2024届高考物理一轮基础知识基础练：机械能守恒定律及其应用

机械能守恒定律及其应用 一、单选题 1．如图所示，有一光滑轨道ABC，AB部分为半径为R的1/4圆弧，BC部分水平，质量均为m的小球a、b固定在竖直轻杆的两端，轻杆长为R，小球可视为质点，开始时a球处于图弧上端A点，由静止开始释放小球和轻杆，使其沿光滑弧面下滑，下列说法正确的是（　　） A．a球下滑过程中机械能保持不变 B．b球下滑过程中机械能保持不变 C．a、b球滑到水平轨道上时速度大小均 D．从释放a、b球到a、b球都滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为 2．如图所示，滑块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，物块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，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现将滑块从处由静止释放，经过处的速度最大，到达处的速度为零，此时物块还没有到达滑轮位置。已知滑轮与杆的水平距离为间距离为，不计滑轮质量、大小及摩擦。下列说法中正确的是 A．滑块下滑过程中，机械能先增大后减小 B．滑块经过处时的加速度不等于零 C．物块和滑块的质量之比为 D．若滑块质量增加一倍，其它条件不变，仍让滑块由处从静止滑到处，滑块到达处时，物块和滑块的速度之比为 3．如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止在水平面上。现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．斜劈对小球的弹力不做功 B．斜劈与小球组成的系统机械能守恒 C．斜劈的机械能守恒 D．小球重力势能的减少量等于斜劈动能的增加量 4．如图所示，可视为质点的小球A和B用一根长为0.2m的轻杆相连，两球质量均为1kg，开始时两小球置于光滑的水平面上，并给两小球一个大小为2m/s，方向水平向左的初速度，经过一段时间，两小球滑上一个倾角为30°的光滑斜面，不计球与斜面碰撞时的机械能损失，重力加速度g取10m/s2，在两小球的速度减小为零的过程中，下列判断正确的是（　　） A．杆对小球A做负功 B．小球A的机械能守恒 C．杆对小球B做正功 D．小球B速度为零时距水平面的高度为0.15m 5．如图所示，物体A的质量为M，圆环B的质量为m，通过绳子连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时连接圆环的绳子处于水平，长度l＝4m，现从静止释放圆环。不计定滑轮和空气的阻力，g取10m/s2，若圆环下降h＝3m时的速度v＝5m/s，则A和B的质量关系为（　　） A．＝ B．＝ C． ＝ D．＝ 6．如图所示，在高1.5 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，小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取10 m/s2）（　　） A．10 J B．15 J C．20 J D．25 J 7．如图，两个质量均为m的小球a、b通过轻质铰链用轻杆连接，a套在固定的竖直杆上，b放在水平地面上。一轻质弹簧水平放置，左端固定在杆上，右端与b相连。当弹簧处于原长状态时，将a由静止释放，已知a下降高度为h时的速度大小为v，此时杆与水平面夹角为。弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．释放a的瞬间，a的加速度大小为g B．释放a的瞬间，地面对b的支持力大小为2mg C．a的速度大小为v时，b的速度大小为 D．a的速度大小为v时，弹簧的弹性势能为 8．如图所示，把质量为0.4kg的小球放在竖直放置的弹簧上，并将小球缓慢向下按至图甲所示的位置，松手后弹簧将小球弹起，小球上升至最高位置的过程中其速度的平方随位移的变化图像如图乙所示，其中0.1~0.3m的图像为直线，弹簧的质量和空气的阻力均忽略不计，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．小球与弹簧分离时对应的位移小于0.1m B．小球的v2-x图像中最大的速度为v1=2m/s C．弹簧弹性势能的最大值为Ep=1.2J D．压缩小球的过程中外力F对小球所做的功为WF=0.6J 9．如图所示，物块A套在光滑水平杆上，连接物块A的轻质细线与水平杆间所成夹角为，细线跨过同一高度上的两光滑定滑轮与质量相等的物块B相连，定滑轮顶部离水平杆距离为h=0.2m，现将物块B由静止释放，物块A、B均可视为质点，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，不计空气阻力，则（　　） A．物块A与物块B速度大小始终相等 B．物块B下降过程中，重力始终大于细线拉力 C．当物块A经过左侧滑轮正下方时，物块B的速度最大 D．物块A能达到的最大速度为1m/s 10．如图所示，一根长为3L的轻杆可绕水平转轴O转动，两端固定质量均为m的小球A和B， A到O的距离为L，现使杆在竖直平面内转动，B运