假期必刷45 机械能守恒定律及其综合应用-【快乐假期】2025-2026学年高二物理暑假必刷题

三0022- 假期必刷45 素养训练 1.D 2.A[在没有空气阻力的情况下，玩具从机器手臂处自由落 下时，重力势能转化为动能，没有能量的损失，即玩具的机械 能守恒，选项A正确：机器手臂抓到玩具水平匀速运动时， 玩具的质量和速度均不变，则动能不变，选项B错误：机器 手臂抓到玩具匀速上升时，动能不变，重力势能增大，所以玩 具的机械能变大，选项C错误；机器手臂抓玩具加速上升 时，动能和重力势能均变大，所以手臂做的功等于玩具重力 势能与动能的增大量之和，选项D错误.] 3.A[连接b球的细线摆到竖直位置时，由机械能守恒定律： mgl=合m,o2,对小球b:R一m,g=m,号，对缘a:F, mg,联立解得m。:m。=3：1,故A项正确.] 4.D[足球做斜抛运动，在竖直方向上做加速度为g的匀变 速直线运动，上升阶段U,=U,。一g1,下落阶段0，=g,由关 系式可知，速度与时间成一次函数关系，图像是一条倾斜直 线，选项A错误；不考虑空气阻力，足球只受重力作用，机械 能守恒，E不变，选项B错误；足球在水平方向上一直有速 度，则足球的动能不能为零，选项C错误；上升阶段，=V, 一g,下落阶段v,=gt,再由重力的瞬时功率P=mgv,可 得重力的瞬时功率与时间成一次函数关系，且在最高点重力 的瞬时功率为零，选项D正确.门 5.C球和b球所组成的系统只有重力做功，则机械能守 恒，故A错误；根据系统机械能守恒，则a球到达与b球等 1 高位置时，b球速度为零，则mgL=之m心，解得二 √2gL,故B错误；当球运动到两杆的交点后再往下运动 √2L,此时b球到达两杆的交点处，a球的速度为0，b球的速 度达到最大，则mg(L十巨L)=是m听，所以 =√2(1十√2)gL, 故C正确；由于系统机械能守恒，球从初位置下降到最低 点的过程中，刚性轻杆对球的弹力先做负功后做正功再做 负功，故D错误.门 素养培优 6.解析：(1)沙袋由静止释放后先竖直下落，绳子张紧后做圆周 运动，如图所示 Q△ 0c>0 mgumg 沙袋竖直下落过程中，由机械能守恒定律有mgX2Rsin9= 厂习mU,解得=√2gR,绳子张紧后，沿半径方向的速度消 失，沿国孤切线方向的逢度口=000=号V6gR,此后沙 袋做圆周运动，从绳子张紧位置运动至N点过程，由机械能 守恒定律有 8R(1-sin0)=2nd一2n, 解得4=2√10gR: (2)沙袋运动到N,点脱钩前，根据牛顿运动定律有T-mg= m尺可得绳子的张力T=?, 2mg,由动能定理有ng·2R= 1 m心，解得u=0.625 18 三物理) 答案：1)310gR(2)子mg0.625 7.解析：(1)分析蹦极者的受力，结合牛顿第二定律可知，当蹦 极者加速度为零时，速度达到最大，此时所受重力与弹力二 力平衡，有k.x=mg,代入数据可得弹性绳的仲长量x=8m. 此时蹦极者离水面高度 h,=H-L-x=40m-12m-8m=20m. (2)分析蹦极者由P点到A,点的运动可知，蹦极者只受重力 作用，只有重力微功。由机核能守恒定律得mgL=弓m暖， 则得v.=√2gL=√2×10×12m/s=4√15m/s. (3)弹性绳弹性势能最大时，伸长量最大，此时蹦极者落至最 低，点B,蹦极者的速度为零.分析从P点到B点的运动过程 可知，蹦极者和弹性绳构成的系统机械能守恒，取水面为零 势能参考平面，则在P点系统机械能为E,=mgH.在B点 系统机械能为E2=Ep十mg(H一h),则有mgH=E弹十 mg(H-)E,#=msA=号×60X10X36J=1.08X10'1. 答案：(1)20m(2)4/15m/s(3)1.08×10J 假期必刷46 素养训练 1.B2.D 3.D[设Fq图像的横坐标单位长度电荷量为qo,纵坐标单 位长度的力大小为下。根据E=卫，可知Fg图像斜率表示 、电场强度由图可知，E。二，E一4= 可每哈=41.] 4.C[带电粒子所受静电力沿电场线的切线方向或其反方 向，且指向曲线弯曲的内侧，静电力方向大致向上，因不知电 场线的方向，粒子的电性无法确定，所以选项A错误；电场 线是弯曲的，则一定不是孤立点电荷的电场，所以选项B错 误；N点处电场线密，则场强大，粒子受到的静电力大，产生 的加速度也大，所以选项C正确；因静电力大致向上，粒子 由M运动到V时，静电力做正功，粒子动能增加，速度增 加，所以选项D错误.] 5.AC[从题图中看到，中间电势高，两边电势低，且图形左右 不对称，判断9，和q2带有异种不等量电荷，A项正确；从图 线斜率看，工处的电场强度不为零，B项错误；负电荷从工 移到x,,即由低电势到高电势，电场力做正功，电势能减小， C项正确；工2处电场强度为零，所以负电荷从工1移到x2,受 到的电场力减小，D项错误.门 6.BC[因不确定该电场为匀强电场，由题中所述条件无法 确定c点电势的大小，故选项A错误：根据电势能的定义 可知，正电荷所在位置的电势越高，其电势能也越大，选 项B正确：因c点的电势无法判定，故正电荷只受电场力 作用从a点运动到c,点，动能的增减无法判定，正电荷从 b点运动到c点，电场力做功的正负也无法判定，选项C 正确，D错误.门 7.BCD[根据粒子所受电场力指向曲线轨迹的凹侧可知，带 电粒子带正电，故A错误；等差等势面越密集的地方场强越 大，故M点的电场强度比V点的小，故B正确；粒子带正 电，因为M点的电势大于在N点的电势，故粒子在M点的 电势能大于在N点的电势能：由于带电粒子仅在电场力作 用下运动，电势能与动能总和不变，故可知当电势能最大时 动能最小，故粒子在运动轨迹上到达最大电势处时动能最 小，故C、D正确.门 8.B[由于两小球始终处于相对静止状态，且二者之间的电 荷量又不相等，说明二者受到的电场力大小一定不相等，而 二者间的静电力大小一定相等，说明二者不可能是静止，而快乐假期 00M= 学而不思则罔，思而不学则殆。 假期必刷45机械能守恒定律及其综合应用 完成日期： 月 素养解读 的细线伸直并水平.现由静止释放b球，当 1.理解重力势能，知道重力势能的变化与重力 连接b球的细线摆到竖直位置时，a球对地 做功的关系.定性了解弹性势能， 面的压力恰好为0.则a、b两球的质量之 2.理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识 比为 ( 物理规律的重要性.能用机械能守恒定律分 A.3:1 B.2:1 析生产生活中的有关问题。 C.3:2 D.1:1 素养训练 4.某运动员踢出的足球在空 1.如图所示，“秋千摆”摆绳的一 中运动轨迹如图所示，足 o 端系于O点，另一端打一个比 球视为质点，空气阻力不计.用v,、E、E4、P 较大的结，便于游戏者（视为 分别表示足球的竖直分速度大小、机械能、 质点)骑跨.绳的质量、空气阻 动能、重力的瞬时功率大小，用t表示足球 力均不计.在绕O点沿竖直平 在空中的运动时间，下列图像中可能正确 面从P点摆至Q点的过程中，游戏者 的是 A.重力势能先增大后减小 B.动能始终不变 C.机械能先减少后增加 5.如图所示，两个质量相等可视为质点的小球 D.最低点处重力功率为零 2.如图所示，“娃娃机”是指 a、b通过铰链用长为√2L的刚性轻杆连接，a 将商品陈列在一个透明的 球套在竖直杆M上，b球套在水平杆N上， 箱内，其上有一个可控制 最初刚性轻杆与细杆M的夹角为45°.两根 的抓取玩具的机器手臂的 足够长的细杆M、N不接触(a、b球均可无 机器，使用者要凭自己的技术操控手臂，以 碰撞通过O点)，且两杆间的距离忽略不 取到自己想要的玩具.不计空气阻力，关于 计，将两小球从图示位置由静止释放，不计 “娃娃机”，下列说法正确的是 () 一切摩擦，重力加速度为g.下列说法中正 A.玩具从机器手臂处自由下落时，玩具的 确的是 机械能守恒 B.机器手臂抓到玩具匀速水平移动时，玩具 的动能增加 C.机器手臂抓到玩具匀速上升时，玩具的 机械能守恒 D.机器手臂抓到玩具加速上升时，机械爪 A.a、b两球组成系统机械能不守恒 做的功等于玩具重力势能的变化量 B.a球到达与b球等高位置时速度大小为 3.如图所示，a、b两小球通过轻 2 √gL 质细线连接跨在光滑轻质定 C.a球运动到最低点时，b球速度最大 滑轮（视为质点）上.开始时，a 球放在水平地面上，连接b球 D.a球从初位置下降到最低点的过程中，刚 性轻杆对a球的弹力一直做负功 90 三0022. 富三拶理 素养培优 7.(娱乐情境)蹦极是一种既惊险又刺激的运 6.(生活情境)某建筑工人从高处向楼下运送 动，深受年轻人的喜爱.如图所示，一质量为 细沙时，想出了一个巧妙的办法，如图所示， m=60kg的蹦极者在距水面H=40m高 在树权上的O点系一长度为R的轻质细 度的位置P点被原长为L=12m的弹性绳 绳，绳子另一端系铁钩（重力和大小忽略不 固定住后跳下站台，到达A处时弹性绳刚 计)，在阳台上Q点拉直绳子并将铁钩勾住 好伸直，继续下降到最低点B处时，距离水 沙袋，OQ与水平方向的夹角为0=30°，将沙 面还有h=4m.已知弹性绳的劲度系数k 袋由静止释放，沙袋运动到O点正下方N 为75N/m,蹦极者可视为质点，取g为 点时正好脱钩（脱钩过程中，沙袋无能量损 10m/s2.求： 失)，沿水平地面滑到M点停下.已知沙袋 可视为质点，质量为m,O、N两点之间的距 离为R,M、N两点之间的距离为2R,重力 加速度为g,空气阻力不计，求： 0c0 B-=- 之 (1)沙袋运动到N点时的速度大小； (1)蹦极者速度达到最大时，距离水面的 (2)沙袋运动到N点脱钩前瞬间绳子的张 高度； 力大小及沙袋与地面间的动摩擦因数， (2)蹦极者到达A处时的速度； (3)弹性绳的最大弹性势能. 91