专题突破练07 机械能守恒 能量守恒（Word练习）-【优化指导】2024高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材）

专题突破练(七)　机械能守恒　能量守恒 1．(2023·浙江宁波二模)如图所示，近千架无人机群构造了高空巨幅光影“汤匙里的汤圆”，某段时间内，“汤圆”静止，而“汤匙”正在匀速向上运动。在该段时间内下列说法正确的是(　　) A．“汤匙”中的无人机受到合外力向上 B．“汤匙”中的无人机的机械能保持不变 C．“汤圆”中的无人机对空气做正功 D．“汤圆”中的无人机消耗的电能全部转化为无人机的光能和空气的动能 C　解析：“汤匙”正在匀速向上运动，所以合外力为零，A错误；“汤匙”正在匀速向上运动，动能不变，重力势能增加，所以机械能增大，B错误；“汤圆”中的无人机使空气流动，对空气做正功，C正确；“汤圆”中的无人机消耗的电能转化为内能、无人机的光能和空气的动能，D错误。 2．(2021·重庆卷)如图所示，竖直平面内有两个半径为R，而内壁光滑的圆弧轨道，固定在竖直平面内，地面水平，O、O′为两圆弧的圆心，两圆弧相切于N点。一个小物块从左侧圆弧最高处由静止释放，当通过N点时，小物块的速度大小为(重力加速度为g)(　　) A．　　B．　　C．　　D． D　解析：设图中NO连线与水平方向的夹角为θ，小物块运动到N点时到地面的高度为x，由几何关系可得sin θ＝＝，可得θ＝30°，设小物块通过N点时速度为v，小物块从左侧圆弧最高点由静止释放，由机械能守恒定律可知mgR sin θ＝mv2，解得v＝，D正确。 3．(2021·海南卷)水上乐园有一个末端水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示，滑梯顶端到末端的高度H＝4.0 m，末端到水面的高度h＝1.0 m。重力加速度g取10 m/s2，将人视为质点，不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯末端的水平距离为(　　) A．4.0 m B．4.5 m C．5.0 m D．5.5 m A　解析：设人从滑梯由静止滑到滑梯末端的速度为v，根据机械能守恒定律可知mgH＝mv2，解得v＝4 m/s，从滑梯末端水平飞出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据h＝gt2可知人在空中运动的时间为t＝＝ s＝ s，水平方向做匀速直线运动，则人的落水点距离滑梯末端的水平距离为x＝vt＝4× m＝4.0 m，A正确。 4．(2023·安徽蚌埠三模)如图甲所示，x轴的正方向竖直向下，其原点为O，一个钢球从x轴上的P点沿竖直方向抛出，之后钢球落入黏性液体中，黏性液体底部坐标为x2；钢球在运动过程中机械能E随位置坐标x的变化规律如图乙所示，图中ab为直线，bc为曲线。不计空气阻力，则下列判断正确的是(　　) A．钢球从P点抛出时速度竖直向下 B．钢球进入液体后先加速运动后匀速运动 C．钢球在液体中下落时动能越来越小 D．钢球在液体中下落时所受阻力越来越大 D　解析：钢球从x轴上的P点沿竖直方向抛出，由题图可知从O到x1，机械能守恒，由于O是坐标原点，所以钢球抛出时的速度竖直向上，A错误；钢球进入液体后，机械能减小，是由阻力做功引起的，有ΔE＝fx，由题图可知钢球在液体中下落时机械能减小得越来越快，故所受阻力越来越大，则钢球刚进入液体时阻力小于重力，钢球做加速度减小的加速运动，当f>G后，钢球做减速运动，故钢球在液体中下落时的动能先增大后减小，B、C错误，D正确。 5．(2023·山东名校联盟模拟)如图所示，质量分布均匀的铁链，静止放在半径R＝ m的光滑半球体上方。给铁链一个微小的扰动使之向右沿球面下滑，当铁链的端点B滑至C处时其速度大小为3 m/s。已知∠AOB＝60°，以OC所在平面为参考平面，g取10 m/s2。则下列说法正确的是(　　) A．铁链下滑过程中靠近B端的一小段铁链机械能守恒 B．铁链在初始位置时其重心高度为 m C．铁链的端点A滑至C点时其重心下降2.8 m D．铁链的端点A滑至C处时速度大小为6 m/s C　解析：铁链下滑过程中靠近B端的一小段铁链受到上边铁链的拉力，该拉力做负功，故机械能不守恒，A错误；根据几何关系可知，铁链长度为L＝＝2 m，铁链全部贴在球体上时，质量分布均匀且形状规则，则其重心在几何中心且重心在∠AOB的角平分线上，故铁链在初始位置时其重心与圆心连线长度等于端点B滑至C处时其重心与圆心连线长度，均设为h0，根据机械能守恒有mgh0－mgh0sin 30°＝mv，代入数据解得h0＝1.8 m，B错误；铁链的端点A滑至C点时，其重心在参考平面下方处，则铁链的端点A滑至C点时其重心下降Δh＝h0＋＝2.8 m，C正确；铁链的端点A滑至C处过程，根据机械能守恒有mgΔh＝mv，解得v2＝2 m/s，D错误。 6．(2021·浙江6月选考)大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱，达到1