（浙江专用）2019版高考物理大二轮复习优选习题 专题二 能量与动量 提升训练8 机械能守恒和能量守恒定律.doc

提升训练8机械能守恒和能量守恒定律1.海洋能是一种蕴藏量极大的可再生能源,具有广阔的应用前景。下列能源不属于海洋能的是()a.潮汐能b.波浪能c.太阳能d.海流能2.如图所示,具有一定初速度的物块,沿倾角为30的粗糙斜面向上运动的过程中,受一个恒定的沿斜面向上的拉力f作用,这时物块的加速度大小为4 m/s2,方向沿斜面向下,那么,在物块向上运动的过程中,下列说法正确的是()a.物块的机械能一定增加b.物块的机械能一定减小c.物块的机械能可能不变d.无法确定3.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)。在阳光的照射下,小电扇快速转动,能给炎热的夏季带来一丝凉爽。该装置的能量转化情况是()a.太阳能电能机械能b.太阳能机械能电能c.电能太阳能机械能d.机械能太阳能电能4.物体做自由落体运动,ek表示动能,ep表示势能,h表示下落的距离,以水平地面为零势能面,下列所示图象中,能正确反映各物理量之间的关系的是()5.如图所示,竖直放置的等螺距螺线管高为h,该螺线管是用长为l的硬质直管(内径远小于h)弯制而成。一光滑小球从上端管口由静止释放,关于小球的运动,下列说法正确的是()a.小球到达下端管口时的速度大小与l有关b.小球到达下端管口时重力的功率为mg2ghc.小球到达下端的时间为2l2ghd.小球在运动过程中受管道的作用力大小不变6.如图所示,一个人把质量为m的石块,从距地面高为h处,以初速度v0斜向上抛出。以水平地面为参考平面,不计空气阻力,重力加速度为g,则()a.石块离开手的时刻机械能为12mv02b.石块刚落地的时刻动能为mghc.人对石块做的功是12mv02+mghd.人对石块做的功是12mv027.如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从a点冲上倾角为30的固定斜面,其运动的加速度为23g,此物体在斜面上上升的最大高度为h,则在这个过程中物体()a.重力势能增加了12mghb.动能损失了mghc.克服摩擦力做功16mghd.机械能损失13mgh8.2016年巴西里约奥运会上,中国选手邓薇以262 kg(抓举115 kg,挺举147 kg)的总成绩打破奥运会纪录、世界纪录。某次抓举,在杠铃被举高的整个过程中,不计空气阻力,下列说法正确的是()a.杠铃的动能一直增大b.杠铃的重力势能一直增大c.杠铃的机械能守恒d.杠铃一直处于超重状态9.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力f随时间t变化的图象如图乙所示,则()a.t1时刻小球动能最大b.t2时刻小球动能最大c.t2t3时间内,小球的动能先增大后减小d.t2t3时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能10.我们的课本上曾有一个小实验,课本截图如下。实验时,某同学把小纸帽压到桌面上,从放手到小纸帽刚脱离弹簧的运动过程中,不计空气及摩擦阻力,下列说法正确的是()a.小纸帽的机械能守恒b.小纸帽刚脱离弹簧时动能最大c.小纸帽在最低点所受的弹力等于重力d.在某一阶段内,小纸帽的动能减小而小纸帽的机械能增加11.如图所示,一个质量为2m的甲球和一个质量为m的乙球,用长度为2r的轻杆连接,两个球都被限制在半径为r的光滑圆形竖直轨道上,轨道固定于水平地面。初始时刻,轻杆竖直,且质量为2m的甲球,在上方。此时,受扰动两球开始运动,重力加速度为g,则下列说法正确的是()a.甲球下滑过程中减少的机械能总大于乙球增加的机械能b.甲球下滑过程中减少的重力势能总等于乙球増加的重力势能c.整个运动过程中甲球的最大速度为233grd.甲球运动到最低点前,轻杆对乙球一直做正功12.三峡水力发电站是我国最大的水力发电站,三峡水库水位落差约100 m,水的流量约1.35104 m3/s,船只通航需要3 500 m3/s的流量,其余流量全部用来发电,水流冲击水轮机发电时,水流减少的机械能有20%转化为电能。按照以上数据估算,如果三峡电站全部用于城市生活用电,它可以满足约多少个百万人口城市生活用电(设三口之家平均每家每月用电240度)()a.2个b.6个c.18个d.90个13.如图所示,水平地面与一半径为l的竖直光滑圆弧轨道相接于b点,轨道上的c点位置处于圆心o的正下方。在距地面高度为l的水平平台边缘上的a点,质量为m的小球以v0=2gl的速度水平飞出,小球在空中运动至b点时,恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道。小球运动过程中空气阻力不计,重力加速度为g,试求:(1)b点与抛出点a正下方的水平距离x;(2)圆弧bc段所对的圆心角;(3)小球滑到c点时,对圆轨道的压力。14.如图所示,水平轨道bc的左端与固定的光滑竖直14圆轨道相切于b点,右端与一倾角为30的光滑斜面轨道在c点平滑连接(即物体经过c点时速度的大小不变),斜面顶端固定一轻质弹簧,一质量为2 kg的滑块从圆弧轨道的顶端a点由静止释放,经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压缩至d点,已知光滑圆轨道的半径r=0.45 m,水平轨道bc长为0.4 m,其动摩擦因数=0.2,光滑斜面轨道上cd长为0.6 m,g取10 m/s2,求:(1)滑块第一次经过b点时对轨道的压力;(2)整个过程中弹簧具有最大的弹性势能;(3)滑块最终停在何处?提升训练8机械能守恒和能量守恒定律1.c2.a3.a解析 帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能,供小电扇工作。小电扇工作时消耗电能,将电能转化为扇叶的机械能,故选a。4.b5.c解析 在小球到达最低点的过程中只有重力做功,故根据动能定理可知mgh=12mv2,解得v=2gh,小球到达下端管口时的速度大小与h有关,与l无关,故a错误;到达下端管口的速度为v=2gh,速度沿管道的切线方向,故重力的瞬时功率为p=mg2ghsin(为管口处管道切线方向与水平方向的夹角),故b错误;物体在管内下滑的加速度为a=ghl,设下滑所需时间为t,则l=12at2,t=2la=2l2gh,故c正确;小球得做的是加速螺旋运动,速度越来越大,做的是螺旋圆周运动,根据fn=mv2r可知,支持力越来越大,故d错误。6.d7.d解析 过程中重力做负功,wg=-mgh,所以重力势能增加mgh,故a错误;在沿斜面方向上受到沿斜面向下重力的分力和沿斜面向下的摩擦力,根据牛顿第二定律可得mgsin30+ff=ma,解得ff=16mg,故克服摩擦力做功wf=ffhsin30=16mg2h=13mgh,机械能损失13mgh,故c错误,d正确;动能损失量为合外力做的功的大小,ek=f合s=23mg2h=43mgh,故b错误。8.b解析 杠铃被举起后,速度为0,动能为0,故a错;在举重的过程中杠铃的重力势能一直增大,故b对;杠铃受到手的作用力,且做正功,杠铃的机械能不守恒,故c错;杠铃可能匀速上升,杠铃不一定一直处于超重状态,故d错。9.c解析 t1时刻小球刚与弹簧接触,与弹簧接触后,先做加速度不断减小的加速运动,当弹力增大到与重力平衡,即加速度为零时,速度达到最大;t2时刻,弹力最大,弹簧的压缩量最大,小球运动到最低点,速度等于零;t2t3时间内,小球上升,先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动;t2t3时间内,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,故小球增加的动能和重力势能之和等于弹簧减少的弹性势能。10.d解析 从放手到小纸帽刚脱离弹簧的运动过程中,弹簧的弹性势能转化为小纸帽的机械能,所以在此过程中小纸帽的机械能会越来越大,不守恒,故a错误;上升时弹力逐渐减小,到等于小纸帽的重力后,小纸帽就开始减速,动能开始减小,但弹簧弹性势能还继续转化为小纸帽的机械能,机械能还在增大,故b错误,d正确;小纸帽在最低点所受的弹力等于手的压力和重力之和,故c错误。11.d解析 在运动的过程中,由于只有动能和重力势能之间相互转化,所以甲球下滑过程中减少的机械能总等于乙球增加的机械能,故a错误;在运动的过程中,重力对系统做正功,甲和乙的动能都增加,所以甲球下滑过程中减少的重力势能总大于乙球增加的重力势能,故b错误;当甲到达最低点时,乙也到达了最高点,该过程中系统减小的重力势能等于系统增加的动能,由于两球的线速度相等,设该速度为v,则2mg2r-mg2r=12mv2+122mv2,得v=2gr3,故c错误;甲球运动到最低点前,乙的重力势能一直增大,同时乙的动能也一直增大,可知轻杆对乙球一直做正功,故d正确。12.c解析 每秒用于发电的重力势能为mgh=11010 j,转化为电能的有2109 j,每月约5.21015 j,等于1.44109度,大约600万个三口之家,也就是1 800万人口,18个百万人口,故c正确。13.答案 (1)2l(2)45(3)(7-2)mg,方向竖直向下解析 (1)设小球做平抛运动到达b点的时间为t,由平抛运动规律得l=12gt2,x=v0t联立解得x=2l。(2)由小球到达b点时竖直分速度vy=2gl,tan=vyv0,解得=45。(3)小球从a运动到c点的过程中机械能守恒,设到达c点时速度大小为vc,由机械能守恒定律有mgl1+1-22=12mvc2-12mv02设轨道对小球的支持力为f,有f-mg=mvc2l解得f=(7-2)mg由牛顿第三定律可知,小球对圆轨道的压力大小为f=(7-2)mg,方向竖直向下。14.答案 (1)60 n,方向竖直向下(2)1.4 j(3)滑块最终停止在bc间距b点0.15 m处(或距c点0.25 m处)解析 (1)滑块从a点到b点,由动能定理可得mgr=12mvb2-0,解得vb=3 m/s滑块在b点f-mg=mvb2r,解得f=60 n由牛顿第三定律可得物块对b点的压力f=f=60 n,方向竖直向下。(2)滑块从a点到d点,该过程弹簧弹力对滑块做的功为