2021高考物理：专题六　机械能及其守恒定律专题撬分练6 Word版含解析

1、对应学生用书P328时间：45分钟满分：90分基础组一、选择题(每小题6分，共42分)12021枣强中学期中以下说法中哪些是正确的()A物体做匀速运动，它的机械能一定守恒B物体所受合力的功为零，它的机械能一定守恒C物体所受合力不等于零，它的机械能可能守恒D物体所受合力等于零，它的机械能一定守恒答案C解析物体做匀速运动动能不变，但是高度可以改变，即重力势能改变，A、D错误；合力的功为零，只是动能不变，B错误；物体所受合力不等于零，例如只在重力作用下的运动，机械能守恒，C正确。22021衡水二中热身将一个苹果斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3。图中曲线为苹果在空中运行的轨迹

2、。若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是()点击观看解答视频A苹果通过第1个窗户所用的时间最长B苹果通过第3个窗户的竖直方向平均速度最大C苹果通过第1个窗户重力做的功最大D苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小答案D解析抛出的苹果在竖直方向上做竖直上抛运动，水平方向上做匀速直线运动，通过三个窗户的时间由竖直方向的运动决定。苹果竖直方向上做减速运动，三个窗户的竖直高度相同，故通过第1个窗户所用时间最短，A项错；通过第3个窗户所用时间最长，因此该过程中竖直方向的平均速度最小，重力的平均功率最小，B项错，D项正确；重力做功与高度差有关，故通过三个窗户时苹果克服重力做的功相同，C项错。32021武邑中学

3、期末如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时的动能分别为Ek1和Ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则()AEk1Ek2W1Ek2W1W2CEk1Ek2W1W2 DEk1W2答案B解析设斜面的倾角为，斜面的底边长为x，则下滑过程中克服摩擦力做的功为Wmgcosmgx，所以两种情况下克服摩擦力做的功相等。又由于B的高度比A低，所以由动能定理可知Ek1Ek2。故选B。42021衡水二中预测如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的

4、速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端。下列说法正确的是()A第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加C第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加D物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热答案C解析第一阶段为滑动摩擦力做功，第二阶段为静摩擦力做功，两个阶段摩擦力方向都跟物体运动方向相同，所以摩擦力都做正功，选项A错误；由功能关系可知，第一阶段摩擦力对物体做的功(除重力之外的力所做的功)等于物体机械能的增加，即EW阻F阻l物，摩擦生热为QF阻l相对，又由于l带vt，l

5、物t，所以l物l相对l带，即QE，选项C正确，B错误；第二阶段没有摩擦生热，但物体的机械能继续增加，结合选项C可以判断选项D错误。52021枣强中学月考(多选)如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m的小球，B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点，可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动。开始时OB竖直，放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是()AA球到达最低点时速度为零BA球机械能的减少量等于B球机械能的增加量CB球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度D当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度答案BCD解析A、B两球及支架

6、组成的系统机械能守恒，故选项B、D正确；设A球能摆至最低点，且此时A、B两球的速度为v，每两根轻杆之间夹角为2，由机械能守恒定律得：2mgLsinmgLsin3mv2，解得：v ，故选项A错误，C正确。62021衡水二中猜题(多选)如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出)。物块的质量为m，ABa，物块与桌面间的动摩擦因数为，现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W。撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零，重力加速度为g。则上述过程中()A物块在A点时弹簧的弹性势能一定大于在B点时弹性势能B物块在O点时动

7、能最大C物块在B点时，弹簧的弹性势能大于WmgaD经O点时，物块的动能小于Wmga答案AD解析因物块由A到B的过程中有一部分弹性势能用于克服摩擦力做功，故A正确；当物块从A向B运动过程中加速度为零时速度最大，此时kxmg0，弹簧仍处于伸长状态，故B错误；由动能定理可得：Wmg2xOAEk0，xOA，可得物块在O点的动能小于Wmga，D正确；由能量守恒定律可得，物块在B点时，弹簧的弹性势能EpBWmgxOAmgaWmga，C错误。72021衡水二中一轮检测(多选)如图所示，两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动。某一时刻小球1运动到自身轨道的最低点，小球2恰好运动到自身轨道的最高点

8、，这两点高度相同，此时两小球速度大小相同。若两小球质量均为m，忽略空气阻力的影响，则下列说法正确的是()点击观看解答视频A此刻两根线拉力大小相同B运动过程中，两根线上拉力的差值最大为2mgC运动过程中，两根线上拉力的差值最大为10mgD若相对同一零势能面，小球1在最高点的机械能等于小球2在最低点的机械能答案CD解析已知小球质量为m，当两小球运动到题中图示位置时，设两球速度大小为v，此时两根细线的拉力分别为F1和F2，F1mgm，F2mgm，故选项A错误。易知小球1在最高点时细线的拉力F1最小，设此时速度大小为v1，则有F1mgm，再由机械能守恒定律有：mv2mv2mgL；小球2在最低点时细线的

9、拉力F2最大，设此时速度大小为v2，则有F2mgm，再由机械能守恒定律有：mvmv22mgL，联立解得，运动过程中两根线上拉力的差值最大为F2F12mgm2mg8mg10mg，故选项C正确，B错误。取题中图示位置为零势能面，由机械能守恒定律知选项D正确。二、非选择题(共14分)82021冀州中学周测(14分)如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2103 kg的汽车，正以10 m/s的速度向右匀速行驶，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的vt图象如图乙所示，在t20 s时汽车到达C点，运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变。假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力(含地面摩擦

10、力和空气阻力等)Ff12000 N，解题时将汽车看成质点，求：(1)运动过程中汽车发动机的输出功率P；(2)汽车速度减至8 m/s时的加速度a大小；(3)BC路段的长度。答案(1)20 kW(2)0.75 m/s2(3)93.75 m解析(1)汽车在AB路段时牵引力和阻力相等，有F1Ff1输出功率PF1v1解得P20 kW(2)t15 s后汽车处于匀速运动状态，有F2Ff2，PF2v2解得Ff24000 Nv8 m/s时汽车在做减速运动，有Ff2Fma，F解得a0.75 m/s2(3)对BC段由动能定理有PtFf2xmvmv解得x93.75 m能力组一、选择题(每小题6分，共18分)92021

11、冀州中学热身如图所示，沿平直公路匀速行驶的汽车上，固定着一个正四棱台，台面水平。在顶面沿着各斜面方向，同时自由释放4个相同小球。设它们到达棱台底面分别用时Ta、Tb、Tc、Td，到达底面时的机械能分别为Ea、Eb、Ec、Ed(取地面为0势能面，忽略斜面对小球的摩擦力)。则有()点击观看解答视频ATaTbTdTcEaEbEdEcBTaTbTdTcEaEbEdEcCTaTbTdEbEdEcDTaTbTdTcEaEbEdEc答案A解析四个小球沿“斜面”方向的位移大小、初速度大小和加速度大小都相同，根据位移公式可知运动时间相同；棱台向右运动，棱台的弹力对b和d两小球不做功、对a做正功、对c做负功，应用

12、动能定理可知a的动能最大、c的动能最小、b和d的动能相等，又此时重力势能都相同，故A对。102021枣强中学周测(多选)如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。物体在A处时，弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体自然分开，此过程中，物体克服手的支持力所做的功为W。不考虑空气阻力。最新此过程，下列说法正确的有()A物体重力势能减小量一定大于WB弹簧弹性势能增加量一定小于WC物体与弹簧组成的系统机械能增加量为WD若将物体从A处由静止释放，则物体到达B处时的动能为W答案AD解析物体在向下运动的过程中，要克服弹簧拉力做功W弹力，根据动能定理知mghWW弹力0，故物体

13、重力势能减小量一定大于W，故A正确。根据动能定理知mghWW弹力0，由平衡知khmg，即mghWkh2mgh，弹簧弹性势能增加量一定等于W，B错误；物体克服手的支持力所做的功为W，机械能减少W，故C错误；物体从静止下落到B处速度最大的过程中，根据动能定理，有mghkh2Ek，结合B选项知EkmghW，故D正确。112021冀州中学预测(多选)如图所示，一个小球(视为质点)从H12 m高处，由静止开始沿光滑弯曲轨道AB进入半径R4 m的竖直圆环内侧，且与圆环的动摩擦因数处处相等，当到达圆环顶点C时，刚好对轨道压力为零；然后沿CB圆弧滑下，进入光滑弧形轨道BD，到达高度为h的D点时速度为零，则h的

14、值可能为()A10 m B9.5 mC8.5 m D8 m答案BC解析小球到达环顶C时，刚好对轨道压力为零，在C点，由重力充当向心力，则根据牛顿第二定律得：mgm，因R4 m，小球在C点时的动能为mv2mgR2mg，以B点为零势能面，小球在C点的重力势能Ep2mgR8mg，开始小球从H12 m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，因此在小球上升到顶点时，根据动能定理得：mg(H2R)Wfmv2，所以克服摩擦力做功Wf2mg，此时机械能等于10mg，之后小球沿轨道下滑，由于机械能有损失，所以下滑速度比上升速度小，因此对轨道压力变小，受摩擦力变小，所以下滑时，克服摩擦力做功大小小于2mg，机械能有

15、损失，到达底端时小于10mg；此时小球机械能大于10mg2mg8mg，而小于10mg，所以进入光滑弧形轨道BD时，小球机械能的范围为，8mgEp10mg，所以高度范围为8 mh10 m，故B、C正确。二、非选择题(共16分)122021衡水二中期中(16分) 如图所示，一物体质量m2 kg，在倾角为37的斜面上的A点以初速度v03 m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离AB4 m。当物体到达B后将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC0.2 m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点距A点AD3 m。挡板及弹簧质量不计，g取10 m/s2，sin370.6，求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)弹簧的最大弹性势能Epm。答案(1)0.52 (2)24.4 J解析(1)物体从开始位置A点到最后D点的过