高三物理名校试题汇编3-专项06机械能守恒定律(详解)

1、2019 高三物理名校试题汇编 3- 专项 06 机械能守恒定律（详解）【一】单项选择题1. 云南省玉溪一中 2018 届高三第一次月考物理试题 下面四个图象依次分别表示四个物体 a、b、 c、 d的位移、加速度、速度和动能随时间变化的规律。其中哪个物体可能是受到平衡力作用的1.a 解析：物体受到平衡力作用时处于静止或匀速直线运动状态，根据题图，物体a 做的是匀速直线运动， 物体 b 做的是加速度逐渐减小的变速直线运动，物体 c做的是匀减速直线运动，所以选项a 正确， bc错误；物体受到平衡力作用时合外力为零，根据动能定理，其动能不变，所以选项d 错误。此题答案为a。2、安徽省安师大附中201

2、8 届高三第一次摸底考试物理试卷质量为的物体从静止m以 g 的加速度竖直上升h，对该过程以下说法中正确的选项是21 mgh b、物体的机械能减少3 mgha、物体的机械能增加22c、重力对物体做功d、物体的动能增加1mghmgh2，物体的动能增加 112.d 解析 ：设上升h后的速度为v，那么2=2 =mv2vah gh2mgh ，2选项 d 正确；重力对物体做功为w=- mgh，物体的重力势能增加mgh，机械能增加了3 mgh ，2选项 abc错误。3、浙江省温州市十校联合体2018 届高三上学期期初考试物理试题用水平力 f 拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t 1时刻

3、撤去拉力f，物体做匀减速直线运动，到t 2 时刻停止、其速度时间图象如下图，且，假设拉力 f 做的功为w，平均功率为 p；物体克服摩擦阻力f 做的功为 w，平均功率为p ，那么以下选项正确的11f22选项是a、 w1 w2，f 2ff b、w1=w2， f 2ff c、 p1 p2， f2ff d、 p1=p2， f=2ff3.b 解析 ：整个运动过程中，根据动能定理有1- 2=0，所以1= 2，又 1=1/2， 2= 2/2，w ww wp w tp w t所以 p1=p2；根据牛顿第二定律，施加拉力f时，加速度大小 a1= ff f，撤去拉力后加速度m大小2= f f ，因为v-t图象斜率

4、的绝对值表示加速度的大小，根据题图可知a12即 ff faamm f f 可得 f 2ff ，综上分析，此题答案为b。m4. 江苏省南京师大附中2018 届高三下学期模拟冲刺做匀速直线运动的质点，从某时刻起受一恒力作用，那么此时刻以后，该质点的动能不可a、一直增大b、先逐渐减小至零，再逐渐增大c、先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小d、先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大5. 辽宁省五校协作体2018-2018学年度高三上学期初联考物理试题如下图，一个小球质量为 m，静止在光滑的轨道上，现以水平力击打小球，使小球能够通过半径为滑轨道的最高点 c，那么水平力对小球所做的功至少为r的竖直光a、

5、mgrb、 2mgrc、 2. 5mgrd、 3mgr5.c 解析：设小球恰好能通过最高点c时的速度为v，此时水平力对小球所做的功最少记为 w，那么有mv212w 2mgrmv2. 5cmg，联立两式可得r，w= mgr。此题答案为 。26、广东省罗定市2018 届高三下学期三校5 月联考如下图，滑雪运动员沿倾角为30的滑雪道匀速下滑a. 运动员的重力势能逐渐增加b. 运动员的机械能逐渐增加c. 运动员的机械能保持不变d. 运动员的合力不做功6.d 解析：运动员匀速下滑时，其高度逐渐降低，重力势能逐渐减小，动能不变，机械能逐渐减小，选项abc错误；运动员的动能不变，根据动能定理，其合外力不做功

6、，选项d正确。7. 山西省汾阳中学2018 届高三上学期第一次月考物理试题一个高尔夫球静止于平坦的地面上。 在 t =0 时球被击出， 飞行中球的速率与时间的关系如下图。假设不计空气阻力的影响，根据图象提供的信息不可以求出的量是a、球在何时落地 b、人击球时对球做的功c、球可上升的最大高度d、落地时球的速度大小和方向7.b 解析：球被击出后做斜抛运动，在t =2.5s时球运动到最高点，在t =5s 时球落地；根据动能定理， 人击球时对球做的功等于球的机械能的增加，但因为球的质量不知， 所以无法人击球时对球做的功； 小球在竖直方向上做竖直上抛运动，根据题图可知， 小球上升到最高点的时间是 t =

7、2.5s ，根据公式 h= 1gt 2 可求出球可上升的最大高度；根据斜抛运动的对2称性可知，落地时球的速度大小和方向。此题答案为b。8. 辽宁省五校协作体2018-2018学年度高三上学期初联考物理试题如下图， a、 b两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，a放在固定的光滑斜面上，b、c两小球在竖直方向上通过劲度系数为 k 的轻质弹簧相连， c球放在水平地面上。现用手控制住a，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。a的质量为 4m，b、c的质量均为 ，重力加速度为，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状mg态。释放 a后， a 沿斜面下滑至速度最大

8、时c恰好离开地面。以下说法正确的选项是a、斜面倾角 =60b、 a获得最大速度为2 gm5kc、 c刚离开地面时，b 的加速度最大d、从释放a 到 c刚离开地面的过程中，a、b 两小球组成的系统机械能守恒8.b 解析： a、b 两球的速度大小时刻相等，当a 沿斜面下滑至速度最大时，b 球竖42mgsin30 2mg= 12，可得 v= 2gmmg-mg5mv，选项 b 正确；从释放 a 到kk25kc刚离开地面的过程中，弹簧对球b的弹力先做正功后做负功，所以由a、 b两小球组成的系统的机械能先增大后减小，即机械能不守恒，选项d 错误。此题答案为b。9、浙江省温州市十校联合体2018 届高三上学

9、期期初考试物理试题质量为 10kg 的物体，在变力f 作用下沿 x 轴做直线运动，力随坐标x 的变化情况如下图。物体在x=0 处，速度为 1m/s，一切摩擦不计，那么物体运动到x=16m处时，速度大小为a、 2 2m/sb、 3m/sc、 4m/sd. 17m/s9.b 解析 ：根据 f-x 图象与坐标轴围成图形的“面积”求出变力f 即合外力做的功是=40j；设物体运动到x=16m处时的速度大小为v，根据动能定理有=121 2wwmvmv0 ，代入数据，解得 v=3m/s，所以选项 b 正确。2210. 河北省高阳市2018 届高三第二次月考物理试题如下图，质量为m、长度为 l的小车静止在光滑

10、的水平面上。质量为 m的小物块 ( 可视为质点 ) 放在小车的最左端。 现用一水平恒力 f 作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动、物块和小车之间的摩擦力为 ff 。物块滑到小车最右端时，小车运动的距离为s。在这个过程中，以下说法正确的选项是a、物块到达小车最右端时具有的动能为f( l+s )b、物块到达小车最右端时，小车具有的动能为ff sc、物块克服摩擦力所做的功为ff ld、物块和小车增加的机械能为ff s10.b 解析 ：在这个过程中，恒力f 对物块做的功为f s+l ，摩擦力 ff 对物块做的功为-f s+l，根据动能定理，物块到达小车最右端时具有的动能为- f l+s，选

11、项 aff fff s，根据错误；再选取小车为研究对象，对其受力分析，只有摩擦力对其做正功，大小为动能定理可知，选项 b 正确；摩擦力f 对物块做的功为 -fs+l也可表述为物块克服摩擦ff力所做的功为ff s+l ，选项 c错误；物块和小车增加的机械能等于它们具有的动能之和，即 e= f- ff l+s +ff s=f s+l - ff l ，选项 d 错误。点评 ：物块受到的摩擦力与小车受到的摩擦力是一对相互作用力，它们做功的代数和肯定不为零，而是负值，其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即ff l，这代表整个过程中系统通过“摩擦生热”产生的热量，即q=ff l 。对于选项d，也可根据

12、能量守恒定律求解，即在整个运动过程中，外力做的功转化为系统的机械能和内能，所以= s+l-f。e ff l【二】多项选择题11.辽宁省五校协作体2018-2018学年度高三上学期初联考物理试题2018 年伦敦奥运会跳水比赛首先进行的女子单人3 米板比赛中，中国队派出了夺得双人项目金牌的吴敏霞和何姿。最终，吴敏霞以总分414 分摘金。现假设她的质量为m，她进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为，那么在她减速下降高度为h的过程中，以下f说法正确的选项是( g 为当地的重力加速度)a、她的动能减少了fhb、她的重力势能减少了mghc、她的机械能减少了( fmg) hd、她的机械能

13、减少了fh答案为bd。12. 河北省高阳市2018 届高三第二次月考物理试题在 2018 年伦敦奥运会男子米决赛中，牙买加名将博尔特以9 秒 63 的成绩夺得冠军，并打破奥运会纪录、博尔特在比100赛中，主要有起跑加速、 途中匀速和加速冲刺三个阶段， 他的脚与地面间不会发生相对滑动，以下说法正确的选项是a、加速阶段地面对人的摩擦力做正功b、匀速阶段地面对人的摩擦力不做功c、由于人的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还是匀速，地面对人的摩擦力始终不对人做功d、无论加速还是匀速阶段，地面对人的摩擦力始终做负功12.bc 解析： 他的脚与地面间的摩擦力是静摩擦力，该力的作用点并没发生位移，所以地

14、面对人的摩擦力始终不对人做功，选项bc正确。13、浙江省十校联合体2018 届高三上学期期初联考试题从飞机上跳下， 他从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的说法正确的选项是在空军演习中，某空降兵v-t图像如下图， 那么以下a、 0-10s 内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力b、第 10s 末空降兵打开降落伞，此后做匀减速运动至第15s 末c、 10s-15s 空降兵竖直方向的加速度向上，加速度大小在逐渐减小d、 15s 后空降兵保持匀速下降，此过程中机械能守恒。13.ac 解析： 取竖直向下为正方向，0-10s 内空降兵和伞整体加速下降，系统的合力方向向下，所以系统所受重力大于空气阻力，选

15、项a 正确； 10s-15s ，图线斜率取负值，斜率的绝对值逐渐减小，这说明空降兵在竖直方向的加速度向上，加速度大小在逐渐减小，第10s 末空降兵打开降落伞，此后系统做加速度逐渐减小的减速运动至第15s 末，所以选项错误， c 正确； 15s 后空降兵保持匀速下降，其动能不变，但重力势能逐渐减少，所以此过程中机械能不守恒，选项d 错误。此题答案为ac。b14、浙江省温州市十校联合体2018 届高三上学期期初考试物理试题篮球从高处释放，在重力和空气阻力的作用下加速下降过程，正确的选项是a、合力对篮球做的功等于篮球动能的增加量b、重力对篮球做的功等于篮球重力势能的减少量c、篮球重力势能的减少量等于

16、动能的增加量d、篮球克服空气阻力所做的功等于篮球机械能的减少量14.abd 解析： 根据动能定理，选项a 正确；重力对篮球做正功，篮球的重力势能减小，并且重力对篮球做的功等于篮球重力势能的减少量，选项b 正确；因为空气对篮球做负功，篮球的机械能减少， 并且篮球克服空气阻力所做的功等于篮球机械能的减少量，选项 d 正确；因为篮球的机械能不守恒，所以篮球重力势能的减少量不等于动能的增加量，选项c 错误。此题答案为abd。15. 江苏省徐州市 2018 届高三模底考试物理试题 如下图，将一轻弹簧下端固定在倾角为 的粗糙斜面底端， 弹簧处于自然状态时上端位于a点。质量为的物体从斜面上的mb点由静止下滑

17、，与弹簧发生相互作用后，最终停在斜面上。以下说法正确的选项是a、物体最终将停在a 点b、物体第一次反弹后不可能到达b 点c、整个过程中重力势能的减少量大于克服摩擦力做的功d、整个过程中物体的最大动能大于弹簧的最大弹性势能15.bc 解析 ：根据题意，物体与斜面间的动摩擦因数 tan ，物体在ab段运动时恒定律有ekm+mgxsin =epm- ep0 +mgcos ，所以epm=ekm+ep0+mgxsin - mgcos ekm，选项d错误。此题答案为bc。16. 河北省高阳市2018 届高三第二次月考物理试题提高物体例如汽车运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数设阻力与物体运动

18、速率的平方成正比，即 ff =kv2， k 是阻力因数 。当发动机的额定功率为p0 时，物体运动的最大速率为要使物体运动的速率增大到2vm，那么以下办法可行的是vm，如果a、阻力因数不变，使发动机额定功率增大到4p0b、发动机额定功率不变，使阻力因数减小到k4c、阻力因数不变，使发动机额定功率增大到8p0d、发动机额定功率不变，使阻力因数减小到k816.cd 解析：根据题意， 0=m=kv2m=kv3= 0/3m m ，所以m 。如果阻力因数不变，当物p f vvk pvf体运动的速率增大到 2vm时，阻力 ff 1=k 2vm 2=4p0 / vm，发动机的额定功率需要增大到 p=ff 1

19、2vm=8p0，选项 a 错误， c 错误；假设发动机额定功率不变，要使物体运动的速率增大32222k，到 2vm，阻力应为 ff 2=p0/2 vm=kvm /2 vm=kv m /2 ，令 ff 2=k12vm即 kvm /2 =k1 2vm，可得 k1=8k ，选项 b 错误， d正确。此题答案为即应使阻力因数减小到cd。817、河北省五校联盟 2018届高三第一学期调研测试水平传送带在电动机的带动下始终以速度 v 匀速运动。 某时刻在传送带上 a 点处轻轻放上一个质量为m的小物体， 经时间t 小物体的速度与传送带相同，相对传送带的位移大小为x，a 点未到右端，在这段时间内a、小物体相对

20、地面的位移大小为xb、传送带上的a 点对地的位移大小为x2c、由于物体与传送带相互作用产生的热能为mv2d、由于物体与传送带相互作用电动机要多做的功为mv17ad 解析 ：在这段时间内，物体从静止做匀加速直线运动，其相对地面的位移为x1= 1 vt ，传送带或传送带上的a 点相对地面的位移为x2=vt ，物体相对传送带的位移大2小 x=x2- x1= 1 vt ，显然 x1=x，x2=2x，所以选项 a 正确， b 错误；物体与传送带间的滑动摩擦2力做功，将系统的部分机械能转化为系统的内能，摩擦生热q=fx，对物体运用动能定理有fx12= ，所以12，选项 c 错误；在这段时间内，电动机要多做

21、功以各=，又=1212服滑动摩擦力做功，w=fx 2=2fx=mv2，选项 d 正确。18. 河北省邯郸市 2018 届高三上学期 9 月份摸底考试物理试卷、江苏省南师大附中2018 届高三 5 月份模拟考试试卷 质量分别为 m 和 m 的两个物体 a、b，并排静止在水平地12面上，如图甲所示，用同方向水平拉力1、 2 分别作用于物体a和b上，作用一段时间后撤ff去，物体 a、b 各自滑行一段距离后停止。物体 a、b 运动的速度时间图像分别如图乙中图线 a、b 所示，相关数据已在图中标出，m1 m2，以下判断中正确的有一、物体 a、b与地面的动摩擦因数一定相同二、力 f1一定大于力 f2三、力

22、 f1对物体 a所做的功一定小于力f2 对物体 b 所做的功1的最大瞬时功率一定小于力2四、力 ff 的最大瞬时功率18.ac 解析 ：撤去外力后， 两物体均在摩擦力的作用下做匀减速直线运动，由图线可知，表示它们做匀减速运动的两图线平行，这说明加速度相同，又因为，所以物体a、ba= g与地面间的动摩擦因数 相同，选项 a 正确；有外力作用时，由牛顿第二定律f- mg=ma可得a1f1- g ， a2f2- g ，由图线可以看出，12f1f2 ，由于 m1 m2，所=a a，即m1m2m1m2以 1 和2 关系不一定，选项b 错误；根据动能定理，整个运动过程中外力对物体做的功等ff于物体克服摩擦

23、力做的功，从图线的“面积”可以看出，a 的位移 x1 小于 b 的位移 x2，而 m1g m2g，所以 m1gx1 m2gx2，力 f1 对物体 a 所做的功 f1x1 一定小于力f2 对物体 b 所做的功f2x2，选项c 正确；因为f1 与f2 的关系不确定，所以选项d 错误。【三】非选择题19. 浙江省台州中学 2018 届高三 5 月调考试题试题 如下图，在圆柱形房屋天花板中心o点悬挂一根长为l 的细绳， 绳的下端挂一个质量为m的小球，绳能承受的最大拉力为2mg，小球在水平面内做圆周运动，当速度逐渐增大到绳断裂后，小球恰好以速度v2=7gl落到墙脚边。求： 1绳断裂瞬间的速度v1； 2圆

24、柱形房屋的高度h和半径。19. 解析 ：l 小球在绳断前瞬时受力如下图，cos = mg1 ， =60， mgtan60 tm2= mv12， r=lsin ，解得 v1=3gl 。r2 2小球从抛出到落地，根据机械能守恒定律有112+1= 122，可得2mvmghmv2h1= v22v1211l ， h=h1+lcos60 =13l/4 。2g4 小球由平抛至落地的水平射程 x，如下 ，1， 1=1gt2， =22，解得。x=v thrrx2r=3l20、四川省 山市第一中学2018 届高三 9 月份月考物理 某 台玩推箱子的游 。模型 化如下 ，在 摩擦因素 =0.2的水平面 ab上，某人

25、用水平恒力f 推 量为 =1kg 的物体从a点由静止开始做匀加速直 运 ，物体到达b点 撤去，接着又冲上mf光滑斜面 b点前后速度大小不 ，最高能到达c点。用速度 感器 量物体的瞬 速度，并在表格中 了部分 量数据。求：g 取 10m/s2t /s0.00.20.42.22.42.6v/ m?s-10.00.40.83.02.01.0 1恒力 f 的大小；c 2在答 的坐 上 出 的数据点，并作v-t ；f 3求出物体到达交界面上b 点 的速度和 ； 4假 撤去推力f，在 a 物体一个水平向左的初速度bav0，恰能使物体运 到c点，求此初速度v0 的大小。20、解析： 1物体从 a 到 b 的

26、 程中，加速度a1v12m/s2 ，再 合牛 第二t1定律有 f-mg=ma1， 立解得f=4n。 2如下 3当物体在推力f的作用下在a、b 运 ， 通 的 t，通 b点 ab的速度 vb，根据表中提供的数据，在0 2.6s 段内：当物体在水平面上运 ： v =a t ；当物体在斜面上运 到2.6s ：v2.6=v - a 2.6- t ，b1b2其中a2v25m/s2vb=2s；由以上两式可得：=4m/s。t 2， t 4 ab 的位移 x，那么 xvbt4m ， 物体一个初速度 v0 物体恰能运 2到 c点，由于斜面光滑，那么物体通 b点的速度仍 v =4m/s，根据 能定理：bmgx1m

27、vb21mv02 ，解得：22v042m/s5.6m/s21. 安徽省安师大附中2018 届高三第一次摸底考试物理试卷面对能源紧张和环境污染等问题，混合动力汽车应运而生。所谓混合动力汽车，是指拥有两种不同动力源如燃油发动机和电力发动机的汽车，既省油又环保。车辆在起步或低速行驶时可仅靠电力驱动；快速行驶或者需急加速时燃油发动机启动，功率不足时可由电力补充；在制动、下坡、怠速时能将机械能转化为电能储存在电池中备用。假设汽车质量为m，当它在平直路面行驶时，只采用电力驱动，发动机额定功率为p1，能达到的最大速度为v1；汽车行驶在倾角为的斜坡道上时，为获得足够大的驱动力，两种动力同时启动，此时发动机的总

28、额定功率可达 p2。汽车在斜坡上行驶时所受的摩擦阻力是在平直路面上的k 倍(k1) ，重力加速度为g。求汽车在斜坡道上能达到的最大速度。22. 浙江省温州市十校联合体2018 届高三上学期期初考试物理试题如下图，一辆汽车从 a 点开始爬坡，坡与水平面间的夹角为30，在牵引力不变的条件下行驶45m的坡路到达 b 点时，司机立即关掉油门， 以后汽车又向前滑行15m停在 c点，汽车的质量为 5 103kg， 2点时的速率。22. 解析： 汽车从 a到 c的过程中，汽车的发动机牵引力做正功，重力做负功，摩擦力做负功，动能的变化量为零，由动能定理可得wfwgw阻=0，由于g、f 阻，汽车的位移也知道，所

29、以有wf=wg+w阻 =mgh+0.25 mgl=2.25 106j。汽车由 b 到 c的过程中，克服重力做功，克服摩擦力做功，汽车的动能逐渐减小到零，根据动能定理有g阻=012，即12=0.25 mglbc+mglbc sin 30，代入数据可w w2mvb2mvb得 vb=15 m/s。23. 河北省邯郸市2018 届高三上学期9 月份摸底考试如图甲所示， a、b、c、d为固定于竖直平面内的闭合绝缘轨道，ab段、 cd段均为半径 r=1.6m 的半圆， bc、ad段水平，=8m。b、c之间的区域存在水平向右的有界匀强电场，场强=5 105v/m。质量为ad=bcem=4 10-3 kg、带电量 q=+1 10-8 c 的小环套在轨道上。小环与轨道ad段的动摩擦因数为 =1/8 ，与轨道其余部分的摩擦忽略不计。现使小环在 d点获得沿轨道向左的初速度v0=4m/s ，且在沿轨道 a