高考物理复习考查点12 机械能守恒定律和能源.docx
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高考物理复习考查点12机械能守恒定律和能源
考查点12 机械能守恒定律和能源
第1课时 机械能守恒定律的应用
（1）
考点突破
1.（2017·宿迁模拟）如图所示，一根橡皮筋两端固定在A、B两点，橡皮筋处于ACB时恰好为原长状态，将弹丸放在橡皮筋内C处并由C处竖直向下拉至D点释放，C、D两点均在AB连线的中垂线上．橡皮筋的质量忽略不计，不计空气阻力，弹丸由D运动到C的过程中（ ）
第1题图
A．橡皮筋对弹丸的弹力一直在增大
B．橡皮筋对弹丸的弹力始终做正功
C．弹丸的机械能守恒
D．弹丸的动能一直在增大
2．（2017·南通模拟）神舟十一号飞船在椭圆轨道上从远地点P向近地点Q运动的过程中（不计空气阻力）（ ）
第2题图
A．动能减少，机械能减少
B．动能增加，机械能增加
C．动能减少，机械能不变
D．动能增加，机械能不变
3．一个人站在阳台上，以相同的速率v0分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率（ ）
A．上抛球最大B．下抛球最大
C．平抛球最大D．三球一样大
4．质量为m的物体以速度v0离开桌面，不计空气阻力，以A点所在水平面为零势能面，其他数据如图所示，当它经过A点时所具有的机械能是（ ）
第4题图
A.
mv
＋mgh B.
mv
－mgh
C.
mv
＋mg（H－h） D.
mv
5．一个物体从长度是L、高度是h的光滑斜面顶端A由静止开始下滑，如图所示，物体滑到斜面底端B时的速度大小为（ ）
第5题图
A.
B.
C.
D.
6．（2017·扬州模拟）如图所示，m1与m2通过轻质绳连接，m1＜m2，滑轮光滑且质量不计．在m2下降一段距离（不计空气阻力）的过程中，下列说法中正确的是（ ）
第6题图
A．m1的机械能守恒
B．m1的机械能减少
C．m1和m2组成的系统机械能减少
D．m1和m2组成的系统机械能守恒
7．如图所示，质量为m的足球在地面上的位置1被踢出后落到位置3，在空中达到的最高点位置2的离地高度为h.求
（1）足球由位置1运动到位置2时，重力所做的功是多少；足球克服重力所做的功是多少；足球的重力势能增加了多少；
（2）足球由位置2运动到位置3时，重力所做的功是多少；足球重力势能减少了多少．
第7题图
8．AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，下端B与水平直轨道相切．如图所示，一小球自A点由静止开始沿轨道下滑．已知圆轨道半径为R，小球的质量为m，不计各处摩擦．求：
（1）小球运动到B点时的动能；
（2）小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时，所受轨道支持力FNB、FNC各是多大？
第8题图
志在
夺A
1.木块静止挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起摆到一定高度，如图所示，从子弹开始射入到一起上摆到最大高度的过程中，下列说法中正确的是（ ）
第1题图
A．子弹的机械能守恒
B．木块的机械能守恒
C．子弹和木块组成的系统机械能守恒
D．以上说法都不对
2．（2017·徐州模拟）如图所示，竖直放置的四分之一光滑圆弧轨道半径为L，底端切线水平且轨道底端P距水平地面的高度也为L，Q为圆弧轨道上的一点，它与圆心O的连线OQ与竖直方向的夹角为60°，现将一质量为m，可视为质点的小球从Q点由静止释放，取g＝10m/s2，不计空气阻力．求：
（1）小球在P点时的速度大小；
（2）改变小球的释放位置，使小球落地点B到轨道底端P的正下方A的距离为2L，小球从释放到落地的运动过程中，重力做的功．
第2题图
3．（2017·宿迁模拟）如图所示，长度为L的轻质细绳一端固定在O点，另一端拴住一个质量为m的小球，在O点的正下方A点固定一根与竖直面垂直的钉子（细绳在钉子的右侧）．在最低点给小球一水平向右的初速度，使小球恰好能经过圆周运动的最高点．不计一切阻力，重力加速度为g，求：
（1）小球到达最高点的速度v大小；
（2）小球在最低点获得的初速度v0大小；
（3）当小球回到最低点位置时，甲同学认为钉子离小球越近绳子越容易断，而乙同学认为钉子离小球越远绳子越容易断，试通过计算说明你同意谁的观点．
第3题图
第2课时 机械能守恒定律的应用
（2）
考点突破
1.下列说法正确的是（ ）
A．如果物体（或系统）所受到的合外力为零，则机械能一定守恒
B．如果合外力对物体（或系统）做功为零，则机械能一定守恒
C．物体沿光滑曲面自由下滑过程中，机械能一定守恒
D．做匀加速运动的物体，机械能一定不守恒
2．有一物体在做平抛运动，初速度为1m/s，下落的高度为4m，g取10m/s2，则小球的末速度为（ ）
A．9m/sB．8m/sC．7m/sD．6m/s
3．（2017·镇江模拟）2016年11月18日13时59分，“神舟十一号”飞船返回舱开始进入大气层，速度不断增加，最终在阻力的作用下，近似做匀速运动，当距地面十公里左右的高度时，降落伞会打开，为“神舟十一号”减速，在返回舱减速下降阶段（ ）
A．阻力做正功 机械能增加
B．阻力做正功 机械能减少
C．阻力做负功 机械能增加
D．阻力做负功 机械能减少
4．（2017·扬州模拟）如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端接连着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上．在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
第4题图
A．弹簧的弹性势能逐渐减小
B．物体的机械能不变
C．物体的动能逐渐增大
D．弹簧的弹性势能先减小后增大
5．如图所示，质量为m的物体静止在水平地面上，物体上面连接一轻弹簧，用手拉着弹簧上端将物体缓慢提高h的距离．若不计物体运动速度的改变，则物体重力势能的变化ΔEp和手的拉力做的功W分别是（ ）
第5题图
A．ΔEp＝mgh，W＝mgh
B．ΔEp＝mgh，W>mgh
C．ΔEp>mgh，W＝mgh
D．ΔEp>mgh，W>mgh
6．运动员比赛中采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心，如图所示．设运动员的质量为m，在起跑时前进的距离s内，重心升高h，获得的速度为v，阻力做功为W阻，则在此过程中（ ）
第6题图
A．运动员的机械能增加了
mv2
B．运动员的机械能增加了mgh
C．运动员的重力做功为W重＝mgh
D．运动员自身做功W人＝
mv2＋mgh－W阻
7．一质量为m的小球被长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平恒力F作用下，从平衡位置P点移动到Q点，如图所示，则小球机械能的增量是________．
第7题图
8．如图所示，AB是半径为R的
光滑圆弧轨道，B点的切线在水平方向，且B点离水平地面高为h，有一物体（可视为质点）从A点由静止开始滑下，到达B点时，对轨道的压力为其所受重力的3倍（重力加速度为g，不计空气阻力）求：
（1）物体运动到B点时的速度；
（2）物体到达B点时的加速度大小a1及刚离开B点时的加速度大小a2；
（3）物体落地点的速度大小．
第8题图
志在夺A
1.如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖直放置在水平面上，其正上方A位置处有一个小球，小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零．关于小球下降阶段，下列说法中不正确的是（ ）
第1题图
A．在B位置小球动能最大
B．在C位置小球动能最大
C．从A→C的过程中，小球重力势能的减少量大于小球动能的增加量
D．从A→D的过程中，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
2．如图所示，装置中AB段、BC末端均水平，高度差为h＝0.1m，DEN是半径为r＝0.4m的半圆形轨道，其直径DN沿竖直方向，N点与水平地面的高度差为H＝1m，C位于DN竖直线上，C、D间的距离恰能让小球自由通过．在左端竖直墙上固定一轻质弹簧，现有一可视为质点、质量m＝0.2kg的小球，压缩轻质弹簧至A点后由静止释放（小球和弹簧之间不固定，在到达B点前与弹簧已脱离），小球到达C点时速度为vC＝2m/s，恰好沿DEN轨道滑下从N点水平飞出落到水平地面上．所有轨道均光滑，取g＝10m/s2.求：
（1）开始时压缩的弹簧所具有的弹性势能；
（2）小球到达N点时对N点的压力大小；
（3）小球落地时与N点的水平距离．
第2题图
3．滑板运动是一种陆地上的“冲浪运动”，滑板运动员可在不同的滑坡上滑行，做出各种动作，给人以美的享受．如图是模拟的滑板组合滑行轨道，该轨道由足够长的斜直轨道、半径R1＝1m的凹形圆弧轨道和半径R2＝1.6m的凸形圆弧轨道组成，这三部分轨道处于同一竖直平面内且依次平滑连接，其中M点为凹形圆弧轨道的最低点，N点为凸形圆弧轨道的最高点，凸形圆弧轨道的圆心O点与M点处在同一水平面上，一质量为m＝1kg可看作质点的滑板，从斜直轨道上的P点无初速滑下，经过M点滑向N点，P点距M点所在水平面的高度h＝1.8m，不计一切阻力，g取10m/s2.
第3题图
（1）滑板滑到M点时的速度多大；
（2）滑板滑到M点时，轨道对滑板的支持力多大；
（3）改变滑板无初速下滑时距M点所在水平面的高度h，用压力传感器测出滑板滑至N点时对轨道的压力大小FN，试通过计算在方格纸上作出FN－h图象．
第3课时 机械能守恒定律的应用（3）
考点突破
1.（2017·宿迁模拟）里约奥运会女子10m跳台决赛中，15岁的中国小将任茜勇夺冠军，任茜在空中完成高难度翻转动作后入水，则她在水中下降的过程中（ ）
A．机械能守恒B．重力势能增加
C．机械能减少D．能量正在消失
2．关于能量和能源，下列说法中正确的是（ ）
A．能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加
B．能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少
C．能量在转化和转移过程中总量保持不变，故节约能源没有必要
D．能量的转化和转移具有方向性，且现有可利用的能源有限，故必须节约能源
3．能量守恒定律的建立是人类认识自然的一次重大飞跃，它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一．下列说法中正确的是（ ）
A．因为能量是守恒的，所以不需要节能能源
B．因为能量是守恒的，所以不可能发生能源危机
C．不同形式的能量之间可以相互转化
D．能量可以被消灭，也可以被创生
4．（2017·扬州模拟）在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．实验中必须用天平测出重物的质量
B．实验中必须用秒表测出重物下落的时间
C．实验中选用重物的体积越大实验误差一定越小
D．实验中应选用最初两点间距离接近2mm的纸带进行数据处理
5．冲击钻是一种打孔的工具，工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔（如图所示），冲击钻在工作的过程中（ ）
第5题图
A．有电能、机械能和内能的转化
B．只有电能和机械能的转化
C．只有电能和内能的转化
D．只有机械能和内能的转化
6．（2017·无锡模拟）如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置．关于这一实验，下列说法中正确的是（ ）
第6题图
A．打点计时器应接直流电源
B．应先释放纸带，后接通电源打点
C．需使用秒表测出重物下落的时间
D．测出纸带上两点迹间的距离，可知重物相应的下落高度
7．（2017·盐城模拟）用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验中，为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是（ ）
A．选用塑料材质的重物
B．将纸带安装在复写纸的上方
C．释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直
D．重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直
8．在“验证机械能守恒定律”实验中，纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中最合适的是（ ）
B）
C）
D）
9．在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）下列器材中不必要的是________（只需填字母代号）．
A．重物B．纸带C．天平D．刻度尺
（2）由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样会导致实验结果mgh________
mv2（选填“<”或“>”）．
（3）实验中，可描点作出
v2－h的图象，当直线的斜率接近________时，可验证重物在下落过程中机械能守恒．
10．某同学利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，在本实验中：
（1）现有器材：
打点计时器、学生电源、铁架台（包括铁夹）、纸带、附夹子的重锤、刻度尺、秒表、导线若干，其中此实验不需要使用的器材是________．
（2）若实验中所用重锤的质量m＝0.2kg，打点计时器所用电源的频率为50Hz，正确操作得到的纸带如图乙所示，O点对应重锤开始下落的时刻，另选连续的三个计时点A、B、C作为测量的点，图中的数据分别为计时点A、B、C到起始点O的距离，取重力加速度g＝9.8m/s2，则从初始位置O到打下计时点B的过程中，重锤的重力势能的减少量为________J，打B点时重锤的动能为________J．（结果均取两位有效数字）
甲）
乙）
第10题图
志在夺A
1．为探究物体在下落过程中机械能是否守恒，某同学采用的实验装置如图所示．其设计方案如下：
让质量为m、边长为d的立方体小铁块从开始端自由下落，开始端至光电门的高度差为h，则此过程中小铁块重力势能的减少量为________；测出小铁块通过光电门时
的时间为t，则小铁块通过光电门时的速度大小为________，此过程中小铁块动能增加量为________；比较重力势能的减少量和动能增加量之间的关系可得出此过程中机械能是否守恒．（已知当地重力加速度大小为g）
第1题图
2．（2017·连云港模拟）在验证机械能守恒的实验中，某同学利用图甲中器材进行实验，正确地完成实验操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示．在实验数据处理中，某同学取A、B两点来验证实验．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，g取9.8m/s2，图中测量结果记录在下面的表格中.
项目
x1/cm
A点瞬时
速度/
（m·s－1）
x2/cm
B点瞬时
速度/
（m·s－1）
AB两点间
距离/cm
数据
3.92
0.98
12.80
________
50.00
甲
乙
第2题图
（1）观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在纸带的________（选填“左”或“右”）端．
（2）将表格中未填项目填写完整．
（3）若重物和夹子总质量为0.6kg，则由A到B过程中，其重力势能的减少量为________J.
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