格物学 力学机械能守恒定律

机械能守恒定律-机械能守恒定律知识点专题基础选择题自测题解析-江苏省等高中物理,平均正确率70.0%

2025-06-23
机械能守恒定律-机械能守恒定律知识点专题基础选择题自测题解析-江苏省等高中物理,平均正确率70.0%
1、['机械能守恒定律', '功能关系的应用', '机械能与曲线运动结合问题']

正确率60.0%如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平放置的压力传感器上,在$${{t}{=}{0}}$$时刻,由弹簧正上方某一高度处静止释放一个小球,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复。通过弹簧下端的压力传感器测出弹簧弹力$${{F}}$$随时间$${{t}}$$变化的图像如图乙所示。下面关于小球能量的描述正确的是$${{(}{)}}$$

A.$${{t}_{1}{~}{{t}_{3}}}$$时间内小球的机械能守恒

B.$${{t}_{2}{~}{{t}_{3}}}$$时间内小球的重力势能减少

C.$${{t}_{1}{~}{{t}_{2}}}$$时间内小球的动能减少

D.$${{t}_{2}}$$时刻小球的动能为$${{0}}$$

2、['机械能守恒定律', '重力做功与重力势能变化的关系', '重力势能']

正确率80.0%质量为$${{m}}$$的物体从离地面高度$${{h}_{1}}$$的$${{A}}$$点由静止释放,落到离地面高度$${{h}_{2}}$$的$${{B}}$$点时,速度为$${{v}}$$,已知重力加速度为$${{g}}$$,忽略空气阻力,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

A.若选择$${{A}}$$点为参考平面,则物体在$${{B}}$$点的重力势能大小为$${{m}{g}{{h}_{2}}}$$

B.若选择$${{B}}$$点为参考平面,从$${{A}}$$到$${{B}}$$满足$$m g h_{1}-m g h_{2}=\frac{1} {2} m v^{2}$$

C.若选择地面为参考平面,从$${{A}}$$到$${{B}}$$满足$$\Delta E_{p}={\frac{1} {2}} m v^{2}$$

D.参考平面的选取会影响物体在$${{A}}$$、$${{B}}$$两点的重力势能大小,进而影响物体从$${{A}}$$到$${{B}}$$重力做功的大小

3、['机械能守恒定律', '功能关系的应用', '动能定理的综合应用']

正确率80.0%“绝顶雄风”过山车位于上海欢乐谷,轨道全长为$${{9}{6}{9}}$$米,高度为$${{6}{5}}$$米,最高时速为$$1 1 5 k m / h$$,是中国最高的过山车。如图所示,过山车从斜轨上的最高点$${{A}}$$由静止滑下,经最低点$${{B}}$$运动到圆形轨道最高点$${{C}}$$,设整个过程过山车无动力且忽略摩擦阻力,取地面为零重力势能的参考平面,则过山车$${{(}{)}}$$

A.在$${{A}}$$处的重力势能大于在$${{C}}$$处的动能

B.在$${{A}}$$处的机械能大于在$${{C}}$$处的机械能

C.在$${{B}}$$处的机械能小于在$${{C}}$$处的机械能

D.在$${{B}}$$处的动能等于$${{C}}$$处的动能

4、['机械能守恒定律', '电场强度的表达式和单位', '对动量守恒条件的理解', '人船模型']

正确率80.0%如图所示,光滑的水平面上静止着一辆小车$${{(}}$$用绝缘材料制成$${{)}}$$,小车上固定一对竖直放置的带电金属板,在右金属板的同一条竖直线上有两个小孔$${{a}}$$、$${{b}}$$。一个质量为$${{m}}$$、带电量为$${{−}{q}}$$的小球从小孔$${{a}}$$无初速度进入金属板,小球与左金属板相碰时间极短,碰撞时小球的电量不变且系统机械能没有损失,小球恰好从小孔$${{b}}$$出金属板,则$${{(}{)}}$$

A.小车$${{(}}$$含金属板$${{)}}$$和球组成的系统动量守恒但该系统运动过程中机械能不守恒

B.小车$${{(}}$$含金属板$${{)}}$$和球组成的系统动量不守恒但该系统运动过程中机械能守恒

C.当小球运动到小孔$${{b}}$$时,小球速度一定竖直向下,且小车刚好回到初始位置

D.以上答案都不正确

5、['机械能守恒定律', '抛体运动的规律', '竖直上抛运动', '功率']

正确率80.0%两个完全相同的小球$${{A}}$$、$${{B}}$$,在同一高度处以相同大小的初速度$${{v}_{0}}$$分别竖直向上和竖直向下抛出,下列说法中错误的是$${{(}{)}}$$

D

A.两小球落地时的速度相同

B.两小球落地时,重力的瞬时功率相同

C.从开始运动至落地,重力对两小球做功相同

D.从开始运动至落地,重力对两小球做功的平均功率相同

6、['电磁感应现象的应用', '机械能守恒定律', '对楞次定律的理解及应用']

正确率80.0%如图所示,上下开口、内壁光滑的金属管和塑料管竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部。则关于小磁块,下列说法正确是$${{(}{)}}$$

C

A.小磁块下落时间长的管是塑料管

B.在两个下落过程中的机械能都守恒

C.小磁块在下落时间短的管中做自由落体运动

D.小磁块落至底部时速度大小相等

7、['物体的共点力平衡', '机械能守恒定律', '重力势能']

正确率80.0%地摊经济是$${{2}{0}{2}{0}}$$年下半年的热门话题。某人计划摆一个卖烤热狗的小吃地摊,如图所示,用两根水平的平行金属杆支撑热狗。假设热狗可视为质量均匀的圆柱体,生热狗烤熟后,半径变大,重力大小不变。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩,静止的生热狗烤熟后$${{(}{)}}$$

B

A.对金属杆的压力增大

B.对金属杆的压力减小

C.重力势能不变

D.机械能不变

8、['机械能守恒定律', '抛体运动的规律', '功能关系的应用']

正确率80.0%从距离地面高度为$${{5}{m}}$$处水平抛出一个物体,其动能$${{E}_{k}}$$随距地面高度$${{h}}$$的变化如图所示,取地面为重力势能零点,不计空气阻力,重力加速度$${{g}}$$取$$1 0 m / s^{2}$$。下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.物体的质量为$${{2}{k}{g}}$$

B.物体抛出的初速度为$${{5}{m}{/}{s}}$$

C.$${{h}{=}{{2}{.}{5}}{m}}$$时,动能与重力势能相等

D.物体着地瞬间速度与水平方向的夹角为$${{4}{5}{°}}$$

9、['机械能守恒定律', '功能关系的应用', '功率']

正确率0.0%如图甲竖直弹簧固定在水平地面上,一质量为$${{m}}$$可视为质点的铁球从距弹簧上端$${{h}}$$的$${{O}}$$点静止释放,以$${{O}}$$点$${{(}}$$即坐标原点$${{)}}$$开始计时,铁球所受的弹力$${{F}}$$的大小随铁球下落的位置坐标$${{x}}$$的变化关系如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度取$${{g}}$$。下列结论正确的是$${{(}{)}}$$

A.弹簧弹性势能最大值为$$m g ( h+2 x_{0} )$$

B.铁球运动过程中最大动能$$m g h+\frac{1} {2} m g x_{0}$$

C.当$${{x}{=}{h}}$$时小球重力势能与弹簧弹性势能之和最小

D.铁球压缩弹簧过程中重力做功功率逐渐增大

10、['机械能守恒定律']

正确率80.0%如图所示,倾角$${{θ}{=}{{3}{0}}{°}}$$的粗糙斜面固定在地面上,长为$${{l}}$$、质量为$${{m}}$$、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平.用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面$${{(}}$$此时物块未到达地面$${{)}}$$,在此过程中$${{(}{)}}$$

A.物块的机械能逐渐增加

B.软绳的重力势能共减少了$${{m}{g}{l}}$$

C.物块重力势能的减少量等于软绳克服摩擦力所做的功

D.软绳重力势能的减少量小于其动能的增加量与克服摩擦力所做的功之和

1. 解析:

选项分析:

A. $$t_1~t_3$$ 时间内,弹簧弹力对小球做功,小球的机械能不守恒,错误。

B. $$t_2~t_3$$ 时间内,小球从最低点被弹起,高度增加,重力势能增大,错误。

C. $$t_1~t_2$$ 时间内,小球压缩弹簧,速度减小,动能减少,正确。

D. $$t_2$$ 时刻小球速度为 0,动能为 0,正确。

正确答案:C、D。

2. 解析:

选项分析:

A. 若选 A 点为参考平面,B 点重力势能为 $$-mg(h_1 - h_2)$$,错误。

B. 若选 B 点为参考平面,从 A 到 B 重力势能减少 $$mg(h_1 - h_2)$$,动能增加 $$\frac{1}{2}mv^2$$,由机械能守恒得 $$mg(h_1 - h_2) = \frac{1}{2}mv^2$$,正确。

C. 若选地面为参考平面,从 A 到 B 重力势能减少 $$\Delta E_p = mg(h_1 - h_2)$$,不等于 $$\frac{1}{2}mv^2$$,错误。

D. 参考平面选取影响重力势能大小,但不影响重力做功,错误。

正确答案:B。

3. 解析:

选项分析:

A. A 处重力势能 $$E_p = mgH$$,C 处动能 $$E_k = mg(H - 2r)$$($$r$$ 为圆形轨道半径),显然 $$E_p > E_k$$,正确。

B. 忽略摩擦,机械能守恒,A 处和 C 处机械能相等,错误。

C. 机械能守恒,B 处和 C 处机械能相等,错误。

D. B 处动能 $$E_k = mgH$$,C 处动能 $$E_k = mg(H - 2r)$$,不相等,错误。

正确答案:A。

4. 解析:

选项分析:

A. 系统受电场力作用,动量不守恒;电场力做功,机械能不守恒,错误。

B. 同 A 分析,错误。

C. 小球从 a 进入后受电场力作用,运动到 b 时速度方向可能向下,但由于电场力作用,小车不一定回到初始位置,错误。

D. 以上选项均不正确,正确。

正确答案:D。

5. 解析:

选项分析:

A. 由机械能守恒,两小球落地时速度大小相同,方向相同,正确。

B. 落地时速度相同,重力瞬时功率 $$P = mgv \cos \theta$$,方向不同但功率相同,正确。

C. 重力做功 $$W = mgh$$,与路径无关,相同,正确。

D. 竖直上抛运动时间更长,重力做功的平均功率更小,错误。

正确答案:D。

6. 解析:

选项分析:

A. 金属管中磁块受电磁阻尼,下落时间更长,错误。

B. 金属管中磁块机械能不守恒,错误。

C. 塑料管中磁块不受阻尼,做自由落体运动,下落时间短,正确。

D. 金属管中磁块受阻尼,落至底部速度更小,错误。

正确答案:C。

7. 解析:

选项分析:

A. 热狗半径变大,支持力夹角变小,对金属杆压力减小,正确。

B. 同 A 分析,正确。

C. 重心位置变化,重力势能变化,错误。

D. 半径变化导致势能变化,机械能变化,错误。

正确答案:B。

8. 解析:

选项分析:

A. 由动能定理 $$E_k = E_{k0} + mg(5 - h)$$,由图得 $$E_{k0} = 25J$$,$$mg = 20N$$,$$m = 2kg$$,正确。

B. 初动能 $$E_{k0} = \frac{1}{2}mv_0^2 = 25J$$,$$v_0 = 5m/s$$,正确。

C. $$h = 2.5m$$ 时,动能 $$E_k = 25 + 20 \times 2.5 = 75J$$,势能 $$E_p = 50J$$,不相等,错误。

D. 落地时竖直速度 $$v_y = \sqrt{2gh} = 10m/s$$,水平速度 $$v_0 = 5m/s$$,夹角 $$\tan \theta = 2 \neq 1$$,错误。

正确答案:A、B。

9. 解析:

选项分析:

A. 弹簧最大压缩量 $$x = 2x_0$$,弹性势能 $$E_p = \frac{1}{2}kx_0^2 + mg(2x_0) = mg(h + 2x_0)$$,正确。

B. 最大动能出现在 $$x = x_0$$ 时,由能量守恒 $$E_k = mg(h + x_0) - \frac{1}{2}kx_0^2$$,错误。

C. 当 $$x = h$$ 时,系统总机械能最小,正确。

D. 重力功率 $$P = mgv$$,压缩弹簧过程中 $$v$$ 先增大后减小,错误。

正确答案:A、C。

10. 解析:

选项分析:

A. 物块向下运动,重力势能减少,机械能减少,错误。

B. 软绳重心下降 $$\frac{l}{2}$$,重力势能减少 $$\frac{mgl}{2}$$,错误。

C. 物块重力势能减少量转化为软绳动能和克服摩擦力做功,错误。

D. 软绳重力势能减少量转化为动能和克服摩擦力做功,正确。

正确答案:D。

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