1、高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 1 - 高考物 理考前仿真预测模 拟试题 16 一、选择题( 本题共 10 小题，每小题 7 分， 共 70 分，每小题至少 有一个选项 正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1下列与能量有关的说法正确的是( ) A 做平抛运动的物体在相等时间内动能的增量相同 B 做匀变速直线运动 的物体的机械能一定不守恒 C 在竖直平面内做匀速圆周运动的物体机械能不守恒 D 卫星绕地球做圆周运动的轨道半径越大，动能越大 解 析 ： 做 平 抛 运 动 的 物 体 ， 在 竖 直 方 向 做 自 由 落 体 运 动 ， 相 等 的 时
2、间 内 竖直 方 向 的 位 移 越 来 越 大 ， 因 此 重 力 做 功 越 来 越 多 ， 相 等 的 时 间 内 动 能 的 增 量 越 来 越 大，A 错误； 物体做自由落体运动时机械能守恒，B 错误； 竖直平面内做匀速圆周 运动的物体， 动能不变， 重力势能变化， 因此 机械能不守恒， C 正确 ； 由v GM r 可 知 ， 卫星 绕地 球 做匀速 圆 周 运动 的轨 道 半径越 大 ， 速度 越小 ， 动能越 小 ，D 错 误 答案：C 2.伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至 M 点放开，摆球 会达到同 一水平高度上的N 点 如果在E 或F 处放钉 子，摆球将沿不同的圆
3、弧达到同一高 度 的 对 应 点 ； 反 过 来 ， 如 果 让 摆 球 从 这 些 点 下 落 ， 它 同 样 会 达 到 原 水 平 高 度 上 的 M 点 这个实验可以说 明， 物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面( 或弧线) 下滑时， 其末速度的大小( ) A 只与斜面的倾角有关 B 只与斜面的长度有 关 C 只与下滑的高度有关 D 只与物体的质量有关 解 析 ： 伽 利 略 设 计 的 实 验 表 明 在 空 气 阻 力 忽 略 的 情 况 下 物 体 机 械 能 守 恒 ，所 以 对 于 物 体 由 静 止 沿 不 同 角 度 的 光 滑 斜 面 下 滑 时 末 动 能 与 开 始
4、的 重 力 势 能 相 等 ， mgh 1 2 mv 2 ，v 2gh ，因此末速度大小只与下滑的高度有关，选项 C 正确 答案：C 3.半径为R 的圆桶固定在小车上， 有一光滑小球静止在圆桶的最低点， 如图所 示小车以速度 v 向 右匀速运动当小车遇到障碍物突然停止，小球在圆桶中上 升的高度可能为( ) A 等于 v 2 2gB 大于 v 2 2g高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 2 - C 小于 v 2 2gD 等于 2R 解析：由动能定理得 1 2 mv 2 mgh，得 A 正确； 能通过圆桶的最高点，高度等 于 2R ，D 对；在到达最高点前脱离圆周做
5、斜抛运动最大高度小于 v 2 2g ，因这时有动 能，B 错、C 对 答案：ACD 4. 如图所示滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状 态， 现用恒定的水平外力F 作用于弹簧右端， 在向右移动一段距离的过程中拉力F 做了 10 J 的功在上述 过程中( ) A 弹簧的弹性势能增加了 10 J B 滑块的动能增加了 10 J C 滑块和弹簧组成的系统机械能增加了 10 J D 滑块和弹簧组成的系统机械能守恒 解析：外力 F 对物体做 的功和弹簧对物体做的功是不同的，外力 F 对 物体所 做的功等于物体增加的动能和弹簧增加的弹性势能 外力对系统( 物体和弹簧) 做正 功，系统机
6、械能不守恒 答案：C 5.如图所示， 在两个质量分别为m 和 2m 的小 球a 和b 之间， 用一根长为l 的 轻杆连接( 杆质量不计) ， 两小球可绕穿过轻杆中心O 的水平轴无摩擦地转动， 现让 杆处于水平位置，然后无初速度释放，重球 b 向下转动，轻球 a 向上转动，在杆 转至竖直的过程中( ) A b 球的重力势能减少，动能增加 B a 球的重力势能增 加，动能减少 C a 球和b 球的总机械能守恒 D a 球和b 球的总机械能不守恒 解析：对于a、b 两球组成的系统，只有重力做功，所以系统的机械能守恒， 故 C 正确、D 错a 球 的动能和重力势能均增加，B 错；b 球的重力势能减少，
7、 动 能增加，但机械能减少，故 A 正确 答案：AC 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 3 - 6.如图所示，一轻弹簧固定于 O 点，另一端系一重物，将重物从与悬点 O 在 同一水平面且弹簧保持原长的A 点无初速地释放， 让它自由摆下， 不计空气阻力， 在重物由A 点摆向最低点的过程中，以下四个选项中正确的是( ) A 重物的机械能守恒 B 重物的机械能减少 C 重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变 D 重物与弹簧组成的系统机械能守恒 解析：重物由 A 点下摆 到 B 点的过程中，弹簧 被拉长，弹簧的弹力对重物做 了负功，所以重物的机械能减少，故 A 错、B
8、 正确；此过程中，由 于有重力和弹 簧 的 弹 力 做 功 ， 所 以 重 物 与 弹 簧 所 组 成 的 系 统 机 械 能 守 恒 ， 即 重 物 减 少的重力势 能等于重物获得的动能与弹簧增加的弹性势能之和，故 C 错、D 正确 答案：BD 7.如图，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的 O 点，另一端系一小球给小 球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动，在此过程中( ) A 小球的机械能守恒 B 重力对小球不做功 C 绳的张力对小球不做功 D 在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少 解 析 ： 小 球 受 重 力 、 拉 力 、 斜 面 的 支 持 力 和 摩
9、 擦 力 ， 小 球 克 服 摩 擦 力 做 功， 机械能减少，A 错； 重力做功，B 错； 绳子的 拉力与小球的运动方向垂直， 始终不 做功， 故 C 正确； 小球 动能的减少等于克服摩擦力和重力所做的总功， 所以 D 错 答案：C 8.如图所示， 一个小环套在竖直放置的光滑圆环形轨道上做圆周运动 小环从 最高点A 滑到最低点B 的过程中，其线速度大小的平方v 2 随下落 高 度h 变化的图 象可能是下图所示四个图中的( ) 解析：如果小环从最高点 A 开始滑动时有初速度 v 0 ，下滑过程中用机械能守 恒得： 1 2 mv 2 0 mgh 1 2 mv 2 ，所以v 2 v 2 0 2gh
10、，A 正确；如小环在A 点的速度为 0， 同理可得：v 2 2gh，B 正确，C 、D 均错误 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 4 - 答案：AB 9 如图所示， 在高 1.5 m 的光滑平台上有一个质量为 2 kg 的小球被 一细线拴 在 墙 上 ， 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 10 m/s 2 )( ) A 10 J B 15 J C 20 J D 25 J 解析：由h 1 2 gt
11、 2 和v y gt 得： v y 30 m/s ， 落地时，tan 60 v y v 0可得：v 0 v y tan 60 10 m/s ， 由机械能守恒得： E p 1 2 mv 2 0 ， 可求得：E p 10 J ， 故 A 正确 答案：A 10 用 下 图 所 示 装 置 可 以 研 究 动 能 和 重 力 势 能 转 化 中 所 遵 循 的 规 律 在 摆锤 从A 位置由静止开始向下摆动到D 位置的过程中( ) 重力做正功，重力势能增加 重力的瞬时功率一直增大 动能转化为重力势能 摆线对摆锤的拉力不做功 若忽略阻力，系统的总机械能为一恒量 A B C D 解 析 ： 摆 锤 向 下
12、 运 动 ， 重 力 做 正 功 ， 重 力 势 能 减 小 ， 故 错 误 由 于 开 始静 止，所以开始重力功率为零，在D 位置物体v 的方向与重力垂直，P G Gv cos ， 可知 P G 0，而在从 A 位置摆动到 D 位置的 过程中，重力功率不为零，所以摆锤 所受重力瞬时功率先增大后减小， 错误 在向下运动的过程中， 重力势能减小， 动能增加，故 错误摆线拉力与 v 方向始 终垂直，不做功，只有重力做功，故高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 5 - 机械能守恒，故 正确，选 D. 答案：D 二、 非选择题( 本题共 2 小题， 共 30 分， 解答时
13、应写出必要的文字说明、 方程 式和演算步骤，有数值计算的要注明单位) 11 (15 分) 如图所示， 一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮 Q 1 、Q 2 和质量 m B m 的小球连接， 另一端与套在光滑直杆上质量m A m 的小物块连接， 已知直 杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角 60 ，直杆上 C 点与两定滑轮均在同一高度，C 点到定滑轮 Q 1 的距离为 L ，重力加 速度为 g，设 直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰现将小物块从 C 点由静止释 放，试求： (1) 小球下降到最低点时 ， 小物块的机械能( 取C 点所在的水平面为参考平面) ； (2)
14、小物块在下滑距离 为L 时的速度大小 解析：(1) 设此时小物块 的机械能为E 1 .由机械 能守恒定律知： 小物块的机械能 等于小球机械能的减少小球在最低点的速度为零，所以 E 1 m B g(L Lsin ) mgL(1 3/2) (2) 设小物块下滑距离 为 L 时的速度大小为 v ，此时小球的速度大小为 v B ，则 v B vcos m A gLsin 1 2 m B v 2 B 1 2 m A v 2解得v 20 3gL 5 . 答案：(1)mgL(1 3/2) (2) 20 3gL 512(15 分) 如图甲所示 ，竖直平面内的光滑轨道由直轨道AB 和圆轨 道BC 组 成，小球从
15、轨道 AB 上高 H 处的某点由静止 滑下，用力传感器测出小球经过圆轨 道最高点C 时对轨道的压力为F ，并得到如图乙所示的压力F 随高度H 的变化关 系图象( 小球在轨道连接处无机械能损失，g10 m/s 2 ) 求： (1) 小球从H 3R 处滑 下，它经过最低点B 时的向心加速度的大小； (2) 小球的质量和圆轨道 的半径 解析：(1) 由机械能守恒 得： 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 6 - mgH 1 2 mv 2 B向心加速度 a v 2 B R 6g60 m/s 2(2) 由机械能守恒得： mgH mg2 R 1 2 mv 2 C由牛顿第二定律得： mg F m v 2 C R解得：F 2mg R H 5mg 根据图象代入数据得： m 0.1 kg ，R 0.2 m 答案：(1)60 m/s 2(2)0.1 kg 0.2 m 版权所 有： 高考 资源 网()
