2027届高三物理一轮复习—机械能守恒定律 章末检测

高三物理一轮复习—机械能守恒定律章末检测

一、单选题

1．航天员在高度为450 km的天宫空间站内，沿垂直环绕半径的方向相对空间站以速度轻抛出一小球。结合航天物理知识，下列说法正确的是（     ）

A．空间站做圆周运动的速度约为7.7 m/s

B．若空间站变轨到更高轨道做匀速圆周运动，其机械能将增大

C．舱内航天员观察小球做平抛运动

D．若小球飞出舱外，将慢慢落回地面

2．我国成功研制全球最大水平臂上回转自升塔式起重机，标志着我国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从t=0时刻由静止开始提升质量为m的物体，其a-t图像如图所示，t1~t2时间内起重机的功率为额定功率，不计其他阻力，重力加速度为g，则以下说法中正确的是（     ）

A．物体匀加速阶段的位移为

B．该起重机的额定功率为mga0t1

C．t2时刻物体的瞬时速度为

D．0~t1和t1~ t2时间内牵引力做的功之比为 t1:2(t2- t1)

3．如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在处固定质量为的小球，处固定质量为的小球，支架悬挂在点可绕过点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动。开始时与地面相垂直，放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是（     ）

A．A球到达最低点时速度为零

B．A球机械能减小量等于B球机械能增加量

C．B球向左摆动所能达到的最高位置应等于A球开始运动时的高度

D．当支架从左向右回摆时，A不可能回到起始高度

4．如图所示，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P，它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W，重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则（　　）

A． B． 

C． D．

5．如图所示，一个光滑的固定斜面，倾角= 30°，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在斜面底端，另一端与质量为2m的物体A拴接，另有质量为4m的物体B靠在A上，并施加沿斜面向下的力F = 3mg作用在物体B上，系统处于静止。现减小F，使A、B以的加速度一起匀加速向上运动，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g。则从开始匀加速后到F = 0的过程中（     ）

A．物体A、B间的弹力逐渐增大

B．F随位移非均匀变化

C．物体A、B动能增加量为

D．时，物体A、B之间的弹力大小为

6．下列说法中正确的是（     ）

A．运动物体（质量不变）所受的合力不为零，物体的动能一定变化

B．平抛运动任意相等时间内速度变化量一定相同

C．匀速圆周运动虽然不是匀变速运动，但任意相等

时间内速度变化仍相同

D．两个互相垂直的匀变速直线运动的合运动一定为匀变速直线运动

7．如图所示，足够长的直角支架aOb固定在竖直平面内，其中细杆Oa沿水平方向，细杆Ob沿竖直方向，质量均为m的光滑圆环P、Q分别套在两个细杆上，两个圆环用长度为L的不可伸长的轻绳连接。初始时P被锁定，轻绳与水平方向的夹角θ=37°，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（　　）

A．初始时，轻绳上的拉力大小为

B．解除P锁定后的瞬间，轻绳上的张力大小为

C．解除P锁定后的瞬间，Q的加速度大小为

D．解除P的锁定后，当轻绳与水平方向的夹角为53°时，P的速度大小为

二、多选题

8．如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，环与杆的动摩擦因数为，现给环一个向右的初速度，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用，已知力F的大小（k为常数，v为环的运动速度），重力加速度为g，则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功（假设杆足够长）可能为（     ）

A． B． 

C． D．

9．如图所示，倾角为θ的光滑斜面底端有一固定挡板P，质量均为m的物块A、B放置在斜面上，A、B用轻质弹簧连接，用力将弹簧压短后锁定，使A、B静止在斜面上，A与P的接触面与斜面垂直。解除弹簧锁定后，物块B开始沿斜面上滑，B上滑距离x后速度达到最大，再上滑距离x后到达最高点，此时物块A刚要离开挡板P，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（     ）

A．解除弹簧锁定前，挡板对A的支持力大小为mg sinθ

B．解除弹簧锁定瞬间，挡板对A的支持力大于2mg sinθ

C．物块B运动的最大速度为

D．物块B运动的最大速度为

10．一辆赛车在某次比赛中由静止出发，沿平直赛道以恒定功率加速，其加速度a与速度的倒数的关系如图所示，已知赛车质量为500kg，行驶过程中所受阻力大小不变，则（　　）

A．赛车运动时发动机的输出功率为200kW

B．加速过程中，赛车速度随时间均匀增大

C．运动过程中，赛车所受阻力大小为4000N

D．若30s后赛车达到最大车速，则加速过程中行驶的距离为1750m

三、实验题

11．某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，当地的重力加速度大小为。光电门、与固定横条相互间隔一定距离，均水平固定在铁架台上，它们的中心在同一条竖直线上。光电门、与光电计时器相连，可记录小球经过光电门和光电门所用的时间。

(1)用直尺和三角尺测得小钢球直径的示数如图乙所示，则小钢球的直径________；

(2)让小球紧贴固定的水平横条，在两个光电门的正上方由静止释放，光电计时器记录了小球经过光电门和光电门所用的时间、，再测出两光电门间的高度差。如果能满足关系式“2gh”与“________”（用对应物理量的符号表示）几乎相等，即能证明小球下落过程中机械能守恒；

(3)在实验时，由于小球释放后，它的球心不一定正好绝对无误地通过光电门的挡光部位，会造成测量的速度_________（填“偏大”或“偏小”）。

12．小李同学利用数据采集器研究动能和重力势能转化所遵循的规律。实验装置如图所示，在铁架台上沿竖直方向固定有带格子的圆弧形背板，摆锤释放器可绕固定点O转动并固定在某一角度；圆柱形摆锤通过绳子悬挂于点O，并可用磁铁吸附在释放器上。光电门传感器固定在圆弧形背板上，并与数据采集器相连，可自动记录摆锤通过的时长。

（1）将光电门先后分别固定在圆弧形背板上的B和C（最低点）两点，逐次将摆锤从A点自由释放。

（2）测出B点与C点的高度差hBC，以及摆锤经过B点时的挡光时间tB，已知摆锤的直径为d，则摆锤经过B点时的速度大小为________。（用已知及所测物理量字母表示）

（3）再测摆锤经过C点的时间tC，已知重力加速度为g，摆锤的质量为m，则摆锤从B点运动到C点过程中，重力势能减少量为________。（用已知及所测物理量字母表示）

（4）为了证明摆锤在B、C两点的机械能相等，需要得到的关系式是________。（用已知及所测物理量字母表示）

（5）该同学改变光电门的位置，记录了每次光电门离最低点C的高度h及其相应的挡光时间t后，绘制了四幅图像。若机械能守恒，则下列图像中正确的是(    )

A．B．

C． D．

13．如图所示，轨道ABCDE是研究小球在竖直平面内做圆周运动的条件的简易装置，A到水平桌面的高度为H，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径的圆形轨道的最高点，DE部分水平，且恰好与圆形轨道的圆心等高，水平桌面上的点位于E点的正下方。经过多次实验发现，将一质量的小球从轨道AB上的某一位置A由静止释放，小球恰能沿轨道运动通过ABCDE到达E点，不计小球与轨道的摩擦阻力以及空气阻力。（）

(1)求出A到水平桌面的高度H和小球在B点对圆轨道压力大小；

(2)若A距水平桌面高，小球仍由静止释放，到达E点离开轨道后落在水平桌面上，求落点与之间的水平距离x；

(3)若小球仍从处由静止释放，但DE到水平面的高度h可变，求落点与之间的水平距离最大值。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14．如图所示，质量为的小物块静置于水平台面的A点，在水平推力F的作用下沿直线运动至B点，AB的距离为，力F与物块运动位移x的大小关系如图所示。物块到达B点时水平飞