高中物理高考复习2022届高考物理二轮复习练习：6 机械能守恒定律（含答案）

专题6机械能守恒定律专题训练

一、单选题

1.（2022.湖北.武汉东湖新技术开发区教育发展研究院模拟预测）伽利略的理想斜面实验反映了一个重要

事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略不计，自由释放的小球必将准确地运动到它开始释放相同高

度的点，绝不会更高一点，这说明，小球在运动过程中有一个“物理量”是不变的，这个“物理量''是

（）

A.弹力B.速度C.动能D.机械能

2.（2021・湖南•模拟预测）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段都是半径为R的四分之

一圆弧，A、C处切线均沿水平方向，轨道固定在竖直平面内。一质量为机的小球从距离水平地面高为，

的管口。处由静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是（）

A.小球落到地面时相对于A点的水平位移为2JRH-2R2

B.小球落到地面时相对于A点的水平位移为J2RH-4K

C.小球能从细管A端水平抛出的条件是”>2R

D.小球能从细管A端水平抛出的条件是

3.（2022.江苏南通.二模）如图所示，水平轻弹簧一端固定，另一端与滑块连接，当滑块轻放在顺时针转

动的水平传送带上瞬间，弹簧恰好无形变。在滑块向右运动至速度为零的过程中，下列关于滑块的速度

丫、加速度。随时间3滑块的动能反、滑块与弹簧的机械能E随位移x变化的关系图像中，一定错误的

是（）

二、多选题

4.（2022•广东韶关•模拟预测）如图所示，拉力厂将物体沿斜面向下拉，已知拉力大小与摩擦力大小相

等，则下列说法中正确的是（）

A.物体的动能增加B.物体的动能保持不变

C.物体的总机械能增加D.物体的总机械能保持不变

5.（2022•河南洛阳•二模）如图甲，在倾角为。=30。的斜面上放一轻质弹簧，其下端固定，静止时上端位

置在B点。小物块在A点由静止释放，从开始运动的一段时间内的VY图像如图乙所示。小物块在0.8s时

运动到8点，在1.0s时到达C点（图中未标出），在1.3s时到达。点，经过一段时间后又回到B点，且

甲乙

A.小物块从A点运动到。点的过程中，小物块在C点时，弹簧的弹性势能最小

B.小物块从A点运动到。点的过程中，小物块机械能不断减少

C.小物块从。点运动到B点的过程中，加速度不断减小

D.小物块第一次经过8点的加速度值小于第二次经过8点的加速度值

6.（2022・山东•烟台市教育科学研究院一模）如图所示，内壁光滑的圆形细管固定在倾角为。的斜面上,

其半径为R,A、C分别为细管的最高点和最低点，B、。为细管上与圆心。处于同一水平高度的两点，

细管内有一直径稍小于细管内径的质量为，”的小球，小球可视为质点。开始时小球静止在A点，某时刻

对小球施加轻微扰动，使小球自A向8沿着细管开始滑动。以过直线30。的水平面为重力势能的参考平

面，重力加速度为g,下列说法正确的是（）

B.小球自A点到B点的过程中，重力的瞬时功率一直增大

C.小球在C点时的机械能为2〃?gRsin。

D.小球到达。点时，细管对小球的作用力大小为,咫扪+3sin?。

7.（2022・全国•模拟预测）如图，在竖直平面内有光滑轨道438,回、8段是竖直轨道，3c段是半径为

R的半圆弧轨道，8、C均与圆心等高，两个完全相同的小球尸、Q（可视为质点）用一根长为3R的轻杆

连接在一起，套在AB段轨道上，则从。球在B点处由静止释放到两球第一次上升到最高点过程中，下列

说法正确的是（）

A.整个过程中两球与轻杆组成的系统机械能守恒

B.两球第一次上升到最高点时，。球可能位于C处

C.当小球。位于半圆弧轨道最低点时，小球。的速度是小球P速度的2倍

D.当小球产下降的速度为零时，连接小球尸、Q的轻杆与48成30。角

8.（2022・广东•模拟预测）如图所示，滑块2套在光滑的竖直杆上并通过细绳绕过光滑定滑轮连接物块

1,物块1又与一轻质弹簧连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上、开始时用手托住滑块2,使绳子

刚好伸直处于水平位置但无张力，此时弹簧的压缩量为止现将滑块2从A处由静止释放，经过B处的速

度最大，到达C处的速度为零，此时物块1还没有到达滑轮位置。已知滑轮与杆的水平距离为3d,AC间

距离为44,不计滑轮质量、大小及摩擦。下列说法中正确的是（）

〃〃〃〃〃〃/

4dBB

HC

A.滑块2下滑过程中，加速度一直减小

B.滑块2经过B处时的加速度等于零

C.物块1和滑块2的质量之比为3：2

D.若滑块2质量增加一倍，其它条件不变，仍让滑块2由A处从静止滑到C处，滑块2到达C处时，

物块I和滑块2的速度之比为4：5

9.（2022•全国•模拟预测）质量为1kg的物块以某一初速度沿斜面从底端上滑，其重力势能和动能随上滑

距离s的变化如图中直线I、II所示，以斜面底端所在水平面为重力势能的参考面，重力加速度取

A.物块上滑过程中机械能守恒B.物块与斜面间的滑动摩擦力大小为4N

C.物块下滑时加速度的大小为4m/s2D.物块返回到斜面底端时的动能为10J

10.（2022•广东梅州•一模）如图所示，倾角为a的固定斜面下端固定一挡板，一劲度系数为A的轻弹簧下

端固定在挡板上。现将一质量为用的小物块从斜面上离弹簧上端距高为s处，由静止释放，已知物块与

斜面间的动摩擦因数为〃，物块下滑过程中的最大动能为用,“，则小物块从释放到运动至最低点的过程

中，下列说法中正确的是（)

B.物块刚与弹簧接触的瞬间动能最大

C.物块与弹簧接触后运动到最低点的过程中加速度先减小后增大

D.弹簧的最大弹性势能等于整个过程中重力与摩擦力对物块做功之和

11.（2022•广东韶关♦一模）图（a）为某科技兴趣小组制作的重力投石机示意图。支架固定在水平地面

上，轻杆AB可绕支架顶部水平轴00,在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有一石子，8端固定一配

重。某次打靶时，将杆沿逆时针方向转至与竖直方向成。角后由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖

直位置时石子被水平抛出。石子投向正前方竖直放置的靶，打到靶心上方的“6”环处，如图（b）所示。若

要打中靶心的“10”环处，可能实现的途径有（）

B.仅增大配重的质量

C.仅增大投石机到靶的距离

D.仅增大e角

12.（2022・河南•二模）如图所示，光滑斜面倾角6=60。，其底端与竖直平面内半径R的光滑圆弧轨道平滑

对接，位置。为圆弧轨道的最低点。两个质量均为，"的小球A和小环B（均可视为质点）用L=1.5R的

轻杆通过轻质较链相连。B套在固定竖直光滑的长杆上，杆和圆轨道在同一竖直平面内，杆过轨道圆

心，初始时轻杆与斜面垂直。在斜面上由静止释放A,假设在运动过程中两杆不会碰撞，小球通过轨道

连接处时无能量损失（速度大小不变）。重力加速度为g。下列判断正确的是（）

A.刚释放时，小球A的加速度大小为“A=^g

B.小球A由静止释放运动到最低点时，机械能一直减小

C.小球A运动到最低点时的速度大小为h=就弊

D.已知小球A运动到最低点时，小环B的瞬时加速度大小为小则此时小球A受到圆弧轨道的支持力

大小为5.5mg+ma

三、实验题

13.(2020・安徽•模拟预测)图甲为测定当地重力加速度的实验装置，不可伸长的轻摆线一端固连在铅质

小圆柱的上端，另一端固定在。点。将轻绳拉至水平后由静止释放，在小圆柱通过的最低点附近安置一

组光电门，测出小圆柱运动到最低点通过光电门的挡光时间用游标卡尺测出小圆柱的直径比如图乙

所示。忽略空气阻力，实验步骤如下：

(1)小圆柱的直径d=cm；

(2)测出悬点到圆柱中心的距离I,并测出对应的挡光时间4t；

(3)改变摆线的长度，重复步骤(2),多测儿组数据；

(4)以悬点到圆柱重心的距离/为纵坐标，以为横坐标，得到的图象是一条通过坐标原点的直线，

如图丙所示。计算得该图线的斜率为4，则当地重力加速度g=(用物理量的符号表示)。

14.(2022・全国・北大附中一模)某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验.A、B是

质量均为，〃的小物块，C是质量为M的重物，4、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连.在物块B下

放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连.整个实验中弹簧均处

于弹性限度内，重力加速度为g.实验操作如下：a.开始时，系统在一外力作用下保持静止，细绳拉直

但张力为零.现释放C,使其向下运动，当压力传感器示数为零时，速度传感器测出C的速度为

P.b.在实验中保持A、B质量不变，改变C的质量M,多次重复a.

压力传感器速度传感器

回答下列问题：

（1）该实验中，M和机大小关系必需满足Mm（选填“小于”、“等于”或“大于”）

（2）为便于研究速度v与质量用的关系，每次测C的速度时，C已下降的高度应_____（选填“相同”或

“不同”）

2I

（3）根据所测数据，为更直观地验证机械能守恒定律，应作出_____（选填“月加，，、“/_，，、或

（4）根据（3）问的图线，若图线在纵轴上截距为6则弹簧的劲度系数为（用题给的已知量表

示）.

四、解答题

15.（2021・北京•模拟预测）如图所示为竖直放置的四分之一圆弧轨道，O点是其圆心，轨道末端B切线

水平。一小球从轨道顶端A点由静止释放，到达轨道底端经过8点水平飞出，最终落到水平地面上C

点。已知轨道半径R=0.80m,B点距水平地面的高度/?=0.80m,小球质量m=（M0kg,在B点的速度

%=3.0m/s。忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求:

（1）小球落到C点时的速度大小v,

（2）C点与8点之间的水平距离X。

（3）小球克服圆弧轨道阻力做的功叼。

16.（2022.福建漳州.二模）如图，不可伸长的轻绳一端与质量为〃?的小球相连，另一端跨过两等高定滑

轮与物块连接，物块置于左侧滑轮正下方的水平压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为/。现用水平

3

向右恒力尸将小球由最低处拉至轻绳与竖直方向夹角6=37。处，立即撤去凡此时传感装置示数

4

为14相g。已知物块始终没有脱离传感装置，重力加速度为g,不计滑轮的大小和一切摩擦，

sinm37°=0.6,cos370=0.8,求：

（I）撤去尸时小球的速度大小；

（2）小球返回最低处时轻绳的拉力大小；

（3）小球返回最低处时传感装置的示数。

//////力////////////////

17.（2021•湖南湘潭•一模）如图所示，半径R=20m的光滑圆轨道ABC