2022届高考物理二轮复习专题小卷-机械能守恒定律（含答案）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页2022年高考物理二轮复习专题小卷——机械能守恒定律一、选择题1．（2021·湖南湘潭·一模）质量为的均匀条形铁链在半径的光滑半球体上方保持静止，已知，给一个微小的扰动使之向右沿球面下滑，当端点A滑至处时铁链变为竖直状态且其速度大小为，以所在平面为参考平面，取，则下列关于铁链的说法中正确的是（）A．铁链在初始位置时具有的重力势能为B．铁链在初始位置时其重心高小于C．铁链的端点滑至点时其重心下降约D．铁链的端点滑至处时其速度大小为2．（2021·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室一模）“荡秋千”是小孩常玩的游戏之一、小孩坐在秋千上往复运动的过程中，若空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（）A．小孩运动到最高点时因为瞬时速度为零所以加速度也为零B．小孩在运动过程中做圆周运动，受到重力、弹力和向心力的作用C．小孩在运动过程中处于失重状态，秋千对小孩的作用力小于其所受重力D．小孩在运动过程中只发生动能和势能间相互转化，所以其机械能守恒3．（2022·陕西安康·一模）一轻弹簧下端固定在倾角为30°的粗糙斜面上，上端与质量为m的物块（视为质点）相连，如图甲所示。当弹簧的压缩量为时，释放物块，物块由静止沿斜面向下运动，当弹簧的压缩量为时，物块的速度恰好为0，该过程中，弹簧的弹力F与其形变量的关系图像如图乙所示。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A．该过程物块的重力势能减少了B．该过程弹簧的弹性势能增加了C．弹簧的劲度系数为D．物块与斜面间的动摩擦因数为4．（2022·河南新乡·一模）如图所示，长度为L的竖直轻杆上端连着小球A（视为质点），轻杆的下端用铰链固接在水平地面上的O点，置于同一水平地面上的物体B恰好与A接触。在微小扰动下，轻杆向右倾倒，A、B脱离接触的瞬间，轻杆与地面的夹角为30°，且此时轻杆与A球间无弹力，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。下列说法正确的是（）A．脱离接触的瞬间，A、B的速率之比为1：2B．脱离接触的瞬间，B的速率为C．A落地前瞬间的速率为D．A、B的质量之比为1：45．（2022·山东·模拟预测）如图所示，两根光滑刚性直杆组成垂直“V”形框，其中一杆竖直固定放置。质量均为m的A、B两环分别套在两杆上，用一根轻杆连接。从图示位置由静止释放，当轻杆与水平杆夹角为时，A环的速度为vA，B环速度为vB。不计一切摩擦，重力加速度为g。则（）A．B．框对B环的作用力始终等于2mgC．B环一直加速D．A、B组成的系统机械能守恒6．（2021·云南·昆明一中模拟预测）如图所示，水平地面上放置一质量为M的木箱，长为L的轻杆一端固定在转轴O上，另一端连接一质量为m的可视为质点的小球，开始时杆竖直静止放置，受到微小的扰动后，木箱被小球推着向左运动，木箱和小球分离前某一时刻木箱速度为v，杆和水平方向成a角，不计一切摩擦，重力加速度为g，则（）A．此时小球绕O做圆周运动的角速度为B．此时小球绕O做圆周运动的角速度为C．M和m之比为D．M和m之比为7．（2022·新疆·疏勒县教育局一模）在东京奥运会女子铅球决赛中，中国选手巩立姣投出20.58米获得冠军。某次抛出的铅球在空中运动轨迹如图所示，铅球视为质点，空气阻力不计，用vy、E、Ek、P分别表示铅球的竖直分速度大小、机械能、动能、重力的瞬时功率大小，用t表示球在空中的运动时间，下列图象中可能正确的是（）A．B．C．D．8．（2022·广东·模拟预测）“太空水漂”，术语称“半弹道跳跃式返回”，即在返回器第一次进入大气层一定“深度”后，借助大气层作用力再次升高，其速度会进一步降低，然后再次返回地球。如图，嫦娥五号返回器在距地面高度约120km处，以接近第二宇宙速度（约11.2km/s）高速进入地球大气层外层A点，减速下降至预定高度B点附近（图中B点为AC段的最低点），在大气层作用下向，上跃出大气层，到达最高点D后又开始下降，之后再次进入大气层外层，到达图中E点时速度约为7.9km/s。在降至距地面约10km高度时，打开降落伞完成最后阶段减速并保持姿态稳定，最终平稳着陆在内蒙古四子王旗预设区域（图中F点）。其中A、C、E在同一高度上，高度120km之外空气阻力可忽略不计。返回器质量设为300kg，下列说法正确的是（）A．从A点到E点过程中返回器克服大气层阻力做功约为9.45×109JB．从C点到E点过程中，返回器机械能守恒C．返回器在D点的瞬时加速度为零D．返回器从E点到F点的过程中始终处于失重状态9．（2022·全国·模拟预测）一根轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球可视为质点，从距弹簧上端h处自由下落并压缩弹簧，如图所示，若以小球开始下落的点为x轴正方向起点，设小球从开始下落到压缩弹簧的最大位移为H，不计任何阻力且弹簧均处于弹性限度内；小球下落过程中，下列关于其加速度a、速度v、弹簧的弹力F、弹性势能的图象可能正确的是（）A．B．C．D．10．（2022·广东深圳·模拟预测）如图是检验某种平板承受冲击能力的装置，MN为半径R=0.8m、固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，O为圆心，OP为待检验平板，M、O、P三点在同一水平线上，M的下端与轨道相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同但质量均为m=0.01kg的小钢珠，小钢珠每次都在M点离开弹簧枪。某次发射的小钢珠落到OP上的距O点距离为的Q点。不计空气阻力，取g=10m/s2。则该次发射（）A．小钢珠经过N点时速度的大小为2m/sB．小钢珠沿轨道经过N点时恰好与轨道无作用力C．小钢珠离开弹簧枪时的动能为0.12JD．弹簧释放的弹性势能为0.20J11．（2021·湖南·模拟预测）如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型，如图乙所示。在竖直面内固定的强磁性圆轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点。质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒为F，当质点以速率通过A点时，对轨道的压力为其重力的6倍，不计摩擦和空气阻力，质点质量为m，重力加速度为g，则下列说法错误的是（）A．质点在A点对轨道的压力大于在B点对轨道的压力B．强磁性引力的大小为7mgC．只要质点能做完整的圆周运动，则质点对A、B两点的压力差恒为7mgD．为确保质点做完整的圆周运动，则质点通过B点的最大速率为12．（2022·河北衡水中学模拟预测）不可伸长的轻质细绳一端固定于O点，另一端系一个可视为质点的小球，在O点的正下方钉一颗钉子P，小球从某一高度由静止释放，释放小球时绳子偏离竖直方向的角度及钉子位置分别如下图A、B、C、D所示，已知图中，。当细绳与钉子相碰时，绳最容易断的是（）A． B．C． D．二、实验题13．（2020·广东汕头·一模）用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。把劲度系数为k的轻质弹簧左端固定在水平光滑桌面上，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球在A点，向左推小球压缩弹簧一段距离后小球至C点，由静止释放。用频闪照相机得到小球从C点到B点的照片如图乙所示。已知弹簧的弹性势能，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的弹性伸长量或压缩量，频闪照相机频闪时间间隔为T。（1）若测得C、A间距离为x0，则弹簧被压缩至C点时具有的弹性势能EP=________（2）若测得A、B间距离为x1，小球的质量m，则小球与弹簧分离时的动能EK=_______（3）在误差允许范围内，若满足EP=EK，则可验证系统的机械能守恒定律。由于实际上桌面_____，导致存在系统误差，因此，EP________EK（填“大于”或“小于”）。14．（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O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t，用游标卡尺测出小圆柱的直径d，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l，并测出对应的挡光时间△t；(3)改变摆线的长度，重复步骤(2)，多测几组数据；(4)以悬点到圆柱重心的距离l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k，则当地重力加速度g=_______(用物理量的符号表示)。三、解答题15．（2021·山东临沂·二模）如图，长为L=1.0m的不可伸长轻绳一端系于固定点O，另一端系一质量为m=0.2kg的小球，将小球从O点左侧距与O点等高的A点以一定初速度v0水平向右抛出，经一段时间后绳在O点右下方被拉直，此后小球以O为圆心在竖直平面内转动。已知O、A的距离为LOA=0.6m，绳刚被拉直时与竖直方向的夹角为37°。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。求：（1）小球抛出时的速度大小；（2）小球摆到最低点时，绳对小球的拉力大小。16．（2021·四川南充·二模）如图所示，质量m1=1kg的木板静止在倾角θ=30°足够长的、固定的光滑斜面上，木板下端上表面与半径R=m的固定光滑圆弧轨道在A点相切，圆弧的轨道最高点B与圆心O等高，一质量m2=2kg、可视为质点的小滑块以v0=15m/s的初速度从长木板顶端沿木板滑下，已知滑块和木板之间的动摩擦因数μ=，滑块刚好不从木板上端滑出，重力加速度g=10m/s2，求：（1）滑块离开圆弧轨道B点后上升的最大高度h?（2）木板的长度L?（3）木板沿斜面上滑的最大距离x?17．（2021·广东·模拟预测）如图所示，在竖直平面内固定一倾斜轨道和半径为R=0.5m的光滑半圆轨道BCD，倾斜轨道与水平面间的夹角为θ=37°，下端在B点与半圆轨道相切，O为半圆轨道的圆心，BD为直径。一质量为m=0.4kg的小物块从倾斜轨道上的A点由静止开始下滑，小物块从D点飞出后刚好能垂直击中倾斜轨道。已知小物块与倾斜轨道间的动摩擦因数为μ=0.25，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：(1)小物块运动到D点时的速度大小；(2)小物块从A点运动到B点所用的时间；(3)若小物块通过B点后立即受到一个水平向左、大小为F=3N的外力，要使小物块仍能通过D点，试求A、B两点间的距离应满足的条件（结果保留三位有