2020届高三高考物理二轮综合提高复习：机械能守恒和功能关系

一、单选题

1. 难度：中等

小球从一定高度处由静止下落，与地面碰撞后回到原高度再次下落，重复上述运动，取小球的落地点为原点建立坐标系，竖直向上为正方向，下列速度和位置的关系图象中，能描述该过程的是（  ）

A. B.

C. D.

2. 难度：简单

如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一质量为m的物体．物体在A处时，弹簧处于原长状态．第一次用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体恰好自然分开．第二次在A处静止释放物体，物体到达B处时的速度为v，不考虑空气阻力．物体从A到B的过程中，下列说法正确的是

A.第二次物体在B处的加速度大小等于重力加速度g

B.两个过程中弹簧和物体组成的系统机械能都守恒

C.第一次物体克服手的作用力做的功为

D.两个过程中弹簧的弹性势能增加量都等于物体重力势能的减少量

3. 难度：中等

如图所示的等边三角形框架用三根轻杆制成，边长为L，在其中两个顶点处各固定一个小球A和B，质量分别为2m和m现将三角形框架的第三个顶点悬挂在天花板上O点，有一水平力F作用在小球A上，使OB杆恰好静止于竖直方向，不计一切摩擦，将力F撤去，框架绕O点自由转动，则(　　)

A.力F撤去前，AB杆的拉力为零 B.力F撤去前，AB杆的拉力不为零

C.撤去F后A球运动到最低点时的速度大小为v＝ D.撤去F后A球运动到最低点时的速度大小为v＝

4. 难度：简单

滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿AB下滑过程中(   )

A.所受合外力始终为零 B.所受摩擦力大小不变

C.合外力做功一定为零 D.机械能始终保持不变

5. 难度：中等

如图，固定在地面的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图。斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r。现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦。则在各小球运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 只有球6在OA段机械能增大

B. 全过程中球1的机械能减少

C. 球1的水平射程最小

D. 六个球落地点各不相同

二、多选题

6. 难度：中等

从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E_总等于动能E_k与重力势能E_p之和．取地面为重力势能零点，该物体的E_总和E_p随它离开地面的高度h的变化如图所示．重力加速度取10 m/s²．由图中数据可得

A.物体的质量为2 kg

B.h=0时，物体的速率为20 m/s

C.h=2 m时，物体的动能E_k=40 J

D.从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J

7. 难度：简单

如图所示，一轻质弹簧一端固定在水平面上通过O点的转轴上，另一端与一质量为m的小环相连．环可以沿与水平方向成30°的光滑固定杆下滑，已知弹簧原长为L．现让环从O点的正上方距O点为L的A点由静止开始下滑，环刚好滑到与O点处于同一水平面上的B点时速度变为零．则小环在从A点下滑到B点的过程中

A.小环的机械能守恒

B.弹簧的弹性势能一直变大

C.弹簧的最大弹性势能为mgL

D.除A、B两点外，弹簧弹力做功的瞬时功率为零还有两处

8. 难度：困难

如图所示，在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面CD平滑连接在一起，斜面足够长．在圆弧轨道上静止着N个半径为r（r << R）的光滑小球（小球无明显形变），小球恰好将圆弧轨道铺满，从最高点A到最低点B依次标记为1、2、3……N．现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走，N个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，下列说法正确的是(   )

A.N个小球在运动过程中始终不会散开

B.第1个小球从A到B过程中机械能守恒

C.第1个小球到达B点前第N个小球做匀加速运动

D.第1个小球到达最低点的速度

9. 难度：困难

如图所示，在距水平地面高为0.4 m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量m=2kg的小球A半径R=0.3 m的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B，用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看作质点，且不计滑轮大小的影响。现给小球A一个水平向右的恒力F=50N。(重力加速度g=10m/s²)则(  )

A.把小球B从地面拉到P的正下方时力F做功为20J

B.小球B运动到C处时的速度大小为0

C.小球B被拉到与小球A速度大小相等时，sin ∠OPB=

D.把小球B从地面拉到P的正下方时，小球B的机械能增加了6J

三、解答题

10. 难度：中等

我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如图1­所示，质量m＝60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a＝3.6 m/s²匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度v_B＝24 m/s，A与B的竖直高度差H＝48 m．为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧．助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h＝5 m，运动员在B、C间运动时阻力做功W＝－1530 J，g取10  m/s².

(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力F_f的大小；

(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大？

11. 难度：中等

如图所示，水平传送带A、B两轮间的距离L=40 m，离地面的高度H＝3.2 m，传送带以恒定的速率v₀＝2 m/s向右匀速运动．两个完全一样的小滑块P、Q中间夹有一根轻质弹簧（弹簧与P、Q不栓接），用一轻绳把两滑块拉至最近（弹簧始终处于弹性限度内），使弹簧处于最大压缩状态．现将P、Q轻放在传送带的最左端，P、Q一起从静止开始运动，t₁＝4 s时轻绳突然断开，很短时间内弹簧伸长至本身的自然长度（不考虑弹簧的长度的影响），此时滑块P速度反向，滑块Q的速度大小刚好是P的速度大小的两倍．已知小滑块的质量均为m＝0.2 kg，小滑块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g＝10 m/s²．求：

（1）弹簧处于最大压缩状态时的弹性势能；

（2）两滑块落地的时间差；

（3）两滑块在传送带上运动的全过程中由于摩擦产生的热量．