线从弯道1经过倾斜直道AB进入弯道2，在两个弯道运动时，路面对轮胎的径向摩擦力始终等于汽车所受重力的 $\frac{1}{5}$ ，取重力加速度大小 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、汽车在弯道1和弯道2处做匀速圆周运动时的线速度大小。

(2)、汽车从弯道1运动到弯道2增加的机械能。

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