河北下冊機械能守恒定律中考真題匯編解析版

一、第八章機械能守恒定律易錯題培優(yōu)（難）1．如圖所示，一根輕彈簧一端固定于O點，另一端與可視為質(zhì)點的小滑塊連接，把滑塊放在傾角為θ＝30°的固定光滑斜面上的A點，此時彈簧恰好水平。將滑塊從A點由靜止釋放，經(jīng)B點到達位于O點正下方的C點。當滑塊運動到B點時彈簧與斜面垂直，且此時彈簧恰好處于原長。已知OB的距離為L，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，則滑塊由A運動到C的過程中（）A．滑塊的加速度先減小后增大 B．滑塊的速度一直在增大C．滑塊經(jīng)過B點時的速度大于 D．滑塊經(jīng)過C點的速度可能小于【答案】BC【解析】【分析】【詳解】AB．彈簧原長為L，在A點不離開斜面，則在C點不離開斜面，則有從A點滑至C點，設(shè)彈簧與斜面夾角為α（范圍為30°≤α≤90°）；從B點滑至C點，設(shè)彈簧與斜面的夾角為β，則可知下滑過程中加速度一直沿斜面向下且減小，選項A錯誤，B正確；C．從A點滑到B點，由機械能守恒可得解得選項C正確；D．從A點滑到C點，由機械能守恒可得解得選項D錯誤。故選BC。2．某實驗研究小組為探究物體沖上粗糙斜面能達到的最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系，使某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長的斜面向上運動，如圖甲所示，調(diào)節(jié)斜面與水平面的夾角θ，實驗測得x與θ的關(guān)系如圖乙所示，取g＝10m/s2。則由圖可知（）A．物體的初速率v0＝3m/sB．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.8C．圖乙中xmin＝0.36mD．取初始位置所在水平面為重力勢能參考平面，當θ＝37°，物體上滑過程中動能與重力勢能相等時，物體上滑的位移為0.1875m【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A．當時，物體做豎直上拋運動，不受摩擦力作用，根據(jù)可得A正確；B．當時，物體沿水平面做減速運動，根據(jù)動能定理代入數(shù)據(jù)解得B錯誤；C．根據(jù)動能定理整理得因此位移最小值C正確；D．動能與重力勢能相等的位置整理得D錯誤。故選AC。3．在機場和火車站對行李進行安全檢查用的水平傳送帶如圖所示，當行李放在勻速運動的傳送帶上后，傳送帶和行李之間的滑動摩擦力使行李開始運動，隨后它們保持相對靜止，行李隨傳送帶一起勻速通過檢測儀檢查，設(shè)某機場的傳送帶勻速前進的速度為0.4m/s，某行李箱的質(zhì)量為5kg，行李箱與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.2，當旅客把這個行李箱小心地放在傳送帶上的A點，已知傳送帶AB兩點的距離為1.2m,那么在通過安全檢查的過程中，g取10m/s2，則（）．A．開始時行李箱的加速度為0.2m/s2B．行李箱從A點到達B點時間為3.1sC．傳送帶對行李箱做的功為0.4JD．傳送帶上將留下一段摩擦痕跡，該痕跡的長度是0.04m【答案】BCD【解析】【分析】【詳解】行李開始運動時由牛頓第二定律有：μmg=ma，所以得：a="2"m/s2，故A錯誤；物體加速到與傳送帶共速的時間，此時物體的位移：，則物體在剩下的x2=1.2m-0.04m=1.96m內(nèi)做勻速運動，用時間，則行李箱從A點到達B點時間為t=t1+t2="3.1"s，選項B正確；行李最后和傳送帶最終一起勻速運動，根據(jù)動能定理知，傳送帶對行李做的功為：W=mv2="0.4"J，故C正確；在傳送帶上留下的痕跡長度為：，故D正確．故選BCD．4．如圖，滑塊a、b的質(zhì)量均為m，a套在固定豎直桿上，與光滑水平地面相距，b放在地面上．a(chǎn)、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運動，不計摩擦，a、b可視為質(zhì)點，重力加速度大小為，則A．a(chǎn)減少的重力勢能等于b增加的動能B．輕桿對b一直做正功，b的速度一直增大C．當a運動到與豎直墻面夾角為θ時，a、b的瞬時速度之比為tanθD．a(chǎn)落地前，當a的機械能最小時，b對地面的壓力大小為mg【答案】CD【解析】【分析】【詳解】ab構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒，a減少的重力勢能大于b增加的動能．當a落到地面時，b的速度為零，故b先加速后減速．輕桿對b先做正功，后做負功．由于沿桿方向的速度大小相等，則故當a的機械能最小時，b動能最大，此時桿對b作用力為零，故b對地面的壓力大小為mg．綜上分析，CD正確，AB錯誤；故選CD．5．如圖所示，將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的環(huán)，環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上，光滑的輕小定滑輪與直桿的距離為d，桿上的A點與定滑輪等高，桿上的B點在A點下方距離為d處．現(xiàn)將環(huán)從A處由靜止釋放，不計一切摩擦阻力，下列說法正確的是（）A．環(huán)到達B處時，重物上升的高度h=d/2B．小環(huán)在B處的速度時，環(huán)的速度為C．環(huán)從A到B，環(huán)沿著桿下落的速度大小小于重物上升的速度大小D．環(huán)能下降的最大高度為4d/3【答案】BD【解析】【分析】【詳解】A、根據(jù)幾何關(guān)系有，環(huán)從A下滑至B點時，重物上升的高度，故A錯誤；B、C、對B的速度沿繩子方向和垂直于繩子方向分解，在沿繩子方向上的分速度等于重物的速度，有：v環(huán)cos45°=v物，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒定律可得，解得：環(huán)的速度，故B正確．故C錯誤．D、設(shè)環(huán)下滑到最大高度為H時環(huán)和重物的速度均為0，此時重物上升的最大高度為，根據(jù)機械能守恒有，解得：，故D正確．故選BD．【點睛】解決本題的關(guān)鍵要掌握系統(tǒng)機械能守恒，知道環(huán)沿繩子方向的分速度的等于重物的速度．6．如圖甲所示，輕彈簧下端固定在傾角37°的粗糙斜面底端A處，上端連接質(zhì)量5kg的滑塊（視為質(zhì)點），斜面固定在水平面上，彈簧與斜面平行。將滑塊沿斜面拉動到彈簧處于原長位置的O點，由靜止釋放到第一次把彈簧壓縮到最短的過程中，其加速度a隨位移x的變化關(guān)系如圖乙所示，，重力加速度取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列說法正確的是（）A．滑塊在下滑的過程中，滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒B．滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.1C．滑塊下滑過程中的最大速度為m/sD．滑塊在最低點時，彈簧的彈性勢能為10.4J【答案】BC【解析】【分析】【詳解】A．滑塊在下滑的過程中，除重力和彈簧的彈力做功外，還有摩擦力做功，故滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能不守恒，故A錯誤；B．剛釋放瞬間，彈簧的彈力為零，由圖象可知此時加速度為a=5.2m/s2，根據(jù)牛頓第二定律有解得，故B正確；C．當x=0.1m時a=0，則速度最大，此時滑塊受到的合力為零，則有解得，則彈簧彈力與形變量的關(guān)系為當形變量為x=0.1m時，彈簧彈力F=26N，則滑塊克服彈簧彈力做的功為從下滑到速度最大，根據(jù)動能定理有解得m/s，故C正確；D．滑塊滑到最低點時，加速度為，根據(jù)牛頓第二定律可得解得，從下滑到最低點過程中，根據(jù)動能定理有解得Ep=5.2J，故D錯誤。故選BC。7．如圖所示，質(zhì)量為0.1kg的小滑塊（視為質(zhì)點）從足夠長的固定斜面OM下端以20m/s的初速度沿斜面向上運動，小滑塊向上滑行到最高點所用的時間為s，小滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為，取重力加速度大小g=10m/s2，下列說法正確的是（）A．斜面的傾角為60°B．小滑塊上滑過程損失的機械能為5JC．小滑塊上滑的最大高度為10mD．若只減小斜面的傾角，則小滑塊上滑的最大高度可能比原來高【答案】AB【解析】【分析】【詳解】A．物體上滑的加速度為由牛頓第二定律解得選項A正確；B．小滑塊上滑過程損失的機械能為選項B正確；C．小滑塊上滑的最大高度為選項C錯誤；D．根據(jù)動能定理解得則若只減小斜面的傾角θ，則小滑塊上滑的最大高度減小，選項D錯誤。故選AB。8．如圖甲所示，質(zhì)量為0.1kg的小球沿光滑的水平軌道從A沖入豎直放置在水平地面上、半徑為0.9m的圓軌道，小球從A運動到C的過程中其速度的平方與其高度的關(guān)系圖象如圖乙所示．已知小球恰能到達最高點C，運動一周后從A點離開圓軌道，圓軌道粗糙程度處處相同，空氣阻力不計．g取10m/s2，B為AC軌道中點．下列說法正確的是()A．圖乙中x的數(shù)值為9B．小球從從A點離開圓軌道時的動能為1.30JC．小球從A到C合外力對其做的功為-2.75JD．小球從B到C損失了0.475J的機械能【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A.圖乙中的點表示小球到達C點速度的平方為x；小球恰能到達最高點C，則有：，代入數(shù)據(jù)得：x=9，故A正確B.物體從A到C的過程根據(jù)動能定理可知，解得若從C再次運動到A克服摩擦力做功和從A到C一樣，則再次回到A時的動能為，但由于下降過程中的平均阻力小于上升過程中的平均阻力，所以再次回到A點時的動能大于1.30J，故B錯誤C.根據(jù)動能定理可知小球從A到C合外力對其做的功為故C正確D.根據(jù)功能關(guān)系可知小球從A到C損失的機械能為，若摩擦力做功恒定，則從小球從B到C損失了0.475J的機械能，但由于從A到B的平均摩擦力大于從B到C的平均摩擦力，所以從B到C損失的機械能小于0.475J，故D錯誤；9．如圖所示，一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直固定在水平地面上，輕彈簧上端正上方h高度處A點有一個質(zhì)量為m的小球。現(xiàn)讓小球由靜止開始下落，在B點接觸輕彈簧的上端，在C點時小球所受的彈力大小等于重力大小，在D點時小球速度減為零，此后小球向上運動返回到最初點，已知小球在豎直方向上做周期性運動。若輕彈簧儲存的彈性勢能與其形變量x間的關(guān)系為，不計空氣阻力，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．在D點時小球的加速度大小大于重力加速度g的大小B．小球從B點到D點的過程中，其速度和加速度均先增大后減小C．從A點到C點小球重力勢能的減少量等于小球動能的增加量D．小球在D點時彈簧的壓縮量為【答案】AD【解析】【分析】【詳解】A．若小球從B點由靜止釋放，則最低點應該在D′位置且滿足BC=CD′，由對稱可知，在D′點的加速度為向上的g；若小球從A點釋放，則最低點的位置在D點，則D點應該在D′點的下方，則在D點時小球的加速度大小大于在D′點的加速度，即大于重力加速度g的大小，選項A正確；B．小球從B點到D點的過程中，在BC段重力大于彈力，加速度向下且逐漸減小，速度逐漸變大；在CD段，重力小于彈力，加速度向上且逐漸變大，速度逐漸減小，即小球從B點到D點的過程中，加速度先減小后增加，速度先增加后減小，選項B錯誤；C．由能量守恒定律可知，從A點到C點小球重力勢能的減少量等于小球動能的增加量與彈簧的彈性勢能的增加量之和，選項C錯誤；D．由能量關(guān)系可知從A到D滿足解得小球在D點時彈簧的壓縮量為（另一值舍掉）選項D正確。故選AD。10．如圖所示，固定光滑長斜面傾角=37°，下端有一固定擋板。兩小物塊A、B放在斜面上，質(zhì)量均為m，用與斜面平行的輕彈簧連接。一跨過輕小定滑輪的輕繩左端與B相連，右端與水平地面上的電動玩具小車相連。系統(tǒng)靜止時，滑輪左側(cè)輕繩與斜面平行，右側(cè)輕繩豎直，長度為L且繩中無彈力。當小車緩慢向右運動距離時A恰好不離開擋板。已知重力加速度為g，sin37°=0.6，cos37°=0.8.在小車從圖示位置發(fā)生位移過程中，下列說法正確的是（）A．彈簧的勁度系數(shù)為B．拉力對B做功為C．若小車以速度向右勻速運動，位移大小為時B的速率為D．若小車以速度向右勻速運動，拉力對B做的功為【答案】AD【解析】【分析】【詳解】A．初態(tài)，彈簧壓縮量A恰好不離開擋板時，彈簧伸長量，解得選項A正確；B．根據(jù)x1=x2，彈性勢能不變，則小車在位移內(nèi)拉力對B做的功解得選項B錯誤；C．小車位移大小為時滑輪右側(cè)輕繩與豎直方向的夾角為37°，小車速度沿輕繩方向和與輕繩垂直方向分解，則B的速率選項C錯誤；D．小車在位移大小內(nèi)，拉力對B做的功設(shè)為W2，根據(jù)功能原理有選項D正確。故選AD。11．如圖所示，是一個盆式容器，盆內(nèi)側(cè)壁與盆底的連接處都是一段與相切的圓弧，為水平的，其距離，盆邊緣的高度為．在A處放一個質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑．已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的，而盆底面與小物塊間的動摩擦因數(shù)為．小物塊在盆內(nèi)來回滑動，最后停下來，則停的地點到B的距離為（）．A．0.50m B．0.25m C．0.10m D．0【答案】D【解析】【分析】小物塊滑動過程中，重力做功和摩擦阻力做功，全過程應用動能定理可進行求解?！驹斀狻坑尚∥飰K從A點出發(fā)到最后停下來，設(shè)小物塊在BC面上運動的總路程為S，整個過程用動能定理有：所以小物塊在BC面上運動的總路程為而d=0.5m，剛好3個來回，所以最終停在B點，即距離B點為0m。故選D。【點睛】本題對全過程應用動能定理，關(guān)鍵要抓住滑動摩擦力做功與總路程的關(guān)系。12．一物體沿光滑水平面運動時，其速度v隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，則物體A．相同時間內(nèi)速度變化量相同B．相同時間內(nèi)速度變化量越來越小C．相同位移內(nèi)所受外力做功相同D．相同位移內(nèi)所受外力的沖量相同【答案】D【解析】【分析】本題考查速度位移圖像的理解，速度和位移成正比，分析相關(guān)物理量的變化?！驹斀狻坑蓤D得速度和位移成正比，物體不是做勻變速直線運動。AB．隨著位移增大，物體速度均勻增大，所以相同時間內(nèi)物體位移越來越大，速度變化量越來越大，AB錯誤；CD．相同位移速度變化量相同，對同一物體，動量變化量相同，但動能變化量不同，所以所受外力的沖量相同，做功不同，C錯誤，D正確；故選D。13．如圖，在豎直平面內(nèi)有一光滑水平直軌道，與半徑為R的光滑半圓形軌道相切于B點，一質(zhì)量為m（可視為質(zhì)點）的小球從A點通過B點進入半徑為R的半圓，恰好能通過軌道的最高點M，從M點飛出后落在水平面上，不計空氣阻力，則（）A．小球在A點時的速度為B．小球到達B點時對軌道的壓力大小為mgC．小球從B點到達M點的過程中合力的沖量大小為D．小球運動到與圓心等高處對軌道的壓力大小為3mg【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．小球恰好能通過半圓的最高點M，由重力提供向心力，由牛頓第二定律得解得由A到M，由動能定理得解得故A錯誤；B．由A到B，速度不變在B點時，對B點進行受力分析重力提供向心力，由牛頓第二定律得所以由牛頓第三定律得，小球到達B點時對軌道的壓力大小為故B錯誤；C．小球在B點時速度向右，大小為，在M點時，速度向左，大小為，小球從B點到達M點的過程中，取向右為正，合力的沖量為動量的變化故C錯誤；D．小球運動到與圓心等高處時，由動能定理知在那一點，彈力提供向心力由牛頓第三定律得，小球到達B點時對軌道的壓力大小為故D正確；故選：D。14．如圖，一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán)，用一細輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大圓環(huán)上的質(zhì)量為m