浙江新高考选考物理一轮复习达标检测巩固提能6第五章3第3节机械能守恒定律

[随堂检测]1．(2018·11月浙江选考)奥运会比赛项目撑竿跳高如图所示．下列说法不正确的是()A．加速助跑过程中，运动员的动能增加B．起跳上升过程中，竿的弹性势能一直增加C．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加D．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少，动能增加答案：B2.(2016·10月浙江选考)如图所示，无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是()A．动能B．动能、重力势能C．重力势能、机械能D．动能、重力势能、机械能答案：C3．(2017·4月浙江选考)火箭发射回收是航天技术的一大进步．如图所示，火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上．不计火箭质量的变化，则()A．火箭在匀速下降过程中，机械能守恒B．火箭在减速下降过程中，携带的检测仪器处于失重状态C．火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭机械能的变化量D．火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力答案：D4．(2020·浙江名校协作体)如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F将小球向下压至某位置静止．现撤去F，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中()A．小球与弹簧组成的系统机械能守恒B．小球的重力势能增加W1C．小球的机械能增加W1＋eq\f(1,2)mv2D．小球的电势能减少W2解析：选D.由于电场力做正功，故小球与弹簧组成的系统机械能增加，机械能不守恒，A错误；重力做功是重力势能变化的量度，由题意知重力做负功，重力势能增加－W1，B错误；小球增加的机械能在数值上等于重力势能和动能的增量，即－W1＋eq\f(1,2)mv2，C错误；根据电场力做功是电势能变化的量度，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，D正确．5．如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车间的摩擦力为Ff，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是()A．此时物块的动能为F(x＋L)B．此时小车的动能为Ff(x＋L)C．这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fx－FfLD．这一过程中，因摩擦而产生的热量为FfL解析：选D.对小车由动能定理知W＝Ff·x＝Ek，故Ek＝Ffx，B错误；对小物块由动能定理得F(L＋x)－Ff(L＋x)＝ΔEk，A错误；物块和小车增加的机械能ΔE＝ΔEk＋Ek＝F(L＋x)－FfL，C错误；摩擦产生的热量Q＝FfL，D正确．[课后达标]一、选择题1．(2020·台州质检)下列说法正确的是()A．随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的B．太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生答案：C2．如图所示，荡秋千是小朋友们最喜欢的一项传统游戏，人通过下蹲和站起，使秋千越荡越高．忽略绳的质量及空气阻力，则()A．在最高点人下蹲时，重力势能转化为动能B．在最高点时人和秋千板所受到的合力为零C．在最低点秋千板对人的支持力等于人的重力D．在摆动过程中人和秋千的机械能总和不变解析：选A.在最高点不是平衡状态，只是速度为零，故人和秋千板所受到的合力不等于零，B错．在最低点，人所受的支持力与重力的合力提供了向心力，C错．在摆动过程中，人的内能转化为机械能，所以人和秋千板的机械能总和增加，D错．3．(2020·温州检测)PM2.5主要来自化石燃料、生物质燃料、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源，关于能源和能量，下列说法中正确的是()A．自然界中的石油、煤炭等能源是取之不尽用之不竭的B．人类应多开发和利用太阳能、风能等新能源C．能量被使用后就消灭了，所以要节约能源D．能源开发的高级阶段是指能源不断地产出能量答案：B4.(2020·温州乐清检测)如图所示，一个质量为M的物体放在水平地面上，物体上方安装一个长度为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离．在这一过程中，P点的位移(开始时弹簧为原长)是H，则物体重力势能增加了()A．MgH B．MgH＋eq\f(M2g2,k)C．MgH－eq\f(M2g2,k) D．MgH－eq\f(Mg,k)答案：C5．袋鼠跳是一项很有趣的运动．如图所示，一位质量m＝60kg的老师参加袋鼠跳游戏，全程10m，假设该老师从起点到终点用了相同的10跳，每一次跳起后，重心上升最大高度为hm．忽略空气阻力，下列说法正确的是()A．该老师起跳时，地面对该老师做正功B．该老师每跳跃一次克服重力做功的功率约为300WC．该老师从起点到终点的时间可能是7sD．该老师从起点到终点的时间可能是4s答案：C6．(2018·4月浙江选考)如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处，A、B两点水平距离为16m，竖直距离为2m，A、B间绳长为20m．质量为10kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处．以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态)()A．×103J B．×102JC．×102J D．×102J解析：选B.由图可知猴子到C点时重力势能最小，∠BCF＝∠ECF＝θ，所以LBC·sinθ＋LAC·sinθ＝BD，所以sinθ＝eq\f(BD,LAB)＝eq\f(4,5)，即θ＝53°.AD＝2m，则ED＝AD·tan53°＝eq\f(8,3)m，所以FE＝eq\f(20,3)m．FC∶AD＝FE∶ED，得FC＝5m，所以AC高度差为7m，再加上猴子自身高度，m，故猴子重力势能最小约为Ep＝－mgh＝－750J，B正确．7.如图所示，m的光滑平台上有一个质量为2kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧．当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60°角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g＝10m/s2)()A．10J B．15JC．20J D．25J解析：选A.由h＝eq\f(1,2)gt2，tan60°＝eq\f(gt,v0)，可得v0＝eq\r(10)m/s.由小球被弹射过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒得，Ep＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝10J，故A正确．8.蹦极是一项极限活动．如图所示，游客站在平台上，用橡皮绳固定住身体后由静止下落，触地前弹起，然后反复弹起落下．不计空气阻力和橡皮绳的质量，在第一次下落过程中()A．游客一直处于完全失重状态B．橡皮绳刚绷紧时，游客的动能最大C．游客的机械能先保持不变，后逐渐减小D．游客下落到最低点时，橡皮绳的弹性势能大于游客减少的重力势能答案：C9．(2020·嘉兴质检)打开水龙头，水顺流而下，仔细观察将会发现连续的水流柱的直径在流下的过程中，是逐渐减小的(即上粗下细)，设水龙头出口处半径为1cm，安装在离接水盆75cm高处，如果测得水在出口处的速度大小为1m/s，g＝10m/s2，不考虑空气阻力，则水流柱落到盆中时的半径为()A．1cm B．cmC．cm D．cm解析：选C.由于不考虑空气阻力，故整个水柱的机械能守恒，由机械能守恒定律得eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋mgh，解得v＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋2gh)＝4m/s，水柱的体积不变，πr2vt＝πreq\o\al(2,0)v0t，eq\f(r,r0)＝eq\r(\f(v0,v))＝eq\f(1,2)，rcm.10．(2020·东阳质检)物体做自由落体运动，Ek代表动能，Ep代表势能，h代表下落的距离，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关系的是()解析：选B.由机械能守恒定律：Ep＝E－Ek，故势能与动能的图象为倾斜的直线，C错误；由动能定理：Ek＝mgh＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)mg2t2，则Ep＝E－mgh，故势能与h的图象也为倾斜的直线，D错误；且Ep＝E－eq\f(1,2)mv2，故势能与速度的图象为开口向下的抛物线，B正确；同理Ep＝E－eq\f(1,2)mg2t2，势能与时间的图象也为开口向下的抛物线，A错误．11.上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下飘浮在半空．若减小风力，体验者在加速下落过程中()A．失重且动能增加量大于重力势能减少量B．失重且动能增加量小于重力势能减少量C．超重且动能增加量大于重力势能减少量D．超重且动能增加量小于重力势能减少量答案：B12.(2020·舟山质检)如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为eq\f(1,3)g.在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是()A．运动员减少的重力势能全部转化为动能B．运动员获得的动能为eq\f(1,3)mghC．运动员克服摩擦力做功为eq\f(2,3)mghD．下滑过程中系统减少的机械能为eq\f(1,3)mgh解析：选D.运动员的加速度为eq\f(1,3)g，沿斜面：eq\f(1,2)mg－Ff＝m·eq\f(1,3)g，Ff＝eq\f(1,6)mg，WFf＝eq\f(1,6)mg·2h＝eq\f(1,3)mgh，所以A、C项错误，D项正确；Ek＝mgh－eq\f(1,3)mgh＝eq\f(2,3)mgh，B项错误．13.如图所示，重10N的滑块在倾角为30°的斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧．滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知abm，bc＝m，那么在整个过程中，下列说法错误的是()A．滑块动能的最大值是6JB．弹簧弹性势能的最大值是6JC．从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6JD．滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒解析：选A.滑块能回到原出发点，所以机械能守恒，D正确；以c点为参考点，则a点的机械能为6J，c点时的速度为0，重力势能也为0，所以弹性势能的最大值为6J，从c到b弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减小量，故为6J，所以B、C正确；由a→c时，因重力势能不能全部转变为动能，故A错误．14.(2020·舟山质检)如图所示，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面为H处自由下落压缩弹簧．若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为Ff，则小球下落过程中()A．小球动能的增量为mgHB．小球重力势能的增量为mg(H＋x－L)C．弹簧弹性势能的增量为(mg－Ff)(H＋x－L)D．系统机械能减小量为FfH解析：选C.根据动能定理可知，小球动能的增量为零，A错误；小球重力势能的增量为－mg·(H＋x－L)，B错误；由能量守恒，可知弹簧弹性势能的增量为(mg－Ff)(H＋x－L)，C正确；系统除重力与弹力做功外，还有空气阻力做负功，故系统机械能减小量为Ff(H＋x－L)，D错误．二、非选择题15.(2020·杭州联考)如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线AB平齐，静止放于倾角为53°的光滑斜面上．一长为L＝9cm的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m＝1kg的小球，将细绳拉至水平，使小球从位置C由静止释放，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断．之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩，最大压缩量为x＝5cm.(取g＝10m/s2，sin，cos)求：(1)细绳受到的拉力的最大值；(2)D点到水平线AB的高度h；(3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep.解析：(1)小球由C到D，由机械能守恒定律得：mgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，解得v1＝eq\r(2gL) ①在D点，由牛顿第二定律得F－mg＝meq\f(veq\o\al(2,1),L) ②由①②解得F＝30N由牛顿第三定律知细绳所能承受的最大拉力为30N.(2)由D到A，小球做平抛运动veq\o\al(2,y)＝2gh ③tan53°＝eq\f(vy,v1) ④联立解得h＝16cm.(3)小球从C点到将弹簧压缩至最短的过程中，小球与弹簧系统的机械能守恒，即Ep＝mg(L＋h＋xsin53°)，代入数据解得：Ep＝J．答案：(1)30N(2)16cm(3)J16．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