2022 年高考物理二轮复习真题模拟专题综合训练——机械能守恒定 律 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（2021·海南·高考真题）水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。 如图所示，滑梯顶端到末端的高度 H  4.0m ，末端到水面的高度 h  1.0m 。取重力加速度 g  10m / s 2 ， 将人视为质点，不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯末端的水平距离为（　　） A． 4.0m B． 4.5m C． 5.0m D． 5.5m 2．（2021·北京·高考真题）2021 年 5 月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首 次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表 面 2.8102 km、远火点距离火星表面 5.9105 km，则“天问一号” （　　） A．在近火点的加速度比远火点的小 B．在近火点的运行速度比远火点的小 C．在近火点的机械能比远火点的小 D．在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动 3．（2022·河南信阳·二模）2020 年 12 月 3 日，嫦娥五号上升器月面点火，一段时间后顺利进人到预定环 月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。则上升器携带的月壤（　　） A．点火上升过程中机械能守恒 B．点火上升过程中机械能增加 C．加速上升时处于失重状态 D．加速上升时重力变大 4．（2022·四川巴中·一模）小球以一定的初速度竖直上抛，在其向上运动过程中，空气阻力与速度大小 成正比，则其机械能 E（以抛出点为零势能点，抛出时机械能为 E0）随小球上升高度 h 变化的规律下列描 绘正确的是（　　） A． B． C． D． 5．（2021·湖南·模拟预测）如图所示，一块质量为 M 的木板停在光滑的水平面上，木板的左端有挡板， 挡板上固定一个轻质小弹簧。一个质量为 m 的小物块（可视为质点）以水平速度 v0 从木板的最右端开始 向左运动，与弹簧碰撞后（弹簧处于弹性限度内），最终又恰好相对静止在木板的最右端。以下说法正 确的是（　　） A．物块的最终速度为 1 v 2 0 B．木板的最终速度为 v0 Mmv02 M m C．弹簧的最大弹性势能为（） Mmv02 2 M m D．木板和小物块组成的系统最终损失的机械能为 （） 6．（2022·广东·模拟预测）如图所示，在粗糙的水平面上，质量相等的两个物体 A、B 间用一轻质弹簧相 连组成系统，且该系统在外力 F 作用下一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为 2Ek 时撤去水平力 F， 最后系统停止运动。不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从撤去拉力 F 到系统停止运动 的过程中（　　） A．外力对物体 A 所做总功的绝对值等于 Ek B．物体 A 克服摩擦阻力做的功等于 Ek C．系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能 2Ek D．系统克服摩擦阻力做的功一定小于系统机械能的减小量 7．（2022·重庆·一模）跳台滑雪是冬奥会的重要竞技项目。如图所示，运动员在滑雪道上获得一定速度 后，从跳台上。点水平飞出。某运动员两次试滑分别在斜坡上 a、b 两点着陆，已知 Oa : Ob  3 : 4 ，斜坡 与水平面间夹角为 θ，忽略空气阻力，运动员（含装备）可视为质点。则该运动员两次试滑着陆时的动能 之比（　　） A． Eka : Ekb  3 : 2 B． Eka : Ekb  9 : 16 C． Eka : Ekb  3 : 4 D． Eka : Ekb  3tan  : 4 二、多选题 8．（2022·广东深圳·一模）我国风洞技术世界领先。如图所示，在模拟风洞管中的光滑斜面上，一个小 物块受到沿斜面方向的恒定风力作用，沿斜面加速向上运动，则从物块接触弹簧至到达最高点的过程中 （　　） A．物块的速度先增大后减小 B．物块加速度一直减小到零 C．弹簧弹性势能先增大后减小 D．物块和弹簧组成的系统机械能一直增大 9．（2022·四川巴中·一模）如图甲所示，在竖直平面内有一个倾角为 θ 且足够长的斜面、现有质量为 m 的物块，从斜面上的某位置由静止开始下滑。斜面与物块间的动摩擦因数 μ 随物块下滑位移 x 的变化规律 如图乙所示，物块的加速度随下滑位移变化规律如图丙所示，取沿斜面向下为 x 轴正方向，下列说法正确 的是（　　） A．图乙中 x0 处对应的纵坐标为 μ = tanθ B．物块的最大速度为 2 gx0 sin  C．物块运动过程中机械能先变大后变小 D．物块从开始运动至最低点的过程中损失的机械能为 2mgx0sinθ 10．（2022·广东梅州·一模）如图所示，倾角为  的固定斜面下端固定一挡板，一劲度系数为 k 的轻弹簧 下端固定在挡板上。现将一质量为 m 的小物块从斜面上离弹簧上端距高为 s 处，由静止释放，已知物块 与斜面间的动摩擦因数为  ，物块下滑过程中的最大动能为 Ekm ，则小物块从释放到运动至最低点的过程 中，下列说法中正确的是（　　） A．   tan  B．物块刚与弹簧接触的瞬间动能最大 C．物块与弹簧接触后运动到最低点的过程中加速度先减小后增大 D．弹簧的最大弹性势能等于整个过程中重力与摩擦力对物块做功之和 11．（2022·安徽·模拟预测）如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆 L1、L2，两杆分离不接触，且 两杆间的距离忽略不计，两个小球 a、b（视为质点）质量均为 m，a 球套在竖直杆 L1 上，b 球套在水平杆 L2 上，a、b 通过铰链用长度为 L 的刚性轻杆连接，将 a 球从图示位置由静止释放（轻杆与 L2 杆夹角为 45°），不计一切摩擦，已知重力加速度为 g，在此后的运动过程中，下列说法中正确的是（　　） A．a 球和 b 球所组成的系统机械能守恒 B．b 球的速度为零时，a 球的加速度大小一定等于 g C．b 球的最大速度为  2  2  gL D．a 球的最大速度大于 2gL 三、填空题 12．（2022·上海·模拟预测）如图，质量为 m 的圆环套在固定的粗糙程度均匀的竖直杆上，轻质弹簧的左 端固定在墙壁上的 O 点，右端与圆环相连。初始时刻，圆环处于 A 点，弹簧水平，且恰好处于原长状态。 将圆环从 A 点由静止释放，第一次经 B 点时环的速度最大，最低可到达 C 点。之后，圆环沿杆向上滑动。 忽略空气阻力的影响，则圆环从 C 点向上运动的过程中，速度最大的位置________（选填“在 B 点”、“在 B 点上方”、“在 B 点下方”、“无法确定”）。圆环从 A 运动到 C 点的过程中，各种能量的变化情况是：____ _______。 13．（2021·福建泉州·三模）如图，两根相同的轻绳将一重力为 G 的小球悬挂在水平天花板下，静止时轻 绳与天花板的夹角均为 30°，则每根轻绳的拉力大小均为___________；现剪断一根轻绳，当球摆至最低 点时，轻绳的拉力大小为___________。 14．（2022·河北·模拟预测）实验小组利用竖直轨道和压力传感器验证机械能守恒定律，半径可调的光滑 竖直轨道与光滑水平轨道连接，在轨道最低点 A 和最高点 B 各安装一个压力传感器，压力传感器与计算 机相连，如图所示，将质量为 m 的小球（可视为质点）以某一速度进入轨道最低点，通过计算机读出两 个传感器的读数，重力加速度为 g，则 （1）设轨道半径为 R，小球能运动到最高点 B，小球在最低点入射速度不得小于___________。 （2）实验中压力传感器的读数之差 ΔF  ___________时，小球的机械能守恒。 （3）初速度一定的前提下，小球在做圆周运动过程中，压力传感器的读数之差与轨道半径___________ （填“有关”或“无关”），压力传感器的读数之比与轨道半径___________（填“有关”或“无关”）。 四、解答题 15．（2022·山东·模拟预测）如图所示，在竖直方向上 A、B 两物体通过劲度系数为 k 的轻质弹簧相连，A 放在水平地面上，B、C 两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连，C 放在固定的足够长光滑斜面上．用手按 住 C，使细线恰好伸直但没有拉力，并保证 ab 段的细线竖直、cd 段的细线与斜面平行。已知 A、B 的质 量均为 m，C 的质量为 M（M＞2m），细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放 C 后它沿斜面下滑，当 A 恰好要离开地面时，B 获得最大速度（B 未触及滑轮，弹簧始终处于弹性限度内， 重力加速度大小为 g）。求： （1）释放物体 C 之前弹簧的压缩量； （2）物体 B 的最大速度 vm。 16．（2022·北京·模拟预测）如图所示为一电磁选矿、传输一体机的传送带示意图，已知传送带由电磁铁 组成，位于 A 轮附近的铁矿石被传送带吸引后，会附着在 A 轮附近的传送带上，被选中的铁矿石附着在 传送带上与传送带之间有恒定的电磁力作用且电磁力垂直于接触面，且吸引力为其重力的 1.4 倍，当有铁 矿石附着在传送带上时，传送带便会沿顺时针方向转动，并将所选中的铁矿石送到 B 端，由自动卸货装 置取走。已知传送带与水平方向夹角为 53°，铁矿石与传送带间的动摩擦因数为 0.5，A、B 两轮间的距离 为 L=64m，A、B 两轮半径忽略不计，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。 （1）若传送带以恒定速率 v0=10m/s 传动，求被选中的铁矿石从 A 端运动到 B 所需要的时间； （2）若所选铁矿石质量为 200kg，求在（1）条件下铁矿石与传送带之间产生的热量； （3）实际选矿传送带设计有节能系统，当没有铁矿石附着传送带时，传送带速度几乎为 0，一旦有铁矿 石吸附在传送带上时，传送带便会立即加速启动，要使铁矿石最快运送到 B 端，传送带的加速度至少为 多大？并求出最短时间。 17．（2021·陕西咸阳·一模）如图（甲）所示半径 R=0.8m 的光滑 1 圆弧轨道固定在竖直平面内，B 为轨 4 道的最低点，B 点右侧的光滑的水平面上紧挨 B 点有静止的小平板车，平板车质量 M=2kg，长度 l=1m， 小车的上表面与 B 点等高，质量 m=2kg 的物块（可视为质点）从圆弧最高点 A 由静止释放，取 g=10m/s2。 （1）求物块滑到轨道上的 B 点时对轨道的压力； （2）若物块与平板车间的动摩擦因数为 0.3，求物块从平板车右端滑出时平板车的速度大小； （3）若