（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題二 能量與動(dòng)量 第6講 選擇題對(duì)“機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系”的考查限時(shí)練（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

選擇題對(duì)“機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系”的考查[A組基礎(chǔ)題練熟練快]1.(多選)(2019·甘肅河西五市一模)某娛樂(lè)項(xiàng)目中，參與者拋出一小球去撞擊觸發(fā)器，從而進(jìn)入下一關(guān)．現(xiàn)在將這個(gè)娛樂(lè)項(xiàng)目進(jìn)行簡(jiǎn)化，假設(shè)參與者從觸發(fā)器的正下方以v的速率豎直上拋一小球，小球恰好擊中觸發(fā)器．若參與者仍在剛才的拋出點(diǎn)，沿A、B、C、D四個(gè)不同的光滑軌道分別以速率v拋出小球，如圖所示．則小球能夠擊中觸發(fā)器的可能是()解析：小球以速率v豎直上拋的最大高度為h，到達(dá)最大高度時(shí)速率為0，A選項(xiàng)中，小球還沒(méi)上升到最高點(diǎn)就做斜拋運(yùn)動(dòng)，不能擊中觸發(fā)器，故A錯(cuò)誤；B選項(xiàng)中，小球離開(kāi)斜面后做斜拋運(yùn)動(dòng)，不能擊中觸發(fā)器，故B錯(cuò)誤；C選項(xiàng)中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，小球上升到最高點(diǎn)時(shí)速度剛好等于零，可以擊中觸發(fā)器，故C正確；D選項(xiàng)中，在雙軌中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)到達(dá)最高點(diǎn)的速度可以為零，所以小球可以上升到最高點(diǎn)并擊中觸發(fā)器，故D正確．答案：CD2．(2019·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)以一定的初速度從地面豎直向上拋出一小球，小球上升到最高點(diǎn)之后，又落回到拋出點(diǎn)，假設(shè)小球所受空氣阻力與速度大小成正比，則小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能E隨離地高度h變化關(guān)系可能正確的是()解析：根據(jù)功能關(guān)系得ΔE＝fΔh，得eq\f(ΔE,Δh)＝f＝kv，即E-h圖象切線(xiàn)斜率的絕對(duì)值等于空氣阻力的大?。仙^(guò)程中，速度減小，故E-h圖象的斜率減?。幌陆颠^(guò)程中，速度增大，故E-h圖象的斜率變大；上升過(guò)程中平均阻力大于下降過(guò)程中的平均阻力，故上升過(guò)程中機(jī)械能減小的比下降過(guò)程中機(jī)械能減小的多，故選D.答案：D3．(多選)(2019·湖北天門(mén)等八市聯(lián)考)如圖所示，公園蹦極跳床深受兒童喜愛(ài)．一小孩系好安全帶后靜止時(shí)腳剛好接觸蹦床，將小孩舉高至每根輕質(zhì)彈性繩都處于原長(zhǎng)時(shí)由靜止釋放，對(duì)小孩下落過(guò)程的分析，下列說(shuō)法正確的是()A．小孩一直處于失重狀態(tài)B．彈性繩對(duì)小孩的作用力一直增大C．小孩的加速度一直增大D．小孩的機(jī)械能一直減小解析：由于初始時(shí)刻彈性繩處于原長(zhǎng)，彈力為零，小孩加速度向下，接觸蹦床后，速度會(huì)減小，加速度向上，故小孩先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；隨著小孩的下落，彈性繩伸長(zhǎng)，彈力增大，彈力之間夾角減小，彈性繩合力增大，B項(xiàng)正確；小孩加速下落時(shí)，mg－F彈＝ma，加速度減小，當(dāng)接觸蹦床后，做減速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)蹦＋F彈－mg＝ma，加速度增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于彈性繩和蹦床都會(huì)對(duì)小孩做負(fù)功，所以小孩的機(jī)械能一直減小，D項(xiàng)正確．答案：BD4．(2019·湖南衡陽(yáng)二模)2019年春晚在舞蹈《春?！分欣_(kāi)帷幕．如圖所示，五名領(lǐng)舞者在鋼絲繩的拉動(dòng)下以相同速度緩緩升起，若五名領(lǐng)舞者的質(zhì)量(包括衣服和道具)相等，下面說(shuō)法中正確的是()A．觀眾欣賞表演時(shí)可把領(lǐng)舞者看作質(zhì)點(diǎn)B．2號(hào)和4號(hào)領(lǐng)舞者的重力勢(shì)能相等C．3號(hào)領(lǐng)舞者處于超重狀態(tài)D．她們?cè)谏仙^(guò)程中機(jī)械能守恒解析：觀眾欣賞表演時(shí)，要看動(dòng)作，不能把領(lǐng)舞者看作質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；2號(hào)和4號(hào)領(lǐng)舞者的質(zhì)量相等，高度相同，則重力勢(shì)能相等，故B正確；3號(hào)領(lǐng)舞者緩緩升起，處于平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；她們?cè)谏仙^(guò)程中，鋼絲繩的拉力對(duì)她們做功，所以她們的機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤．答案：B5．(2019·河南鄭州二次預(yù)測(cè))在奧運(yùn)比賽項(xiàng)目中，10m跳臺(tái)跳水是我國(guó)運(yùn)動(dòng)員的強(qiáng)項(xiàng)．某次訓(xùn)練中，質(zhì)量為60kg的跳水運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)自由下落10m后入水，在水中豎直向下減速運(yùn)動(dòng)．設(shè)空中下落時(shí)空氣阻力不計(jì)，水對(duì)他的阻力大小恒為2400N．那么在他入水后下降2.5m的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(取g＝10m/s2)()A．他的加速度大小為40m/s2B．他的動(dòng)量減少了300kg·m/sC．他的動(dòng)能減少了4500JD．他的機(jī)械能減少了4500J解析：根據(jù)牛頓第二定律：f－mg＝ma，代入數(shù)據(jù)解得加速度大小為：a＝30m/s2，故A錯(cuò)誤；自由下落10m后，根據(jù)veq\o\al(2,0)＝2gh，可得運(yùn)動(dòng)員的速度為：v0＝10eq\r(2)m/s，在水中下落2.5m后的速度為：veq\o\al(2,1)－veq\o\al(2,0)＝－2ah′，代入數(shù)據(jù)解得：v1＝5eq\r(2)m/s，他的動(dòng)量減少了：Δp＝mv0－mv1＝300eq\r(2)kg·m/s，故B錯(cuò)誤；減速下降的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的減少量等于克服合力做的功：W合＝(f－mg)h′＝(2400－600)×2.5J＝4500J，故C正確；減速下降的過(guò)程中，機(jī)械能的減少量等于克服阻力做的功為：fh′＝2400×2.5J＝6000J，故D錯(cuò)誤．答案：C6．(2019·金學(xué)導(dǎo)航大聯(lián)考)靜止在粗糙斜面上的物體在沿斜面向上的恒定拉力F作用下沿斜面勻加速上升，在某一時(shí)刻撤去恒力F，空氣阻力不計(jì)，則物體機(jī)械能E隨時(shí)間t變化關(guān)系可能正確的是()解析：物體在拉力作用下勻加速上升時(shí)，拉力和滑動(dòng)摩擦力的合力(F－f)做正功，根據(jù)功能關(guān)系可知物體機(jī)械能增加，即ΔE＝(F－f)×eq\f(1,2)at2，與時(shí)間成二次函數(shù)關(guān)系，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；在撤去拉力后，滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能減少，仍然與時(shí)間成二次函數(shù)關(guān)系，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．答案：D7．(2019·名校學(xué)術(shù)聯(lián)盟押題)如圖所示，物塊P用細(xì)繩吊在天花板上，物塊Q用輕彈簧吊在物塊P下面，用豎直向上的推力推物塊Q，使輕繩的張力剛好為零，保持兩物塊靜止不動(dòng)．現(xiàn)撤去推力F，則在物塊Q向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，(輕繩不會(huì)被拉斷)()A．物塊P受到的合力先減小后增大B．物塊Q的動(dòng)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和不斷增大C．物塊Q減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能D．物塊Q的機(jī)械能不斷減小，轉(zhuǎn)化成了彈簧的彈性勢(shì)能解析：物塊P保持靜止，受到的合力始終為零，故A錯(cuò)誤；在物塊Q向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物塊Q與彈簧組成的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒，物塊Q的動(dòng)能、物塊Q的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和保持不變，物塊Q向下運(yùn)動(dòng)，物塊Q的重力勢(shì)能減小，物塊Q減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能和物塊Q的動(dòng)能，所以物塊Q的動(dòng)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和不斷增大，故B正確，C錯(cuò)誤；開(kāi)始時(shí)輕繩的張力剛好為零，彈簧處于壓縮狀態(tài)，物塊Q向下運(yùn)動(dòng)，彈簧的彈力對(duì)物塊Q先做正功后做負(fù)功，因此物塊Q的機(jī)械能先增大后減小，故D錯(cuò)誤．答案：B[B組中難題目練通抓牢]8．(2019·考試大綱調(diào)研卷10)如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與一質(zhì)量為m、套在光滑豎直固定桿A處的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長(zhǎng)．圓環(huán)從A處由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)B處的速度最大，到達(dá)C處的速度為零，重力加速度為g，則下列說(shuō)法不正確的是()A．由A到C的過(guò)程中，圓環(huán)的加速度先減小后增大B．由A到C的過(guò)程中，圓環(huán)的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和先增大后減少C．由A到B的過(guò)程中，圓環(huán)動(dòng)能的增加量小于重力勢(shì)能的減少量D．在C處時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為mgh解析：圓環(huán)從A處由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)B處的速度最大，到達(dá)C處的速度為零，所以圓環(huán)先做加速運(yùn)動(dòng)，再做減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)B處的速度最大，所以經(jīng)過(guò)B處的加速度為零，所以加速度先減小后增大，故A正確．圓環(huán)的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和守恒，因由A到C的過(guò)程中，彈性勢(shì)能逐漸變大，則圓環(huán)的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和逐漸減少，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．由A到B的過(guò)程中，因圓環(huán)的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和守恒，則彈性勢(shì)能和動(dòng)能增加量之和等于重力勢(shì)能的減小量，則圓環(huán)動(dòng)能的增加量小于重力勢(shì)能的減少量，選項(xiàng)C正確．研究圓環(huán)從A處由靜止開(kāi)始下滑到C過(guò)程，由動(dòng)能定理得：mgh－W彈＝0－0＝0，則W彈＝mgh，故D正確．答案：B9．(2019·湘贛十四校聯(lián)考)如圖，傾角為θ的傳送帶正以速度v0勻速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)將物塊輕放在傳送帶的頂端A點(diǎn)，在物塊向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，關(guān)于物塊的速度v，所受摩擦力的大小f、摩擦力功率的大小P、重力勢(shì)能Ep的圖象一定不正確的是()解析：對(duì)物塊受力分析可知，物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的情況有三種情況：即①一直勻加速運(yùn)動(dòng)；②先勻加速到與傳送帶共速后再以更小的加速度加速；③先勻加速與傳送帶共速后再勻速．重力勢(shì)能與時(shí)間在兩個(gè)階段不可能都是線(xiàn)性關(guān)系，故A錯(cuò)誤．情況③對(duì)應(yīng)的摩擦力先為滑動(dòng)摩擦，后為靜摩擦力，故B正確．情況②對(duì)應(yīng)的摩擦力的功率為P＝fv＝fat可知，C正確．情況③對(duì)應(yīng)的速度時(shí)間圖象即為D，故D正確．本題選不正確的，故選A.答案：A10．(多選)(2019·湖北四地七校聯(lián)考)如圖所示，固定的光滑豎直桿上套一個(gè)滑塊A，與滑塊A連接的細(xì)線(xiàn)繞過(guò)光滑的輕質(zhì)定滑輪連接滑塊B，細(xì)線(xiàn)不可伸長(zhǎng)，滑塊B放在粗糙的固定斜面上，連接滑塊B的細(xì)線(xiàn)和斜面平行，滑塊A從細(xì)線(xiàn)水平位置由靜止釋放(不計(jì)輪軸處的摩擦)，到滑塊A下降到速度最大(A未落地，B未上升至滑輪處)的過(guò)程中()A．滑塊A和滑塊B的加速度大小一直相等B．滑塊A減小的機(jī)械能等于滑塊B增加的機(jī)械能C．滑塊A的速度最大時(shí)，滑塊A的速度大于B的速度D．細(xì)線(xiàn)上張力對(duì)滑塊A做的功等于滑塊A機(jī)械能的變化量解析：兩滑塊與細(xì)線(xiàn)構(gòu)成細(xì)線(xiàn)連接體，沿繩方向的加速度相等，則A的分加速度等于B的加速度，故A錯(cuò)誤；細(xì)線(xiàn)連接體上的一對(duì)拉力做功不損失機(jī)械能，但B受到的斜面摩擦力對(duì)B做負(fù)功，由能量守恒可知滑塊A減小的機(jī)械能等于滑塊B增加的機(jī)械能和摩擦生熱之和，故B錯(cuò)誤；細(xì)線(xiàn)連接體沿細(xì)線(xiàn)的速度相等，則A沿細(xì)線(xiàn)的分速度等于B的運(yùn)動(dòng)速度，如圖所示，即滑塊A的速度大于B的速度，故C正確；對(duì)A受力分析可知，除重力外，只有細(xì)線(xiàn)的張力對(duì)滑塊做功，由功能原理可知，細(xì)線(xiàn)上張力對(duì)滑塊A做的功等于滑塊A機(jī)械能的變化量，故D正確．答案：CD11.(2019·江西南昌一模)如圖所示，物體A、B和輕彈簧靜止豎立在水平地面上，輕彈簧的兩端與兩物體拴接，其勁度系數(shù)為k，重力加速度為g.在物體A上施加一個(gè)豎直向上的恒力，若恒力大小為F0，物體B恰好不會(huì)離開(kāi)地面；若恒力大小為2F0，在物體B剛好離開(kāi)地面時(shí)物體A的速度為eq\r(\f(3F0g,k))，設(shè)整個(gè)過(guò)程中彈簧都處于彈性限度內(nèi)．則物體A與物體B的質(zhì)量比值為()A．2∶1 B．1∶2C．3∶1 D．1∶3解析：開(kāi)始時(shí)彈簧的壓縮量x1＝eq\f(mAg,k)；物體剛好離開(kāi)地面時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x2＝eq\f(mBg,k)；兩次施加力F時(shí)彈簧的彈力做功相同；根據(jù)能量關(guān)系可知：若恒力大小為F0，則Ep＋mAg(x1＋x2)＝F0(x1＋x2)；若恒力大小為2F0，則Ep＋mAg(x1＋x2)＋eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,A)＝2F0(x1＋x2)，其中的vA＝eq\r(\f(3F0g,k))；聯(lián)立解得mA∶mB＝2∶1，故選A.答案：A[C組探究創(chuàng)新從容應(yīng)對(duì)]12．(2019·河南聯(lián)考)如圖所示，跳樓機(jī)是常見(jiàn)的大型機(jī)動(dòng)游樂(lè)設(shè)備．這種設(shè)備的座艙裝在豎直柱子上，由升降機(jī)送至高處后使其自由下落(不計(jì)阻力)，一段時(shí)間后，啟動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，座艙勻減速運(yùn)動(dòng)到地面時(shí)剛好停下．下列說(shuō)法正確的是()A．自由下落階段和制動(dòng)階段乘客機(jī)械能的變化量相等B．自由下落階段和制動(dòng)階段，乘客所受合力的沖量相同C．自由下落階段和制動(dòng)階段，乘客所受重力做的功一定相等D．整個(gè)下落過(guò)程中，乘客的最大速度是全程平均速度的兩倍解析：自由下落階段乘客的機(jī)械能不變，制動(dòng)階段乘客機(jī)械能減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；自由下落階段和制動(dòng)階段，乘客的動(dòng)量變化等大反向，則乘客所受合力的沖量大小相同，方向相反，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；自由下落階段和制動(dòng)階段下降的距離不一定相同，則乘客所受重力做的功不一定相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；整個(gè)下落過(guò)程中，若乘客的最大速度是v，則自由下落階段的平均速度為eq\f(v,2)，制動(dòng)階段的平均速度也是eq\f(v,2)，即最大速度是全程平均速度的兩倍，選項(xiàng)D正確．答案：D13．(2019·山東棗莊期末)某馬戲團(tuán)演員做滑桿表演時(shí)，所用豎直滑桿的上端通過(guò)拉力傳感器固定在支架上，下端懸空，滑桿的質(zhì)量為20kg.從演員在滑桿上端做完動(dòng)作時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，演員先在桿上靜止了0.5s，然后沿桿下滑，3.5s末剛好滑到桿底端，速度恰好為零，整個(gè)過(guò)程演員的vt圖象和傳感器顯示的拉力隨時(shí)間的變化情況分別如圖甲、乙所示，取重力加速度g＝10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是()甲乙A．演員在1.0s時(shí)的加速度大小為2m/s2B．滑桿的長(zhǎng)度為5.25mC．傳感器顯示的最小拉力為420ND．3.5s內(nèi)演員損失的機(jī)械能為2700J解析：由vt圖象可知，演員在1.0s時(shí)的加速度大小a＝eq\f(3－0,1.5－0.