高三物理（第01期）好題速遞分項解析匯編 專題05 機械能（含解析）
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專題05 機械能 一、選擇題 A．小物體下降至高度時，彈簧形變量為0 B．小物體下落至高度時，加速度為0 C．小物體從高度下降到，彈簧的彈性勢能增加了 D．小物體從高度下降到，彈簧的最大彈性勢能為 【答案】ABC 在時彈簧的彈力一定是重力的2倍；此時彈簧的壓縮量：，小物體從高度下降到，重力做功：．物體從高度下降到，重力做功等于彈簧的彈性勢能增加，所以小物體從高度下降到，彈簧的彈性勢能增加了，故C錯誤；小物體從高度下降到，重力做功等于彈簧彈性勢能的增大，所以彈簧的最大彈性勢能為：，故D正確。 考點：功能關系 【名師點睛】解決本題的關鍵要根據(jù)圖象的信息分析物體的運動情況，知道物體壓縮彈簧的過程，就可以逐個分析位移和加速度．要注意在壓縮彈簧的過程中，彈力是個變力，加速度是變化的，當速度等于零時，彈簧被壓縮到最短。 2.【廣東省佛山市第一中學2016屆高三第三次模擬考試】如圖甲所示，在傾角為θ的光滑斜面上，有一個質(zhì)量為m的物體在沿斜面方向的力F的作用下由靜止開始運動，物體的機械能E隨位移x的變化關系如圖乙所示。其中0～x1過程的圖線是曲線，x1～x2過程的圖線為平行于x軸的直線，則下列說法中正確的是 A．物體在沿斜面向下運動 B．在0～x1過程中，物體的加速度一直增大 C．在0～x2過程中，物體先減速再勻速 D．在x1～x2過程中，物體的加速度為gsinθ 【答案】ABD 【解析】 考點: 功能關系、牛頓第二定律。 3.【安徽省六安市第一中學2017屆高三上學期第一次月考】庫侖通過實驗研究電荷間的相互作用力與距離、電荷量的關系時，先保持電荷量不變，尋找作用力與電荷間距離的關系；再保持距離不變，尋找作用力與電荷量的關系，這種研究方法被稱為“控制變量法”。下列應用了控制變量法的是實驗是 A．驗證機械能守恒定律 B．探究力的平行四邊形定則 C．探究加速度與力、質(zhì)量的關系 D．探究勻變速直線運動速度隨時間變化的規(guī)律 【答案】C 考點：考查了物理研究方法 【名師點睛】在高中物理學習中，我們會遇到多種不同的物理分析方法，如控制變量法、理想實驗、理想化模型、極限思想等，這些方法對我們理解物理有很大的幫助；故在理解概念和規(guī)律的基礎上，更要注意科學方法的積累與學習 4.【河北定州中學2016-2017學年第一學期高三物理周練試題（一）】如圖所示，質(zhì)量為M 的木塊靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m 的子彈以速度v0 沿水平方向射中木塊并最終留在木塊中與木塊一起以速度v 運動．已知當子彈相對木塊靜止時，木塊前進距離L，子彈進入木塊的深度為L′，木塊對子彈的阻力為F（F 視為恒力），則下列判斷正確的是 A．子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能守恒 B．子彈克服阻力所做的功為 C．系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為 D．子彈對木塊做的功為 【答案】D 【解析】子彈打入木塊，子彈和木塊位移不相等，所以相互作用力對子彈做的功即子彈動能的減少量，與相互作用力對木塊做的功即木塊動能的增加量不相等，因此有內(nèi)能產(chǎn)生，系統(tǒng)機械能不守恒；二者之差即為產(chǎn)生的內(nèi)能。力做的功等于力乘以物體的對地位移。此過程中由于有內(nèi)能產(chǎn)生，子彈和木塊組成的系統(tǒng)機械能不守恒，A錯誤；子彈克服阻力所做的功即阻力所做的功的大小為，B錯誤；根據(jù)能量守恒得，摩擦力與相對位移的乘積等于系統(tǒng)能量的損失，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為，C錯誤；對木塊運用動能定理得，，D正確． 考點：功能轉(zhuǎn)化 【名師點睛】相互作用的過程有沒有內(nèi)能產(chǎn)生，關鍵看兩物體位移是否相等，即兩物體是否有相對位移，如果兩物體位移不相等，有內(nèi)能產(chǎn)生，系統(tǒng)機械能不守恒。產(chǎn)生的內(nèi)能等于力乘以兩物體的相對位移。而力做的功等于力乘以物體的對地位移。 5.【河北定州中學2016-2017學年第一學期高三物理周練試題（一）】如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定有兩個很靠近的同心圓軌道，外圓光滑，內(nèi)圓粗糙．一質(zhì)量為m的小球從軌道的最低點以初速度v0向右運動，球的直徑略小于兩圓間距，球運動的軌道半徑為R，不計空氣阻力．設小球過最低點時重力勢能為零，下列說法正確的是 A．若小球運動到最高點時速度為0，則小球機械能一定不守恒 B．若經(jīng)過足夠長時間，小球最終的機械能可能為 C．若使小球始終做完整的圓周運動，則v0一定不小于 D．若小球第一次運動到最高點時速度大小為0，則v0一定大于 【答案】ACD ，小球在最低點時的最小速度，所以若使小球始終做完整的圓周運動，則一定不小于．故C正確；如果內(nèi)圓光滑，小球在運動過程中不受摩擦力，小球在運動過程中機械能守恒，如果小球運動到最高點時速度為0，由機械能守恒定律得：，小球在最低點時的速度，由于內(nèi)圓粗糙，小球在運動過程中要克服摩擦力做功，則小球在最低點時的速度一定大于，故D正確． 考點：考查了圓周運動，機械能守恒定律 【名師點睛】內(nèi)圓粗糙，小球與內(nèi)圓接觸時要受到摩擦力作用，要克服摩擦力做功，機械能不守恒；外圓光滑，小球與外圓接觸時不受摩擦力作用，只有重力做功，機械能守恒，應用牛頓第二定律與機械能守恒定律分析答題． 6.【河北定州中學2016-2017學年第一學期高四物理周練試題（一）】如圖所示，質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧一端固定于O點，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)，將小球沿桿拉到彈簧水平位置由靜止釋放，小球沿桿下滑，當彈簧位于豎直位置時，小球速度恰好為零，此時小球下降的豎直高度為h，若全過程中彈簧始終處于伸長狀態(tài)且處于彈性限度范圍內(nèi)，下列說法正確的是（ ） A．彈簧與桿垂直時，小球速度最大 B．彈簧與桿垂直時，小球的動能與重力勢能之和最大 C．小球下滑至最低點的過程中，彈簧的彈性勢能增加量小于mgh D．小球下滑至最低點的過程中，彈簧的彈性勢能增加量等于mgh 【答案】BD 考點：機械能守恒定律 【名師點睛】彈簧與桿垂直時，合外力方向沿桿向下，小球繼續(xù)加速，速度沒有達到最大值，運動過程中，只有重力和彈簧彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒，根據(jù)機械能守恒定律分析即可求解。 7.【黑龍江省牡丹江市第一中學2017屆高三上學期開學摸底考試物理試題】如圖甲所示，輕彈簧豎直固定在水平面上，一質(zhì)量為m=0.2kg的小球，從彈簧上端某高度處自由下落，從它接觸彈簧到彈簧壓縮至最短的過程中（彈簧始終在彈性限度內(nèi)），其速度v和彈簧壓縮量△x之間的函數(shù)圖象如圖乙所示，其中A為曲線的最高點，小球和彈簧接觸瞬間機械能損失不計，取g=10m/s2，則下列說法正確的是（ ） A.小球剛接觸彈簧時加速度最大 B.當△x=0.1m時，小球處于失重狀態(tài) C.該彈簧的勁度系數(shù)為20.0N/m D.從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中，小球的機械能一直減小 【答案】CD 考點：考查了牛頓第二定律，機械能 【名師點睛】解答本題要求同學們能正確分析小球的運動情況，能根據(jù)機械能守恒的條件以及牛頓第二定律解題，知道從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中，彈簧彈力一直做增大，彈簧的彈性勢能一直增大 8.【黑龍江省牡丹江市第一中學2017屆高三上學期開學摸底考試物理試題】如圖，小物塊P位于光滑斜面上，斜面Q位于光滑水平地面上，小物塊P從靜止開始沿斜面下滑的過程中（ ） A．斜面靜止不動 B．物塊P的機械能守恒 C．物塊P對斜面的彈力對斜面做正功 D．斜面對物塊P的彈力對P不做功 【答案】C 【解析】斜面體Q在小滑塊P的推動下向右加速，故A錯誤；P與Q物體系統(tǒng)內(nèi)，物體P減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為P與Q的動能，即PQ系統(tǒng)機械能守恒，P的機械能增大，故B錯誤；斜面體Q在小滑塊P的推動下向右加速，動能增加，根據(jù)動能定理可知，物塊P對斜面的彈力對斜面做正功，斜面對物塊P的彈力對P做負功，故C正確，D錯誤； 考點：考查了功能關系；機械能守恒定律． 【名師點睛】本題關鍵是P與Q系統(tǒng)內(nèi)部，只有動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，故系統(tǒng)機械能守恒，而單個物體機械能不守恒；同時系統(tǒng)水平方向動量守恒． 9.【遼寧省葫蘆島市六校協(xié)作體2017屆高三上學期期初考試物理試題】如圖所示，光滑固定的豎直桿上套有小物塊 a，不可伸長的輕質(zhì)細繩通過大小可忽略的定滑輪連接物塊 a 和小物塊 b，虛線 cd 水平．現(xiàn)由靜止釋放兩物塊，物塊 a 從圖示位置上升，并恰好能到達c處．在此過程中，若不計摩擦和空氣阻力，下列說法正確的是( ) A．物塊 a 到達 c 點時加速度為零 B．繩拉力對物塊 a 做的功等于物塊 a 重力勢能的增加量 C．繩拉力對物塊 b先做負功后做正功 D．繩拉力對物塊 b 做的功在數(shù)值上等于物塊 b機械能的減少量 【答案】BD 考點：機械能守恒定律、功能關系． 10.【長興中學2016屆高三全真模擬考試理科綜合物理試卷】某空間區(qū)域的豎直平面內(nèi)存在電場，其中豎直的一條電場線如圖1中虛線所示。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，在電場中從O點由靜止開始沿電場線豎直向下運動。以O為坐標原點，取豎直向下為x軸的正方向，小球的機械能E與位移x的關系如圖2所示，不計空氣阻力。則 A．電場強度大小恒定，方向沿x軸負方向 B．到達x1位置時，小球速度的大小為 C．從O到x1的過程中，相等的位移內(nèi)小球克服電場力做的功相等 D．從O到x1的過程中，小球的速率越來越大，加速度也越來越大 【答案】BD 考點：考查了電場力做功與與物體機械能的變化關系 11.【長興中學2016屆高三全真模擬考試理科綜合物理試卷】如圖所示，一個質(zhì)量為0.4 kg的小物塊從高h＝0.05m的坡面頂端由靜止釋放， 滑到水平臺上，滑行一段距離后，從邊緣O點水平飛出，擊中平臺右下側(cè)擋板上的P點．現(xiàn)以O為原點在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標系，擋板的形狀滿足方程y＝x2－6（單位：m），不計一切摩擦和空氣阻力，g＝10m/s2，則下列說法正確的是 A．小物塊從水平臺上O點飛出的速度大小為1m/s B．小物塊從O點運動到P點的時間為l s C．小物塊剛到P點時速度方向與水平方向夾角的正切值等于5 D．小物塊剛到P點時速度的大小為10 m/s 【答案】AB 考點：考查了平拋運動，動能定理 12.【湖北省襄陽市第五中學2017屆高三上學期開學考試（8月）物理試題】如圖所示，由不同材料拼接成的長直桿CPD，P為兩材料分界點，DP＞CP，現(xiàn)讓直桿以下面兩種情況與水平面成45。一個套在長直桿上的圓環(huán)靜止開始從頂端滑到底端，兩種情況下圓環(huán)經(jīng)過相同的時間滑到P點。則圓環(huán)（ ） A．與桿CP段的動摩擦因數(shù)較大 B．兩次滑到P點的速度一定不相同 C．兩次滑到P點摩擦力做功一定相同 D．到達底端D所用時間較長 【答案】ABD 【解析】第一種情況：從C到P過程，，第二種情況：從D到P過程，，因為DP＞CP，所以μ1＞μ2，即圓環(huán)與直桿CP段的動摩擦因數(shù)大于圓環(huán)與直桿DP段之間的動摩擦因數(shù)，故A正確；由題意可知，小物塊兩次滑動經(jīng)過P點的時間相同，且DP＞CP，因此從D到P的平均速度大于從C到P的平均速度，設從C到P點時速度為v1，從D到P時速度為v2，則根據(jù)勻變速直線運動特點有：，即從D到P點速度大于從C到P點的速度，則得v1＜v2，故B正確；由于不知道動摩擦因數(shù)以及DP和CP的具體關系，所以不能判斷兩次滑到P點摩擦力做功是否相等，故C錯誤；從C到D和從D到C過程中摩擦力做功相等，重力做功相等，根據(jù)動能定理可知，兩次滑動中物塊到達底端速度相等，設圓環(huán)滑到底端的速度大小為v．則第一種情況：從P到D過程，第二種情況：從P到C過程，因為DP＞CP，v1＜v2．所以t1＞t2．則得第一次圓環(huán)到達底端所用時間長．故D正確．故選D。 考點：牛頓第二定律；動能定理 【名師點睛】本題應用牛頓第二定律和運動學、動能定理是解答這類問題的關鍵．應用動能定理時注意正確選擇兩個狀態(tài)，弄清運動過程中外力做功情況，可以不用關心具體的運動細節(jié)。 13.【廣西陸川縣中學2017屆高三8月月考理科綜合物理試題】如圖所示，半徑為R的豎直光滑圓軌道內(nèi)側(cè)底部靜止著一個光滑的小球，現(xiàn)給小球一個沖擊使其在瞬間得到一個水平初速度，若大小不同，則小球能夠上升到的最大高度（距離底部）也不同，下列說法正確的是 A．如果，則小球能夠上升的最大高度為 B．如果，則小球能夠上升的最大高度為R C．如果，則小球能夠上升的最大高度為 D．如果，則小球能夠上升的最大高度為2R 【答案】ABD ，解得 ，所以時，小球不能上升到圓軌道的最高點，會脫離軌道，在最高點的速度不為零；根據(jù)，知最大高度，當時，上升的最大高度為2R．故C錯誤D正確． 考點：考查了機械能守恒定律在圓周運動中的運用 【名師點睛】要判斷在豎直方向圓周運動中哪些位置速度可以等于零，哪些位置速度不可以等于零．要明確最高點臨界速度的求法：重力等于向心力． 14.【湖南省石門縣第一中學2017屆高三8月單元檢測物理試題】如圖所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相連，彈簧處于自然長度時物塊位于O點（圖中未畫出）物塊的質(zhì)量為m，AB=a，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ．現(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點緩慢拉至A點，拉力做的功為W．撤去拉力后物塊由靜止向左運動，經(jīng)O點到達B點時速度減小為零，重力加速度為g．則上述過程中（ ） A．物塊在A點時，彈簧的彈性勢能等于 B．物塊在B點時，彈簧的彈性勢能小于 C.經(jīng)O點時，物體的動能等于 D．物塊動能最大時，彈簧的彈性勢能小于物塊在B點時彈簧的彈性勢能 【答案】B 考點：動能定理 【名師點睛】此題利用反證法得到O點并非AB連線的中點是很巧妙的，此外要求同學對功能關系和動能定理理解透徹。 15.【湖南省石門縣第一中學2017屆高三8月單元檢測物理試題】如圖所示，位于水平面上的物體在斜向上的恒力F1的作用下，做速度為v的勻速運動，此時力F1與水平方向的夾角為θ1；現(xiàn)將該夾角增大到θ2，對應恒力變?yōu)镕2，則以下說法正確的是（ ） A．若物體仍以速度v做勻速運動，則可能有F2=F1 B．若物體仍以速度v做勻速運動，則一定有F2＞F1 C．若物體仍以速度v做勻速運動，則F2的功率可能等于F1的功率 D．若物體以大于v的速度做勻速運動，則F1的功率可能等于F2的功率 【答案】AD 當θ1+θ2+2β=π時，sin（θ1+β）=sin（θ2+β），則F2的大小可能等于F1．故A正確，B錯誤． 因為物體做勻速直線運動，合力為零，則F1 cosθ1=μ（mg-F1sinθ1）；F2 cosθ2=μ（mg-F2sinθ2） 功率P=Fvcosθ，v相等，要使功率相等，則F1 cosθ1=F2 cosθ2，F(xiàn)1sinθ1=F2sinθ2，而θ2＞θ1，不可能同時滿足，所以F2的功率不可能等于F1的功率，故C錯誤；根據(jù)C的分析可知，當物體以大于v的速度做勻速運動時，F(xiàn)1 cosθ1可以大于F2 cosθ2，則F1的功率可能等于F2的功率，故D正確．故選AD。 考點：物體的平衡；功率 【名師點睛】解決本題的關鍵能夠正確地受力分析，運用共點力平衡，結(jié)合功率相等列式求解，注意物體做勻速直線運動，合力為零，拉力的功率大小等于摩擦力功率的大小，難度適中。 16.【湖南省長沙市長郡中學2017屆高三入學考試理科綜合物理試題】如圖所示，梯形物塊靜止與墻角附近的水平面上，現(xiàn)將一小球從圖示位置由靜止釋放，不計一切摩擦，則在小球從釋放至地面的過程中，下列說法正確的是 A、梯形物塊的機械能守恒 B、小球與梯形物塊之間的彈力不做功 C、梯形物塊與小球組成的系統(tǒng)機械能守恒 D、小球重力勢能的減少量等于梯形物塊動能的增加量 【答案】C 考點：考查了功的計算，機械能守恒 【名師點睛】本題關鍵分析清楚物體的運動和能量的轉(zhuǎn)化情況，要明確是小球和梯形物塊組成的系統(tǒng)機械能守恒，而不是單個物體機械能守恒． 17.【湖南省長沙市長郡中學2017屆高三入學考試理科綜合物理試題】如圖所示的電路由電源、電阻箱和電流表組成，電源電動勢E=4V，內(nèi)阻。電流表內(nèi)阻忽略不計，閉合開關，調(diào)節(jié)電阻箱，當電阻箱讀數(shù)分別等于和時，電流表對應的讀數(shù)分別為和，這兩種情況下電源的輸出功率相等，下列說法中正確的是 A、 B、 C、 D、 【答案】AD 【解析】電源的輸出功率，故可得，即，解得，A正確B錯誤；根據(jù)公式，聯(lián)立可得，C錯誤D正確； 考點：考查了電功率的計算 【名師點睛】電阻箱讀數(shù)等于和時，根據(jù)閉合電路歐姆定律列式，而這兩種情況下電源的輸出功率相等，根據(jù)列式，聯(lián)立方程即可求解． 18.【內(nèi)蒙古杭錦后旗奮斗中學2017屆高三上學期入學摸底考試理科綜合】如圖所示，斜面體B靜置于水平桌面上，斜面上各處粗糙程度相同。一質(zhì)量為m的木塊A從斜面底端開始以初速度v0上滑，然后又返回出發(fā)點，此時速度為v，且v
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