高考物理二轮复习专项练习：机械能守恒定律（含答案）

专题6机械能守恒定律专题训练

一、单选题

1.（2022•湖北・武汉东湖新技术开发区教育发展研究院模拟预测）伽利略的理想斜面实验反映了一个重要

事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略不计，自由释放的小球必将准确地运动到它开始释放相同高度

的点，绝不会更高一点，这说明，小球在运动过程中有一个“物理量”是不变的，这个“物理量”是（）

A.弹力B.速度C.动能D.机械能

2.（2021・湖南•模拟预测）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中A8段和段都是半径为R的四分之一

圆弧，A、C处切线均沿水平方向，轨道固定在竖直平面内。一质量为根的小球从距离水平地面高为X的

管口。处由静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是（）

A.小球落到地面时相对于A点的水平位移为24RH-2R2

B.小球落到地面时相对于A点的水平位移为，2RH-4胃

C.小球能从细管A端水平抛出的条件是">2R

D.小球能从细管A端水平抛出的条件是

3.（2022•江苏南通•二模）如图所示，水平轻弹簧一端固定，另一端与滑块连接，当滑块轻放在顺时针转

动的水平传送带上瞬间，弹簧恰好无形变。在滑块向右运动至速度为零的过程中，下列关于滑块的速度V、

加速度。随时间,,滑块的动能&、滑块与弹簧的机械能E随位移尤变化的关系图像中，一定错误的是（）

二、多选题

4.（2022•广东韶关•模拟预测）如图所示，拉力/将物体沿斜面向下拉，己知拉力大小与摩擦力大小相等,

则下列说法中正确的是（）

A.物体的动能增加B.物体的动能保持不变

C.物体的总机械能增加D.物体的总机械能保持不变

5.（2022•河南洛阳•二模）如图甲，在倾角为叙30。的斜面上放一轻质弹簧，其下端固定，静止时上端位置

在8点。小物块在A点由静止释放，从开始运动的一段时间内的v-f图像如图乙所示。小物块在0.8s时运

动到8点，在1.0s时到达C点（图中未标出），在1.3s时到达。点，经过一段时间后又回到8点，且速度

不为零。取g=10m/s2。由图知（）

A.小物块从A点运动到。点的过程中，小物块在C点时，弹簧的弹性势能最小

B.小物块从A点运动到。点的过程中，小物块机械能不断减少

C.小物块从。点运动到B点的过程中，加速度不断减小

D.小物块第一次经过B点的加速度值小于第二次经过8点的加速度值

6.（2022•山东.烟台市教育科学研究院一模）如图所示，内壁光滑的圆形细管固定在倾角为。的斜面上，

其半径为R,A、C分别为细管的最高点和最低点，8、。为细管上与圆心。处于同一水平高度的两点，细

管内有一直径稍小于细管内径的质量为根的小球，小球可视为质点。开始时小球静止在A点，某时刻对小

球施加轻微扰动，使小球自A向B沿着细管开始滑动。以过直线80。的水平面为重力势能的参考平面,

重力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.小球不能返回到A点

B.小球自A点到B点的过程中，重力的瞬时功率一直增大

C.小球在C点时的机械能为2mgRsin。

D.小球到达。点时，细管对小球的作用力大小为〃zgjl+3sin2e

7.（2022.全国.模拟预测）如图，在竖直平面内有光滑轨道CD段是竖直轨道，BC段是半径为R

的半圆弧轨道，B,C均与圆心等高，两个完全相同的小球P、Q（可视为质点）用一根长为3R的轻杆连

接在一起，套在段轨道上，则从。球在8点处由静止释放到两球第一次上升到最高点过程中，下列说

法正确的是（）

A.整个过程中两球与轻杆组成的系统机械能守恒

B.两球第一次上升到最高点时，。球可能位于C处

C.当小球。位于半圆弧轨道最低点时，小球Q的速度是小球P速度的2倍

D.当小球P下降的速度为零时，连接小球P、。的轻杆与AB成30。角

8.（2022•广东•模拟预测）如图所示，滑块2套在光滑的竖直杆上并通过细绳绕过光滑定滑轮连接物块1,

物块1又与一轻质弹簧连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上、开始时用手托住滑块2,使绳子刚好

伸直处于水平位置但无张力，此时弹簧的压缩量为力现将滑块2从A处由静止释放，经过8处的速度最

大，到达C处的速度为零，此时物块1还没有到达滑轮位置。已知滑轮与杆的水平距离为34,AC间距离

为4d,不计滑轮质量、大小及摩擦。下列说法中正确的是（）

C

H

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A.滑块2下滑过程中，加速度一直减小

B.滑块2经过8处时的加速度等于零

C.物块1和滑块2的质量之比为3：2

D.若滑块2质量增加一倍，其它条件不变，仍让滑块2由A处从静止滑到C处，滑块2到达C处时，物

块1和滑块2的速度之比为4：5

9.（2022•全国•模拟预测）质量为1kg的物块以某一初速度沿斜面从底端上滑，其重力势能和动能随上滑

距离s的变化如图中直线I、II所示，以斜面底端所在水平面为重力势能的参考面，重力加速度取lOm/s?。

则（）

A.物块上滑过程中机械能守恒B.物块与斜面间的滑动摩擦力大小为4N

C.物块下滑时加速度的大小为4m/s2D.物块返回到斜面底端时的动能为10J

10.（2022.广东梅州.一模）如图所示，倾角为a的固定斜面下端固定一挡板，一劲度系数为左的轻弹簧下

端固定在挡板上。现将一质量为机的小物块从斜面上离弹簧上端距高为s处，由静止释放，已知物块与斜

面间的动摩擦因数为〃，物块下滑过程中的最大动能为纥.，则小物块从释放到运动至最低点的过程中，

下列说法中正确的是（

B.物块刚与弹簧接触的瞬间动能最大

C.物块与弹簧接触后运动到最低点的过程中加速度先减小后增大

D.弹簧的最大弹性势能等于整个过程中重力与摩擦力对物块做功之和

11.（2022•广东韶关•一模）图（a）为某科技兴趣小组制作的重力投石机示意图。支架固定在水平地面上,

轻杆可绕支架顶部水平轴。。'在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有一石子，B端固定一配重。某次

打靶时，将杆沿逆时针方向转至与竖直方向成6角后由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖直位置时石

子被水平抛出。石子投向正前方竖直放置的靶，打到靶心上方的“6”环处，如图（b）所示。若要打中靶心

的“10”环处，可能实现的途径有（）

B.仅增大配重的质量

C.仅增大投石机到靶的距离

D.仅增大。角

12.（2022.河南•二模）如图所示，光滑斜面倾角0=60。，其底端与竖直平面内半径R的光滑圆弧轨道平滑

对接，位置。为圆弧轨道的最低点。两个质量均为他的小球A和小环B（均可视为质点）用L=1.5尺的轻

杆通过轻质钱链相连。B套在固定竖直光滑的长杆上，杆和圆轨道在同一竖直平面内，杆过轨道圆心，初

始时轻杆与斜面垂直。在斜面上由静止释放A,假设在运动过程中两杆不会碰撞，小球通过轨道连接处时

无能量损失（速度大小不变）。重力加速度为g。下列判断正确的是（）

A.刚释放时，小球A的加速度大小为

B.小球A由静止释放运动到最低点时，机械能一直减小

C.小球A运动到最低点时的速度大小为=邛区

D.己知小球A运动到最低点时，小环B的瞬时加速度大小为a,则此时小球A受到圆弧轨道的支持力大

小为5.5mg+ma

三、实验题

13.(2020・安徽・模拟预测)图甲为测定当地重力加速度的实验装置，不可伸长的轻摆线一端固连在铅质小

圆柱的上端，另一端固定在。点。将轻绳拉至水平后由静止释放，在小圆柱通过的最低点附近安置一组光

电门，测出小圆柱运动到最低点通过光电门的挡光时间3用游标卡尺测出小圆柱的直径d,如图乙所示。

忽略空气阻力，实验步骤如下：

(1)小圆柱的直径d=cm；

(2)测出悬点到圆柱中心的距离I,并测出对应的挡光时间4f；

(3)改变摆线的长度，重复步骤(2),多测几组数据；

(4)以悬点到圆柱重心的距离/为纵坐标，以为横坐标，得到的图象是一条通过坐标原点的直线，如

图丙所示。计算得该图线的斜率为七则当地重力加速度g=(用物理量的符号表示)。

14.(2022・全国.北大附中一模)某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验.A、8是

质量均为机的小物块，C是质量为/的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连.在物块8下放

置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连.整个实验中弹簧均处于弹

性限度内，重力加速度为g.实验操作如下：a.开始时，系统在一外力作用下保持静止，细绳拉直但张力

为零.现释放C,使其向下运动，当压力传感器示数为零时，速度传感器测出C的速度为v.b.在实验中

保持A、8质量不变，改变C的质量多次重复a.

压力传感器速度传感舞

回答下列问题：

（1）该实验中，〃和力大小关系必需满足〃____m（选填“小于”、“等于”或“大于”）

（2）为便于研究速度v与质量〃的关系，每次测C的速度时，C已下降的高度应_____（选填“相同”或“不

同”）

21

（3）根据所测数据，为更直观地验证机械能守恒定律，应作出_____（选填”、“期-）”、或

M

（4）根据（3）问的图线，若图线在纵轴上截距为b,则弹簧的劲度系数为（用题给的已知量表示）.

四、解答题

15.（2021・北京•模拟预测）如图所示为竖直放置的四分之一圆弧轨道，。点是其圆心，轨道末端B切线水

平。一小球从轨道顶端A点由静止释放，到达轨道底端经过8点水平飞出，最终落到水平地面上C点。已

知轨道半径R=0.80m,B点距水平地面的高度〃=0.80m,小球质量〃z=010kg,在B点的速度%=3.0m/s。

忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求:

（1）小球落到C点时的速度大小v„

（2）C点与8点之间的水平距离无。

（3）小球克服圆弧轨道阻力做的功％。

16.(2022•福建漳州•二模)如图，不可伸长的轻绳一端与质量为机的小球相连，另一端跨过两等高定滑轮

与物块连接，物块置于左侧滑轮正下方的水平压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为现用水平向

右恒力尸=力77g将小球由最低处拉至轻绳与竖直方向夹角。=37。处，立即撤去R此时传感装置示数为

4

4

-mga己知物块始终没有脱离传感装置，重力加速度为g,不计滑轮的大小和一切摩擦，sin加37。=0.6,

cos37°=0.8,求：

(1)撤去厂时小球的速度大小；

(2)小球返回最低处时轻绳的拉力大小；

(3)小球返回最低处时传感装置的示数。

17.(2021•湖南湘潭・