2022 界山东省高考物理专题训练 6——机械能守恒定律 一、单选题 1.（2022 高三上·日照月考）小明在没有别人帮助的情况下荡秋千，可以通过在低处站起、在高处蹲下 的方式使秋千摆得越来越高。小明蹲在踏板上时，重心到悬点的距离 l1=3m；站在踏板上时，重心到悬 点的距离 l2=2.4m，小明蹲在踏板上从最大摆角 θ1=32°开始摆动，到最低点时突然站起，此后保持站 立姿势摆到另一边的最大摆角为 θ2 ， 假定小明在最低点站起前后，秋千摆动的速度大小不变，不计空 气阻力，忽略踏板和摆绳的质量，请根据所学知识，对照表格判断 θ2 约为（ ） A. 32° B. 34° C. 36° D. 38° 2.（2021 高三上·菏泽期中）如图所示，中国空军飞行员进行跳伞训练。一飞行员下降到某高度时，打 开降落伞做竖直向下的匀减速直线运动。已知飞行员和降落伞的总质量为 m，所受空气阻力大小恒为 F，重力加速度为 g。打开降落伞后下降 h 的过程中，飞行员（含降落伞）（　　） A. 合力做功为 C. 机械能减少了 F h−mg h F h−mg h B. 阻力做功为 Fh D. 重力势能减少了 mg h 3.（2021 高三上·泰安期中）乘坐摩天轮观光是广大青少年喜爱的一种户外娱乐活动，某同学乘坐摩天 轮随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 该同学在上升过程中，座椅对他的支持力大于其所受重力，处于超重状态 B. 该同学在下降过程中，座椅对他的支持力大于其所受重力，处于超重状态 C. 摩天轮转动一周的过程中，该同学所受重力的冲量为零 D. 摩天轮转动一周的过程中，摩天轮对该同学做功为零 4.（2021 高三上·滕州期中）“健身弹跳球”是近期流行的一项健身器材。一中学生在玩弹跳球时双脚站在 如图所示的水平跳板上，用力向下压弹跳球后，弹跳球能和人一起跳离地面。某弹跳球安全性能指标要 求反弹高度不超过 15cm，请估算该弹跳球一次反弹过程最多能对该中学生做的功最接近于（ ） A. 0.8J B. 8J J C. 80 D. 800J 5.（2021 高三上·滕州期中）一个高中生骑电动车以 20 km/h 的速度匀速行驶，电动车所受的阻力是人 和车总重力的 1 10 ．已知人和车的总质量约为 80 kg，重力加速度大小 g 取 10 m/s2 ， 则此时电动 车电机的输出功率约为( ) A. 50 W W B. 100 W C. 450 D. 800 W 6.（2021 高三上·烟台期中）在地面上方某点将一小球以一定初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力， 则小球在落地前（ ） A. 速度和加速度都在不断变化 B. 在相等的时间间隔内，小球速度变化量相等 C. 在相等的时间间隔内，小球动能的增加量相等 D. 在相等的时间间隔内，小球重力势能的减少量相等 7.（2021 高三上·潍坊期中）半径为 R 的半圆柱形凹槽固定在水平面上，其内壁光滑，槽口水平，截面 如图所示。完全相同的甲、乙两小球用长为 R 的直轻杆连接，开始时甲位于槽口边缘，乙靠在槽壁上， 且甲、乙处在同一个半圆截面内，现将两球由静止释放，则甲的最大速度为（ ） A. √√ ❑ ❑ 3 gR 2 ❑ √ gR B. D. C. √ √ 3 gR ❑❑ √√ ❑ ❑ 3 gR 4 8.（2021 高三上·德州期中）以下说法正确的是（ ） A. 物体的动能改变时，其所受的所有力的合力即不能为零，也不能垂直于速度 B. 滑动摩擦力一定对物体做功 C. 静电力对负电荷做正功时，负电荷的电势能会增大 D. 同一电荷在电势越高的地方电势能越大 9.（2021 高三上·德州期中）如图所示，足够长的传送带与水平面间的夹角为 θ﹐逆时针匀速转动的速度 大小为 v。将一小物块自传送带顶端无初速度释放，物块与传送带之间的动摩擦因数为 μ，经过一段时间 后，物体的速度也增大到 v，则之后物块在传送带上的运动情况为（ ） A. 一定做匀速直线运动 C. 若 μ> tanθ B. 一定保持原来的加速度继续做匀加速直线运动 ，则做匀速直线运动 D. 若 μ< tanθ ，则保持原来的加速度继续做匀加速直 线运动 10.（2021 高三上·商河月考）如图所示，传送带通过滑道将长为 v0 向右传上水平台面，匀质物块恰好能全部滑上水平台面。已知滑道上的摩擦不计，物块与台面间的 摩擦因数 A. L=2 m 的匀质物块以初速度 μ=0.2 ，重力加速度为 2 m/s g=10 m/s B. D. 4 m/s 2 2 ❑√ 2 m/s ，则物块的初速度大小 v0 C. 为（ ） 3 m/s 11.（2021 高三上·山东月考）人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型： 两人同时通过绳子对重物各施加一个恒力 F 方向都与竖直方向成 θ ，重物离开地面 H 后人停止施力， 最后重物自由下落把地面砸深了 h。已知重物的质量为 M，下列说法正确的是（ ） A. 整个过程重力做功为零 C. 重物刚落地时的动能为 B. 拉力做功为 MgH FH cos θ D. 重物克服地面的冲击力做的功为 2 FH cos θ+ Mg h 二、多选题 12.（2022 高三上·日照月考）如图所示，一竖直轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端与质量为 m 的 物块 a 连接，初始时 a 保持静止。现有一质量为 m 的物块 b 从距 a 正上方 h 处自由释放，与 a 发生碰撞 后一起运动但不粘连，压缩弹簧至最低点，然后一起上升到最高点时物块 b 恰好不离开物块 a。物块 1 2 a、b 均可视为质点，弹簧始终处于弹性限度内，其弹性势能 E P= k x 弹簧的形变量），重力加速度为 g，下列说法正确的是（ ） A. 两物块由于碰撞损失的机械能为 mgh 3 B. 从碰撞后到最高点，整个系统弹性势能的减少量为 C. 从碰撞后到最高点，两物块的最大动能为 D. 整个系统弹性势能的最大值为 8 mgh 3 2 mg h 3 mgh 6 2 （k 为弹簧的劲度系数，x 为 13.（2021 高三上·菏泽期中）如图所示，两根光滑刚性直杆组成垂直“V”形框，其中一杆竖直固定放置。 质量均为 m 的 A、B 两环分别套在两杆上，用一根轻杆连接。从图示位置由静止释放，当轻杆与水平杆 夹角为 A. α 时，A 环的速度为 vA ， B 环速度为 vB。不计一切摩擦，重力加速度为 g。则（　　） v A : v B =1: tan α B. 框对 B 环的作用力始终等于 C. B 环一直加速 2mg D. A、B 组成的系统机 械能守恒 14.（2021 高三上·菏泽期中）复兴号动车在世界上首次实现速度 350km/h 自动驾驶功能，成为我国高 铁自主创新的又一重大标志性成果。质量为 m 的复兴号动车以恒定功率 P 在平直轨道上由静止启动，经 时间 t 达到该功率下的最大速度 vm ， 设复兴号动车行驶过程中所受到的阻力与速度的二次方成正比。 在时间 t 内，复兴号动车（　　） A. 做匀加速运动 C. 所受的最大阻力为 B. 速度为 P vm 2 vm 3 时的加速度为 D. 克服阻力做功 P mv m 1 Pt− m v 2m 2 15.（2021 高三上·青岛期中）一质量为 m 的物体自倾角为 α 的固定斜面底端沿斜面向上滑动。该物体 开始滑动时的动能为 Ek ， 向上滑动一段距离后速度减小为零，此后物体向下滑动，到达斜面底端时动 能为 Ek 3 。已知 sinα＝0.8，重力加速度大小为 g。下列说法正确的是（　　） A. 物体向上滑动的距离为 5 Ek 6 mg C. 物体与斜面间的动摩擦因数等于 B. 物体向上滑动时的加速度大小为 2 3 2g 5 D. 物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间 长 16.（2021 高三上·临沂期中）如图所示，倾角为 θ 、半径为 R 的倾斜圆盘，绕过圆心 O 垂直于盘面 的转轴匀速转动。一个质量为 m 的小物块放在圆盘的边缘，恰好随圆盘一起匀速转动。图中 A、B 分别 为小物块转动过程中所经过的最高点和最低点，OC 与 OB 的夹角为 60 ° 摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g，小物块与圆盘间的动摩擦因数 的是（ ） 。小物块与圆盘间的最大静 μ=2 tanθ ，下列说法正确 √ ❑ A. 圆盘转动的角速度大小为 g sin θ R B. 小物块受到的摩擦力始终指向圆心 C. 小物块在 C 点时受到的摩擦力大小为 ❑ √ 3 mgsin θ D. 小物块从 B 运动到 C 的过程，摩擦力做功 1 mgR sin θ 2 17.（2021 高三上·菏泽期中）如图所示，长度均为 L 的三根轻杆构成一个正三角形支架，在 A 处固定质 量为 2 m 的小球，B 处固定质量为 m 的小球，支架悬挂在 O 点可绕过 O 点并与支架所在平面相垂直 的固定轴转动。开始 B 球位于悬点 O 正下方，放手后到连接 A、B 两球的杆第一次水平时，下列说法正 确的是（ ） A. 此时 A 球的速度大小为 √ 4 ( √ 3− )gL 3 ❑ ❑ C. 此过程中 A 球的机械能减少 ( ❑√3−1)mgL B. 此时两球的速度最大 D. 此过程中轻杆对 B 做功 1 mgL 3 18.（2021 高三上·德州期中）某工地上，一架起重机将放在地面的一个箱子吊起，箱子在起重机钢绳的 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 变化关系的图像如图所示，其 中 0~x1 过程的图像为曲线，而 x1~x2 过程的图线为与 x 轴平行的直线，根据图像可知（ ） A. x1~x2 过程中箱子的动能逐渐减小 B. 0~x1 过程中箱子的动能逐渐增大 C. x1~x2 过程中箱子做匀变速直线运动 D. 0~x1 过程中起重机的输出功率一直增大 三、实验探究题 19.（2022 高三上·日照月考）小明同学想用图甲所示的装置验证机械能守恒定律，其中 A、B 是两个锻 炼用的沙袋，用电子秤测出它们的质量 m1=5.5kg，m2=3.5kg。实验步骤如下，请完成填空。 （1）将光电门安装到桌沿上，在沙袋 A 上固定一遮光片，用游标卡尺测出遮光片的宽度 d，如图乙所示， 则 d= mm。 （2）将两沙袋用轻绳连接，跨过大小质量均不计的光滑定滑轮，放手后发现 A 下降、B 上升。 A 从静止开始下降时，