2025年高考物理复习十九：机械能守恒定律（含解析）.docxVIP

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十九机械能守恒定律

(40分钟70分)

【基础巩固练】

1.(6分)(体育运动情境)(2023·邯郸模拟)如图所示,撑竿跳全过程可分为四个阶段:A→B阶段人加速助跑;B→C阶段竿弯曲程度增大、人上升;C→D阶段竿弯曲程度减小、人上升;D→E阶段人过横杆后下落,D为全过程的最高点。取地面为参考平面,空气阻力不计。则 ()

A.四个阶段中人的机械能都不守恒

B.B→D阶段人的重力势能增大,竿的弹性势能增大

C.C→D阶段竿对人做的功等于人机械能的变化量

D.人落地时的动能等于人在D点时的重力势能

2.(6分)(生产生活情境)(2023·大连模拟)沿平直公路匀速行驶的汽车上,固定着一个正四棱台,其上、下台面水平,如图为俯视示意图。在顶面上四边的中点a、b、c、d沿着各斜面方向,同时相对于正四棱台无初速度释放4个相同小球。设它们到达各自棱台底边分别用时Ta、Tb、Tc、Td,到达各自棱台底边时相对于地面的机械能分别为Ea、Eb、Ec、Ed(取水平地面为参考平面,忽略斜面对小球的摩擦力)。则有 ()

A.Ta=Tb=Tc=Td,Ea=Eb=Ec=Ed

B.Ta=Tb=Tc=Td,EaEb=EdEc

C.TaTb=TdTc,EaEb=EdEc

D.TaTb=TdTc,Ea=Eb=Ed=Ec

3.(6分)如图,将一质量为m的小球从a点以初速度v斜向上抛出(不计空气阻力),小球先后经过b、c两点。已知a、c之间的高度差和b、c之间的高度差均为h,重力加速度为g,取a点所在的水平面为参考平面,则小球在 ()

A.b点的机械能为2mgh

B.b点的动能为12mv2+2

C.c点的机械能为mgh

D.c点的动能为12mv2-

4.(6分)(2022·全国乙卷)固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环。小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑,在下滑过程中,小环的速率正比于

()

A.它滑过的弧长

B.它下降的高度

C.它到P点的距离

D.它与P点的连线扫过的面积

【加固训练】

(2023·荆州模拟)如图所示,固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个质量为m的小圆环,小圆环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑,当小圆环的向心加速度大小等于重力加速度g时,大圆环对小圆环的弹力大小为 ()

A.0B.0.5mgC.mgD.2mg

5.(6分)(2023·北京海淀区模拟)在一轻弹簧下挂一重物,将它从位置P处放开,它将迅速下降,直至位置N后再返回(如甲图所示)。若我们用手托着该重物使它缓缓下降,最终它在到达位置Q后就不再运动了(如乙图所示)。记弹簧的弹性势能为Ep1、重物和地球的重力势能为Ep2、重物的动能为Ek,弹簧始终处于弹性限度内,关于两次实验,下列说法正确的是 ()

A.甲图里重物从Q到N的过程中,Ep1+Ep2持续减小

B.乙图里重物从P到Q的过程中,Ep1+Ep2持续增大

C.甲图里重物从P到N的过程中,Ep1+Ep2+Ek保持不变

D.乙图里重物从P到Q的过程中,Ep1+Ep2+Ek保持不变

6.(6分)(学习探究情境)(2023·洛阳模拟)如图所示,一根两端开口的薄壁圆管竖直插入盛有水的薄壁圆柱体桶中。在圆管内有一不漏气的活塞,它可沿圆管上下无摩擦地滑动。开始时,圆管内外水面相齐,且活塞恰好触及水面,圆桶内水面距桶口高度差为h。现通过轻绳对活塞施加一个向上的拉力,使活塞缓慢向上移动(圆桶和圆管竖直固定不动,圆桶内水足够深)。已知圆管半径为r,圆桶半径为2r,水的密度为ρ,重力加速度为g,不计活塞质量。当活塞上升到和圆桶口相平的过程中(此时活塞仍触及水面)。关于绳子拉力所做的功W,下列关系正确的是 ()

A.W=43πρr2gh2 B.W=23πρr2

C.W=πρr2gh2 D.W=12πρr2gh

【加固训练】

小珂在游乐场游玩时,发现过山车(图甲)有圆形轨道也有“水滴”形轨道,想到了教材必修二上有如下表述:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动,可以称为一般的曲线运动。尽管这时曲线各个位置的弯曲程度不一样,但在研究时,可以把这条曲线分割为许多很短的小段,质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分(注解:该一小段圆周的半径为该点的曲率半径),这样,在分析质点经过曲线上某位置的运动时,就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。小珂设计了如图乙所示的过山车模型,质量为m的小球在A点静止释放,沿倾斜轨道AB下滑,经水平轨道BC进入半径R1=0.8m的圆形轨道(恰能做完整的圆周运动),再经水平轨道CE进入“水滴”形曲线轨道EFG,E点的曲率半径为R2=2m,并且在“水滴”形轨道上运动时,向心加速度大小为一定值,F与D等高。忽略所有轨道摩擦力,轨道连接处都平