2019-2021 年河南省各地高考物理模拟考试试题分类——专题 6 机械能守恒定律 一．选择题（共 13 小题） 1．（2021•河南模拟）如图所示，质量分别为 ❑ √3 m、m 的物体 A、B 通过一轻绳连接， A 物体套在光滑的竖直杆上，质量为 m 物体 C 置于水平地面上，用一轻质弹簧与 B 相连， 开始时，物体 A 与定滑轮之间的绳子处于水平状态，长度为 l，此时弹簧处于原长状态， ❑ 物体 A 距离地面的高度为 h ¿ √ 3 l。现从静止开始释放物体 A，当物体 A 刚要到达地 面时，物体 C 恰好对地面无压力，重力加速度为 g，不计定滑轮和空气的阻力，整个过 程弹簧处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　） A．弹簧的劲度系数为 k ¿ 2 mg l B．整个下降过程中物体 A 匀加速下落 C．整个下降过程中 A、B 组成的系统机械能不守恒，机械能损失 mgl D．物体 A 到达地面瞬间的速度为 √ ❑ 12 gl 4 ❑√ 3+3 2．（2021•河南三模）一质量为 0.5kg 的小球从倾角为 30°的斜面顶端以大小为 v0 的水平初 速度抛出后开始做曲线运动，当小球落到斜面上时，速率恰好也为 v0。小球除受到重力 以外，还受到一个恒定外力，此恒定外力的最小值为（g 取 10m/s2）（　　） A．5N B． 5 ❑√ 3 N 3 C．2.5N D． 5❑ √3 N 2 3．（2021•河南模拟）如图所示，光滑轨道 abc 固定在竖直面内，ab 段水平，长度为 2R， 半径为 R 的八分之一圆弧 bc，与 ab 相切于 b 点。一质量为 m 的小球，受到与重力大小 相等的水平外力的作用，小球从 a 点由静止开始，向右运动到其轨迹最高点，然后落回 地面，重力加速度大小为 g，以下判断正确的是（　　） A．小球到达 c 点的速度大小为 vc ¿ ❑√ 2 gR B．小球从 a 点开始运动到其轨迹最高点，竖直向上运动的最大高度为 ym ¿ 1+2 ❑√ 2 2 R C．小球从 a 点开始运动到其轨迹最高点，水平方向的位移为 xm ¿ 7+ 4 ❑√ 2 R 2 7 +4 ❑√ 2 D．小球从 a 点开始运动到落至地面机械能的增量为 mgR 2 4．（2020•新乡二模）将一轻弹簧水平放在光滑水平桌面上，一端固定，另一端与一质量 为 m 的小物体相连，将小物体拉至 O 点由静止释放，小物体的加速度 a 与离开 O 点的 距离 x 的关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．弹簧的劲度系数为 ma 0 x0 B．小物体运动过程中，弹簧的最大弹力为 2ma0 C．小物体运动过程中的最大动能为 ma0x0 D．小物体运动过程中，弹簧的最大弹性势能为 2ma0x0 5．（2020•河南模拟）某一物理兴趣研究小组让一个玩具电动飞机由静止开始沿直线运动 ， 得到速度随位移变化的图线关系，如图所示，可将该玩具电动飞机视为质点，关于该玩 具电动飞机的运动，下列说法正确的是（　　） A．质点做匀加速直线运动 B．质点运动 S0 过程中的平均速度小于 v0 2 C．质点做加速度逐渐减小的加速运动 D．质点运动过程中，机械能增大 6．（2020•洛阳模拟）一辆机动车在平直的公路上由静止启动，如图所示，图线 A 表示该 车运动的速度与时间的关系，图线 B 表示该车的功率与时间的关系，设机车在运动过程 中阻力不变，则下列说法正确的是（　　） A．0﹣22s 内机动车先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速运动 B．机动车的质量为 562.5kg C．机动车速度为 5m/s 时，牵引力大小为 3×103N D．运动过程中机动车所受阻力为 2250N 7．（2020•洛阳模拟）一质量为 m 的小球以初动能 E0 从地面竖直向上抛出，已知上升过程 中受到阻力作用，图中两条图线分别表示小球在上升过程中的动能、重力势能中的某一 个与其上升高度之间的关系（以地面为零势能面，h0 表示上升的最大高度，图中坐标数 据中的 k 值为常数且满足 0＜k＜1），则由图象可知，下列结论正确的是（　　） A．①表示的是动能随上升高度变化的图象，②表示的是重力势能随上升高度变化的图 象 B．上升过程中阻力大小恒定且 f＝（h+1）mg C．上升高度 h ¿ k +1 k +2 h0 时，重力势能和动能相等 D．上升高度 h ¿ h0 k +1 mg h0 时，动能与重力势能之差为 2 2 8．（2020•河南模拟）一辆机车在保持额定功率不变的情况下启动，t1 时刻的速度为 v1，t2 刻的速度为 v2，且 t1 时刻的加速度为 t2 时刻加速度的 2 倍。若机车所受阻力大小恒定， 则机车能达到的最大速度为（　　） A． v 1+ v 2 2 B． v1 v2 2 v1 −v 2 C． 2 v1 v 2 v 1 +v 2 D． 2 v1 v2 v 1+ 2 v 2 9．（2020•开封模拟）有一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中，汽车 牵引力的功率随时间的变化情况如图所示。已知汽车所受阻力恒为重力的五分之一，5s 末汽车速度为 5m/s，而在 15s 时汽车已经达到了最大速度，重力加速度 g 取 10m/s2．则 下列说法正确的是（　　） A．该汽车的质量为 3000kg B．该汽车的最大速度为 8m/s C．在前 5s 内，汽车克服阻力做的功为 50kJ D．在 5～15s 内，该汽车的位移大小约为 67m 10．（2020•开封一模）我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机 C919 首飞成功后，拉开全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速 度为零的匀加速直线运动，当位移 x＝1.6×103m 时，才能达到起飞所要求的速度 v＝ 80m/s，已知飞机质量 m＝7.0×104kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的 1 10 ．下列说 法正确的是（重力加速度取 10m/s2）（　　） A．飞机在跑道上滑跑的时间为 30s B．飞机起飞过程的加速度大小为 3m/s2 C．飞机发动机的牵引力大小为 7.0×104N D．飞机起飞过程牵引力的平均功率为 8.4×106W 11．（2020•许昌一模）如图所示，质量为 m 的小球通过长为 L 的轻杆与铰链 O 相连并靠 在长方体的左侧，长方体在外力作用下静止于水平面上，α＝53°．现撤去外力，长方体 由静止开始向右运动，所有摩擦均不计，当长方体的速度为 v 时，恰与小球分离，此时 轻杆与水平面夹角为 β＝37°．则下列说法中正确的是（　　） A．小球和长方体分离时小球的速度为 5 v 4 B．长方体最终做匀速直线运动时的动能为 0.2mgL −25 2 18 mv C．小球落地前瞬间动能为 0.6mgL D．小球和长方体分离时，小球角速度为 5v 6L 12．（2020•郑州一模）当前，我国某些贫困地区的日常用水仍然依靠井水。某同学用水桶 从水井里提水，井内水面到井口的高度为 20m。水桶离开水面时，桶和水的总质量为 10kg。由于水桶漏水，在被匀速提升至井口的过程中，桶和水的总质量随着上升距离的 变化而变化，其关系如图所示。水桶可以看成质点，不计空气阻力，重力加速度 g 取 10m/s2．由图象可知，在提水的整个过程中，拉力对水桶做的功为（　　） A．2000J B．1800J C．200J D．180J 13 ． （ 2020• 郑 州 一 模 ） 如 图 所 示 ， ABCD﹣A'B'C'D' 为 一 立 方 体 木 箱 ， O 点 为 底 面 A'B'C'D'中心，M 点为 DD'中点，N 点为 BCC'B'面的中心。AO、MO、NO 为三个光滑 轻杆，三个完全相同的小球套在轻杆上，分别从 A、M、N 三点由静止沿轻杆滑下。关 于三个小球的运动，下列说法正确的是（　　） A．三个小球滑到 O 点时的速度大小相等 B．三个小球滑到 O 点所用的时间相等 C．从 A 点滑下的小球到达 O 点时的速度最大 D．从 M 点滑下的小球到达 O 点所用时间最短 二．多选题（共 12 小题） 14．（2021•河南三模）如图所示是长 L＝6m 的水平传送带，其左端有一质量 m＝1kg 的物 块，系统静止。某时刻开动电机使传送带以某一加速度启动，当传送带的速度增加到 v ＝2m/s 时即匀速运行。已知物块和传送带间的动摩擦因数为 0.25，可以认为最大静摩擦 力等于滑动摩擦力，g 取 10m/s2。则下列说法正确的是（　　） A．若传送带以 2.0m/s2 的加速度启动，物块和传送带间不会发生相对滑动 B．若传送带以 4.0m/s2 的加速度启动，物块在传送带上留下的划痕长为 0.8m C．若传送带以 4.0m/s2 的加速度启动，物块和传送带间因摩擦产生的热为 2J D．无论传送带以多大的加速度启动，物块和传送带间因摩擦产生的热不超过 2J 15．（2021•河南模拟）如图甲所示一滑块静止在粗糙斜面底端，现用一平行于斜面向上的 恒定拉力 F 作用在滑块上，当滑块上升 h0 时撤去拉力 F，滑块在上升过程中机械能 2 E 与其上升高度 h 之间的关系图线如图乙所示（h0 表示上升的最大高度，且 E0、h0 皆为 已知量），则下列说法正确的是（　　） A．滑块所受摩擦力的大小为 E0 4 h0 B．拉力 F 大小是摩擦力大小的 5 倍 C．整个过程中拉力 F 做的功为 E0 D．整个过程中拉力 F 做的功为 5 E0 4 16．（2021•河南一模）如图所示，光滑固定斜面的倾角为 θ。一轻质弹簧的下端与放在斜 面底端挡板处的物体 B 相连，上端与物体 A 相连，A、B 都处于静止状态。用一根不可 伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体 A，滑轮右侧轻绳与斜面平行，滑轮左侧轻 绳的下方连一轻质挂钩。轻弹簧和斜面平行。现在轻质挂钩上挂一物体 C（图中未画 出）并从静止状态释放（物体 C 不会和地面接触），已知它恰好能使 B 离开斜面底端挡 板但不继续上升，则从物体 C 由静止释放到 C 运动到最低点的过程中，下列说法正确的 是（　　） A．弹簧对 A 的弹力对 A 一定做正功 B．轻质挂钩对物体 C 的拉力大小一直增大 C．物体 A、C 和弹簧组成的系统机械能守恒 D．当物体 C 运动到最低点时，物体 A 的加速度大小为 0 17．（2021•郑州二模）如图所示，工厂利用皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面 的平台 C 上，平台 C 离地面的高度一定。运输机的皮带以一定的速度 v 顺时针转动且不 打滑。将货物轻轻地放在 A 处，货物随皮带到达