2022 届高考物理一轮基础提升：机械能及其守恒定律含答案 一、选择题。 1、(多选)物体受到水平推力 F 的作用在粗糙水平面上做直线运动．通过力和速 度传感器监测到推力 F、物体速度 v 随时间 t 变化的规律分别如图甲、乙所示． 取 g＝10 m/s2，则下列说法正确的是(　　) A．物体的质量 m＝0.5 kg B．物体与水平面间的动摩擦因数 μ＝0.4 C．第 2 s 内物体克服摩擦力做的功 W＝2 J D．前 2 s 内推力 F 做功的平均功率＝3 W 2、如图所示，绕过光滑钉子 O 的细绳，两端分别拴有 A、B 两个小球，A 球的 质量是 B 球的 2 倍。现将两球从距地面高度为 h 处由静止释放，若细绳足够长， 细绳的质量、空气的阻力均不计。则 B 球上升到距地面的最大高度为 A.h　　 B. h　　　C. h　　 (　　) 　 D. h 3、如图所示是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施．管道除 D 点右侧水平 部分粗糙外，其余部分均光滑．若挑战者自斜管上足够高的位置滑下，将无能 量损失的连续滑入第一个、第二个圆管轨道 A、B 内部(圆管 A 比圆管 B 高)． 某次一挑战者自斜管上某处滑下，经过第一个圆管轨道 A 内部最高位置时，对 管壁恰好无压力．则这名挑战者(　　) A．经过管道 A 最高点时的机械能大于经过管道 B 最低点时的机械能 B．经过管道 A 最低点时的动能大于经过管道 B 最低点时的动能 C．经过管道 B 最高点时对管外侧壁有压力 D．不能经过管道 B 的最高点 4、如图所示，水平路面上有一辆质量为 M 的汽车，车厢中有一个质量为 m 的 人正用恒力 F 向前推车厢，在车以加速度 a 向前加速行驶距离 L 的过程中，下 列说法正确的是(　　) A．人对车的推力 F 做的功为 FL B．人对车做的功为 maL C．车对人的作用力大小为 ma D．车对人的摩擦力做的功为(F－ma)L 5、(多选)质量为 2 kg 的物体，放在动摩擦因数为 μ＝0.1 的水平面上，在水平 拉力 F 的作用下，由静止开始运动，拉力做的功 W 和物体发生的位移 s 之间的 关系如图所示，重力加速度 g 取 10 m/s2，在物体位移为 9 m 的过程中，下列说 法正确的是(　　) A．物体先做匀加速运动，然后做匀减速运动 B．拉力 F 的平均功率为 6.75 W C．拉力 F 的最大瞬时功率为 15 W D．摩擦力做功为 18 J 6、在下列几种情况下，甲、乙两物体的动能相等的是(　　) A．甲的速度是乙的 2 倍，甲的质量是乙的 B．甲的质量是乙的 2 倍，甲的速度是乙的 C．甲的质量是乙的 4 倍，甲的速度是乙的 D．质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动 7、(双选)如图所示，滑块 a、b 的质量均为 m，a 套在固定竖直杆上，与光滑水 平地面相距 h，b 放在地面上。a、b 通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。 不计摩擦，a、b 可视为质点，重力加速度大小为 g。则(　　) A．a 落地前，轻杆对 b 一直做正功 B．a 落地时速度大小为 C．a 下落过程中，其加速度大小始终不大于 g D．a 落地前，当 a 的机械能最小时，b 对地面的压力大小为 mg 8、如图所示，一质量为 m、长度为 l 的均匀柔软细绳 PQ 竖直悬挂。用外力将 绳的下端 Q 缓慢地竖直向上拉起至 M 点，M 点与绳的上端 P 相距 l。重力加速 度大小为 g。在此过程中，外力做的功为(　　) A．mgl B．mgl C．mgl D．mgl 9、(双选)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O 点为弹簧在 原长时物块的位置，物块由 A 点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动， 最远到达 B 点．在从 A 到 B 的过程中，物块(　　) A．加速度先减小后增大 B．经过 O 点时的速度最大 C．所受弹簧弹力始终做正功 D．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功 10、汽车发动机的额定功率为 P1，它在水平路面上行驶时受到阻力 Ff 大小恒定， 汽车由静止开始做直线运动，最大车速为 v，汽车发动机的输出功率随时间变 化的图象如图所示．下列说法正确的是(　　) A．开始时汽车牵引力恒定，t1 时刻牵引力与阻力大小相等 B．开始时汽车牵引力逐渐增大，t1 时刻牵引力与阻力大小相等 C．开始汽车做匀加速运动，t1 时刻速度达到 v，然后做匀速直线运动 D．开始汽车做匀加速直线运动，t1 时刻后做加速度逐渐减小的直线运动，速度 达到 v 后做匀速直线运动 11、如图所示，一个小球用长为 L 的细线悬于 O 点，将小球向左拉到某一高度， 此时细线与竖直方向的夹角为 θ=53°，由静止释放小球，若小球向右摆动到最 低点时细线断开，小球落在水平地面的 A 点(未画出)；若小球向右摆动到最高 点时细线断开，小球的落地点也在 A 点，不计空气阻力，sin 53°=0.8，则细 线的悬点 O 离水平地面的高度为 (　　) A.1.4L　　B.1.2L C.1.6L D.1.8L 12、如图所示，两个相同的小球 A 与 B 分别用一根轻绳和一根轻弹簧的一端连 接，轻绳和轻弹簧的另一端被悬挂在同一高度．现将两个小球都拉至相同的高 度，此时弹簧长度为原长且与绳长相等．由静止释放两个小球以后，下列说法 正确的是(　　) A．两小球运动到各自的最低点时的速度相同 B．与轻绳连接的小球 A 在最低点时的速度较大 C．在运动过程中，小球 A 的机械能不守恒 D．在运动过程中，小球 B 的机械能不守恒 二、填空含实验题。 13、在“探究功与速度变化的关系”实验中，某同学设计了如图甲所示的实验方 案：使小物块在橡皮筋的作用下沿水平桌面被弹出，第二次、第三次…操作时 分别改用 2 根、3 根…同样的橡皮筋将小物块弹出．测出小物块被弹出时的速度， 然后找到牵引力对小物块做的功与小物块速度的关系． (1)要测得小物块被弹出后的水平速度，需要测量哪些物理量________(填正确答 案标号，g 已知)。 A．小物块的质量 m B．橡皮筋的原长 x C．橡皮筋的伸长量 Δx D．桌面到地面的高度 h E．小物块抛出点到落地点的水平距离 L (2)用测量的物理量表示获得速度大小的表达式____________。 (3)能够实现橡皮筋对小物块做功整数倍变化的是________。 A．增加相同橡皮筋的条数，使小物块每次从同一位置释放 B．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的伸长量依次加倍 C．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的长度依次加倍 D．释放小物块的位置等间距的变化 (4)根据实验数据做出 W－v2 的图象如图乙所示，图线不通过原点的原因是____ ______________________________. 14、利用如图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系．小车的质 量为 M＝200.0 g，钩码的质量为 m＝10.0 g，打点计时器的电源为 50 Hz 的交流 电． (1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推 小车观察到________。 (2)挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图所示．选择某一点为 O，依次每 隔 4 个计时点取一个计数点．用刻度尺量出相邻计数点间的距离 Δx，记录在纸 带上．计算打出各计数点时小车的速度 v，其中打出计数点“1”时小车的速度 v1 ＝________m/s. (3)将钩码的重力视为小车受到的拉力，取 g＝9.80 m/s2，利用 W＝mgΔx 算出 拉力对小车做的功 W.利用 Ek＝Mv2 算出小车动能，并求出动能的变化量 ΔEk.计 算结果见下表． W/×10－3 J ΔEk/×10－3 J 2.45 2.31 2.92 2.73 3.35 3.12 3.81 3.61 4.26 4.00 请根据表中的数据，在下面的方格纸上作出 ΔEk－W 图象． (4)实验结果表明，ΔEk 总是略小于 W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码 重力造成的．用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力 F＝　 ________N。 三、解答题。 15、如图，是游乐场的一项娱乐设备．一环形座舱套装在竖直柱子上，由升降 机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动． 到地面时刚好停下．已知座舱开始下落的高度为 H＝75 m，当落到离地面 h＝ 30 m 的位置时开始制动，座舱均匀减速．在一次娱乐中，某同学把质量 m＝6 kg 的书包放在自己的腿上．(g 取 10 m/s2)，不计座舱与柱子间的摩擦力及空气 阻力． (1)当座舱落到离地面 h1＝60 m 和 h2＝20 m 的位置时，求书包对该同学腿部的压 力各是多大； (2)若环形座舱的质量 M＝4×103 kg，求制动过程中机器输出的平均功率． 16、如图所示，有一倾角为 θ＝37°的粗糙硬杆，其上套一底端固定且劲度系数 为 k＝10 N/m 的轻弹簧，弹簧自然伸长时上端在 Q 点，弹簧与杆间摩擦忽略不 计．一个质量为 m＝5 kg 的小球套在此硬杆上，从 P 点由静止开始滑下，经过 t ＝2 s 后，P 与弹簧自由端 Q 相碰，PQ 间的距离 L＝4 m，弹簧的弹性势能与其 形变量 x 的关系为 Ep＝kx2.已知 sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度 g 取 10 m/s2.求： (1)小球与硬杆之间的滑动摩擦因数 μ； (2)小球向下运动过程中速度最大时弹簧的弹性势能． 17、冬奥会上自由式滑雪是一项极具观赏性的运动。其场地由助滑坡 AB(高度 差为 10 m)、过渡区 BDE(两段半径不同的圆弧平滑连接而成，其中 DE 半径 为 3 m、对应的圆心角为 60°)和跳台 EF(高度可调，取为 h=4 m)等组成，如 图所示，质量 60 kg 的运动员由 A 点静止出发，沿轨道运动到 F 处飞出。运动 员飞出的速度须在 54 km/h 到 68 km/h 之间能在空中完成规定动作，设运动 员借助滑雪杆仅在 AB 段做功，不计摩擦和空气阻力，g 取 10 m/s2，则： (1)为能完成空中动作，则该运动员在 AB 过程中至少做多少功。 (2)为能完成空中动作，在过渡区最低点 D 处，求该运动员受到的最小支持力。 (3)若将该运动员在 AB 段和 EF 段视为匀变速运动，且两段运动时间之比为 tAB∶tEF=3∶1，已知 AB=2EF，则运动员在这两段运动的加速度之比为多少？ 2022 届高考物理一轮基础提升：机械能及其守恒定律含答案 一、选择题。 1、(多选)物体受到水平推力 F 的作用在粗糙水平