高考物理二轮复习 第一板块 力学选择题 锁定9大命题区间 第8讲 巧用“能量观点”解决力学选择题专题练.doc

专题检测（八） 巧用“能量观点”解决力学选择题1如图所示，质量、初速度大小都相同的a、b、c三个小球，在同一水平面上，a球竖直上抛，b球以倾斜角斜向上抛，空气阻力不计，c球沿倾角为的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为ha、hb、hc，则()ahahbhcbhahbhc dhahchb解析：选da球和c球上升到最高点时速度均为零，而b球上升到最高点时仍有水平方向的速度，即仍有动能。对a、c球由机械能守恒得mghmv02，得h。对b球由机械能守恒得mghmvt2mv02，且vt0，所以hahchb，故d正确。2(2018届高三河北五校联考)取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能为重力势能的3倍。不计空气阻力。该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为()a. b.c. d.解析：选b平抛运动过程中，物体的机械能守恒，初始状态时动能为势能的3倍，而落地时势能全部转化成动能，可以知道平抛运动过程初动能与落地瞬间动能之比为34，那么落地时，水平速度与落地速度的比值为2，那么落地时速度与水平方向的夹角为，a、c、d错，b对。3.如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球a，若将小球a从弹簧原长位置由静止释放。小球a能够下降的最大高度为h。若将小球a换为质量为2m的小球b，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球b下降h时的速度为(已知重力加速度为g，且不计空气阻力)()a. b.c. d0解析：选b质量为m的小球a，下降到最大高度h时，速度为零，重力势能转化为弹簧弹性势能，即epmgh，质量为2m的小球下降h时，根据功能关系有2mghep(2m)v2，解得v，选项b正确。4图甲是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，圆弧轨道底部p处安装一个压力传感器，其示数f表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，表示压力f和高度h关系的fh图像如图乙所示，则光滑圆弧轨道的半径r的大小是()a5 m b2 mc0.8 m d2.5 m解析：选a由动能定理得：mghmv2，在最低点，由向心力公式得：fmg，所以fmgh，根据图像可知：重力gmg2 n；光滑圆弧轨道的半径r5 m，故a正确，b、c、d错误。5.(2018届高三武汉调研)如图所示，半径为r、圆心为o的光滑圆环固定在竖直平面内，oc水平，d是圆环最低点。质量为2m的小球a与质量为m的小球b套在圆环上，两球之间用轻杆相连。两球初始位置如图所示，由静止释放，当小球a运动至d点时，小球b的动能为()a.mgr b.mgrc.mgr d.mgr解析：选da、b组成的系统机械能守恒。当a运动到最低点d时，a下降的高度为harrsin 45，b上升的高度为hbrsin 45，则有2mghamghb2mva2mvb2，又vavb，小球b的动能为ekbmvb2mgr，选项d正确。6多选(2017江苏高考)如图所示，三个小球a、b、c的质量均为m，a与b、c间通过铰链用轻杆连接，杆长为l。b、c置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长。现a由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角由60变为120。a、b、c在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则此下降过程中()aa的动能达到最大前，b受到地面的支持力小于mgba的动能最大时，b受到地面的支持力等于mgc弹簧的弹性势能最大时，a的加速度方向竖直向下d弹簧的弹性势能最大值为mgl解析：选ab在a的动能达到最大前，a向下加速运动，此时a处于失重状态，则整个系统对地面的压力小于3mg，即地面对b的支持力小于mg，a项正确；当a的动能最大时，a的加速度为零，这时系统既不失重，也不超重，系统对地面的压力等于3mg，即b受到地面的支持力等于mg，b项正确；当弹簧的弹性势能最大时，a减速运动到最低点，此时a的加速度方向竖直向上，c项错误；由机械能守恒定律可知，弹簧的弹性势能最大值等于a的重力势能的减少量，即为mg(lcos 30lcos 60)mgl，d项错误。7.(2015天津高考)如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为l，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2l(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中()a圆环的机械能守恒b弹簧弹性势能变化了mglc圆环下滑到最大距离时，所受合力为零d圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变解析：选b圆环沿杆下滑的过程中，圆环与弹簧组成的系统动能、弹性势能、重力势能之和守恒，选项a、d错误；弹簧长度为2l时，圆环下落的高度hl，根据机械能守恒定律，弹簧的弹性势能增加了epmghmgl，选项b正确；圆环释放后，圆环向下先做加速运动，后做减速运动，当速度最大时，合力为零，下滑到最大距离时，具有向上的加速度，合力不为零，选项c错误。8.多选如图所示，在倾角为30的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球a和b，两球之间用一根长l0.2 m的轻杆相连，小球b距水平面的高度h0.1 m。斜面底端与水平面之间有一光滑短圆弧相连，两球从静止开始下滑到光滑水平面上，g取10 m/s2。则下列说法中正确的是()a下滑的整个过程中a球机械能守恒b下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒c两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2 m/sd系统下滑的整个过程中b球机械能的增加量为 j解析：选bda、b下滑的整个过程中，杆的弹力对a球做负功，a球机械能减少，选项a错误；a、b两球组成的系统只有重力和系统内弹力做功，系统机械能守恒，选项b正确；对a、b两球组成的系统由机械能守恒定律得mag(hlsin 30)mbgh(mamb)v2，解得v m/s，选项c错误；b球机械能的增加量为epmbv2mbgh j，选项d正确。9.如图所示，长为2l的轻杆上端及其正中央固定两个质量均为m的小球，杆的下端有光滑铰链与水平面相连接，杆原来竖直静止，现让其自由倒下，则a球着地时的速度为()a. b.c. d.解析：选d选a、b球及轻杆整个系统为研究对象，利用机械能守恒定律，且vbva，得mg2lmglmva2m2，解得va。10.多选如图所示，在竖直平面内有一半径为r的圆弧轨道，半径oa水平、ob竖直，一个质量为m的小球自a的正上方p点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点b时恰好对轨道没有压力。已知ap2r，重力加速度为g，则小球从p到b的运动过程中()a重力做功mgr b机械能减少mgrc合外力做功mgr d克服摩擦力做功mgr解析：选ad小球到达b点时，恰好对轨道没有压力，只受重力作用，根据mg得，小球在b点的速度v。小球从p到b的过程中，重力做功wmgr，减少的机械能e减mgrmv2mgr，合外力做功w合mv2mgr，故选项a正确，b、c错误；根据动能定理得，mgrwfmv20，所以wfmgrmv2mgr，故选项d正确。11.多选滑沙是人们喜爱的游乐活动，如图是滑沙场地的一段斜面，其倾角为30，设参加活动的人和滑车总质量为m，人和滑车从距底端高为h处的顶端a沿滑道由静止开始匀加速下滑，加速度为0.4g，人和滑车可视为质点，则从顶端向下滑到底端b的过程中，下列说法正确的是()a人和滑车减少的重力势能全部转化为动能b人和滑车获得的动能为0.8mghc整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2mghd人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh解析：选bc由牛顿第二定律有mgsin 30fma，得f0.1mg，人和滑车受重力、支持力、摩擦力作用，摩擦力做负功，机械能不守恒，a错误；由动能定理得w合0.4mgek，ek0.8mgh，b正确；由功能关系知，摩擦力做功wff0.2mgh，机械能减少0.2mgh，人和滑车克服摩擦力做的功为0.2mgh，c正确、d错误。12(2017江苏高考)如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上。物块质量为m，到小环的距离为l，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为f。小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子p后立刻停止，物块向上摆动。整个过程中，物块在夹子中没有滑动。小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g。下列说法正确的是()a物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2fb小环碰到钉子p时，绳中的张力大于2fc物块上升的最大高度为d速度v不能超过 解析：选d物块受到的摩擦力小于最大静摩擦力，即mg2f。物块向右匀速运动时，物块处于平衡状态，绳子中的张力tmg2f，故a错误。小环碰到钉子时，物块做圆周运动，根据牛顿第二定律和向心力公式有：tmg，tmg，所以绳子中的张力与2f大小关系不确定，b错误。若物块做圆周运动到达的高度低于p点，根据动能定理有mgh0mv2，则最大高度h；若物块做圆周运动到达的高度高于p点，则根据动能定理有mghmv2mv2，则最大高度h，c错误。小环碰到钉子后，物块做圆周运动，在最低点，物块与夹子间的静摩擦力达到最大值，由牛顿第二定律知：2fmg，故最大速度v，d正确。13.(2017全国卷)如图，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.mglc.mgl d.mgl解析：选aqm段绳的质量为mm，未拉起时，qm段绳的重心在qm中点处，与m点距离为l，绳的下端q拉到m点时，qm段绳的重心与m点距离为l，此过程重力做功wgmgmgl，将绳的下端q拉到m点的过程中，由能量守恒定律，可知外力做功wwgmgl，可知a项正确，b、c、d项错误。14多选(2018届高三山西五校联考)图甲、图乙中两传送带与水平面的夹角相同，都以恒定速率v顺时针运动。现将一质量为m的小物体(视为质点)轻放在传送带底端a处，小物体在图甲中传送带上到达传送带顶端b处时恰好与传送带的速率相等；在图乙中传送带上到达离b处竖直高度为h的c处时达到传送带的速率v，已知b处离地面的高度均为h，则在小物体从a到b的过程中()a小物体与图甲中传送带间的动摩擦因数较小b两传送带对小物体做的功相等c两传送带消耗的电能相等d两种情况下因摩擦产生的热量相等解析：选ab根据公式v22ax，可知物体加速度关系a甲a乙，再由牛顿第二定律得mgcos mgsin ma，可知甲乙，故a项正确；传送带对小物体做的功等于小物体机械能的增加量，动能增加量相等，重力势能的增加量也相等，故两图中传送带对小物体做的功相等，故b项正确；因摩擦产生的热量qffx相对，图甲中有q甲ff1x1ff1，ff1mgsin ma1m，乙图中有q乙ff2x2ff2，ff2mgsin ma2m，解得q甲mghmv2，q乙mg(hh)mv2，q甲q乙，故d项错误；根据能量守恒定律，电动机消耗的电能e电等于因摩擦产生的热量q与物体增加的机械能之和，因物体两次从a到b增加的机械能相同，q甲q乙，所以将小物体运至b处，图甲中传送带消耗的电能更多，故c项错误。教师备选题1.如图所示，物块的质量为m，它与水平桌面间的动摩擦因数为。起初，用手按住物块，物块的速度为零，弹簧的伸长量为x。然后放手，当弹簧的长度回到原长时，物块的速度为v。则此过程中弹力所做的功为()a.mv2mgxbmgxmv2c.mv2mgx d以上选项均不对解析：选c设w弹为弹力对物体做的功，因为克服摩擦力做的功为mgx，由动能定理得w弹mgxmv20，得w弹mv2mgx。2.多选(2016全国卷)如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于o点，另一端与小球相连。现将小球从m点由静止释放，它在下降的过程中经过了n点。已知在m、n两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且onmomn。在小球从m点运动到n点的过程中()a弹力对小球先做正功后做负功b有两个时刻小球的加速度等于重力加速度c弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零d小球到达n点时的动能等于其在m、n两点的重力势能差解析：选bcd在m、n两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且onmomn，则小球在m点时弹簧处于压缩状态，在n点时弹簧处于拉伸状态，小球从m点运动到n点的过程中，弹簧长度先缩短，当弹簧与竖直杆垂直时弹簧达到最短，这个过程中弹力对小球做负功，然后弹簧再伸长，弹力对小球开始做正功，当弹簧达到自然伸长状态时，弹力为零，再随着弹簧的伸长弹力对小球做负功，故整个过程中，弹力对小球先做负功，再做正功，后再做负功，选项a错误。在弹簧与杆垂直时及弹簧处于自然伸长状态时，小球加速度等于重力加速度，选项b正确。弹簧与杆垂直时，弹力方向与小球的速度方向垂直，则弹力对小球做功的功率为零，选项c正确。由机械能守恒定律知，在m、n两点弹簧弹性势能相等，在n点动能等于从m点到n点重力势能的减小值，选项d正确。3.如图所示，水平传送带两端点a、b间的距离为l，传送带开始时处于静止状态。把一个小物体放到右端的a点，某人用恒定的水平拉力f使小物体以速度v1匀速滑到左端的b点，拉力f所做的功为w1、功率为p1，这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为q1。随后让传送带以v2的速度匀速运动，此人仍然用相同的恒定的水平力f拉物体，使它以相对传送带为v1的速度匀速从a点滑行到b点，这一过程中，拉力f所做的功为w2、功率为p2，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为q2。下列关系中正确的是()aw1w2，p1p2，q1q2bw1w2，p1q2cw1w2，p1p2，q1q2dw1w2，p1p2，q1q2解析：选b因为两次的拉力和拉力方向的位移不变，由功的概念可知，两次拉力做功相等，所以w1w2，当传送带不动时，物体运动的时间为t1；当传送带以v2的速度匀速运动时，物体运动的时间为t2，所以第二次用的时间短，功率大，即p1q2。4.(2017全国卷)如