2023年高考物理预测题之能量守恒定律

更新时间：2023-03-03 浏览次数：47 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2022高三上·朝阳期中) 小明同学进行了以下探究实验。如图所示，将滑块从轨道A的h₁高度处由静止释放，滑块冲上B轨道后达到的最大高度为h₂。减小轨道B的倾斜程度至轨道C，再次从轨道A的h₁高度处释放滑块，滑块冲上轨道C。已知轨道由同一种材料制成，粗糙程度处处相同，不计滑块在轨道连接处的机械能损失，则滑块在轨道C上达到的最大高度（　　）

A . 等于h₁ B . 等于h₂ C . 小于h₂ D . 介于h₁与h₂之间

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二、多选题

2. (2022高三上·沈阳月考) 如图所示，质量为m的小球甲固定在轻弹簧上，轻弹簧固定在水平面上，小球甲和轻弹簧套在一竖直固定的光滑杆上，小球甲和质量为4m的物体乙用跨过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接。初始时，用手托住物体乙，使轻绳刚好伸直且绳上拉力为零，此时，连接小球甲和定滑轮之间的轻绳与水平方向的夹角为 $\text{[math]}$ ，且小球甲静止于M点，现将物体乙由静止释放，经过一段时间后小球甲运动到N点，ON水平， $\text{[math]}$ 且小球在M、N两点时弹簧的弹力大小相等。已知重力加速度为g， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（　　）

A . 弹簧的劲度系数 $\text{[math]}$ B . 小球甲运动到N点时的速度大小为 $\text{[math]}$ C . 小球甲由M点运动到N点的过程中，小球甲和物体乙的机械能之和先减小后增大 D . 在小球甲由M点运动到N点的过程中，物体乙重力的瞬时功率先增大后减小

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3. (2022高三上·济南期中) 如图所示，A物体套在光滑的竖直杆上，B物体放置在粗糙水平桌面上，用一细绳连接。初始时细绳经过定滑轮呈水平，A物体从P点由静止释放，下落到Q点时速度为v，此过程中绳子一直伸直，物体B始终在水平桌面上，下列说法正确的是（）

A . A物体运动到Q点时，B物体的速度小于v B . A物体运动到Q点时，B物体的速度大于v C . A物体减少的机械能等于B物体增加的动能 D . A物体减少的机械能大于B物体增加的动能

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4. (2022高三上·保定期中) 如图所示，一根原长为l0的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连，球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴OO′匀速转动，且杆与水平面间始终保持30°角．已知杆处于静止状态时弹簧的压缩量为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）

A . 弹簧为原长时，杆的角速度为 $\text{[math]}$ B . 当杆的角速度为 $\text{[math]}$ 时，弹簧处于压缩状态 C . 在杆的角速度增大的过程中，小球与弹簧所组成的系统机械能不守恒 D . 在杆的角速度由0缓慢增大到 $\text{[math]}$ 过程中，小球机械能增加了 $\text{[math]}$

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5. (2022高三上·安徽月考) 如图所示，质量为 $\text{[math]}$ 的物块（可视为质点）从倾角为37°的固定斜面顶端由静止开始下滑，到达 $\text{[math]}$ 点时开始压缩轻弹簧，物块第一次返回后恰能到达 $\text{[math]}$ 的中点 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ ，斜面 $\text{[math]}$ 段是粗糙的，斜面上 $\text{[math]}$ 点以下是光滑的，已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计其他阻力，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（）

A . 在物块运动过程中，物块与弹簧组成的系统机械能一直在减小 B . 物块最终会保持静止状态 C . 物块与斜面 $\text{[math]}$ 段的动摩摞因数为0.25 D . 物块在斜面上 $\text{[math]}$ 段运动的总路程为 $\text{[math]}$

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6. (2022高三上·铁岭月考) 如图所示，光滑水平面MA上有一轻质弹簧，弹簧一端固定在竖直墙壁上，弹簧原长小于MA。A点右侧有一匀速运动的水平传送带AB，传送带长度l＝2m，速度 $\text{[math]}$ ，一半径为R＝0.5m的光滑半圆轨道BCD在B点与传送带相切，轨道圆心为O，OC水平。现用一质量为m＝2kg的物块（可看做质点）压缩弹簧，使得弹簧的弹性势能为 $\text{[math]}$ 。由静止释放物块，已知物块与传送带之间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ， g取 $\text{[math]}$ ，关于物块的运动，下列说法正确的是（）

A . 物块能运动到半圆轨道最高点D B . 物块运动到B点的速度为 $\text{[math]}$ C . 物块运动到C点时对轨道的压力为60N D . 若传送带速度变为v＝2m/s，物块在B点右侧不会脱离轨道

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三、综合题

7. (2023高三上·福建期中) 一种弹射游戏装置的简化示意图如图所示，它由内壁光滑的弹射器、水平直轨道AB、半径为R的竖直圆轨道BC、倾斜轨道DE连接组成，E点高度可调，小球经过E点后将沿水平方向射出。质量为m、可视为质点的小球经弹射器弹出后，能通过C点且对轨道任一点的压力大小不超过小球所受重力的7倍视为游戏成功。已知AB=3R，小球在AB段运动时所受阻力大小等于小球所受重力的 $\text{[math]}$ ，其余轨道均光滑，不计空气阻力，重力加速度大小为g。在游戏成功的前提下，求：
1. （1）小球在圆轨道BC上的最小速度 $\text{[math]}$ ；
2. （2）弹簧储存的弹性势能 $\text{[math]}$ 需要满足的条件；
3. （3）改变E点的高度，小球的最大水平射程 $\text{[math]}$ 。
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8. (2022高三上·徐州期中) 一游乐设施简化模型如图所示，挡板1、2分别固定在光滑斜面的顶端和底端，相距为L，A为一小滑块，B为不计质量的板（在外力的作用下可以瞬间获得或失去速度），长度 $\text{[math]}$ ， AB间的滑动摩擦力大小恒等于A的重力，A、B与挡板的碰撞都是弹性碰撞，已知斜面的倾角 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。
1. （1）若将置于板上端的滑块A以初速度为零释放，求滑块A到达挡板2时的速度大小。
2. （2）在挡板1处有发射装置，可以将置于板上端的滑块A沿平行于斜面的方向发向发射，要使滑块A恰能回到挡板1处，求滑块A需要的发射速度大小。
3. （3）在（2）中，若使滑块A以初速度 $\text{[math]}$ 发射，求滑块A做周期性运动时的周期。
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9. (2022高三上·江宁期中) 如图所示，倾角为 $\text{[math]}$ 的斜面固定在水平地面上，一轻绳绕过两个光滑的轻质滑轮连接着固定点P和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A与动滑轮连接，B受到竖直方向的恒力F（图中未画出），整个系统处于静止状态。已知A、B的质量均为 $\text{[math]}$ ， A与斜面间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度g取10m/s²。
1. （1）求恒力F的最小值；
2. （2）现撤去恒力F，A、B由静止释放。求：
  ①A、B释放瞬间，B的加速度大小a_B；
  
  ②当B下降 $\text{[math]}$ （B未落地）时，B的大小v_B。
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10. (2022高三上·大连期中) 如图所示，质量为2kg的物体A上表面为半径0.15m的光滑 $\text{[math]}$ 圆弧，在圆心O的正下方有一质量也为2kg的小球B（半径可忽略），在A的右侧有一质量为4kg，且与A等高的物块C处于静止状态，若开始时，A与B以相同速度3m/s向右运动，并与物块C发生弹性碰撞（碰撞时间极短），不计一切摩擦及阻力，求：
1. （1）碰撞后，物块C速度的大小；
2. （2）小球B与物块A分离时，物块A速度的大小；
3. （3）小球B到达最高点时，B与A的圆心O之间的高度差。
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11. (2022高三上·苏州月考) 如图所示，倾角为 $\text{[math]}$ 的光滑斜面末端B与水平传送带平滑衔接。一质重为 $\text{[math]}$ 的滑块（可视为质点）从斜面上的A点由静止释放，A点与B端的竖直高度差为 $\text{[math]}$ 。已知传送带匀速运行的速度为 $\text{[math]}$ ，滑块与传送带间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，传送带足够长，重力加速度 $\text{[math]}$ 。自滑块由A点释放开始，求：
1. （1）滑块第一次到达B端时的速度大小；
2. （2）滑块第二次到达B端的时间；
3. （3） $\text{[math]}$ 时间内，电动机消耗的电能。
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12. (2022高三上·南京月考) 如图所示，传送带与水平方向成 $\text{[math]}$ 角，顺时针匀速转动的速度大小为 $\text{[math]}$ ，传送带长 $\text{[math]}$ ，光滑水平面上有一块木板，其上表面粗糙，且与传送带底端B以及右侧固定半圆形光滑轨道槽的最低点C等高，槽的半径 $\text{[math]}$ 。质量 $\text{[math]}$ 的物块（可视为质点）从A端由静止释放沿传送带下滑，在底端B滑上紧靠传送带上表面的静止木板，木板质量为 $\text{[math]}$ ，木板长度 $\text{[math]}$ ，不考虑物块滑上木板时的机械能损失，物块滑到木板最右端时，木板恰好撞上半圆槽，木板瞬间停止运动，物块进入半圆形光滑轨道槽运动。已知物块与传送带间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，物块与木板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。取重力加速度 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）物块从A运动到B经历的时间t；
2. （2）物块从A运动到B与传送带摩擦产生的热量Q；
3. （3）判断物块能否通过半圆槽的最高点D，若能，求出物块经过D点的速度；若不能，求出物块离开半圆槽的位置。
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13. (2022高三上·岳阳月考) 如图所示，水平地面上有一两端开口的圆形管道，管道内部最上端有一活塞，已知管道质量为 $\text{[math]}$ ，活塞质量为m，两者间的最大静摩擦力为 $\text{[math]}$ （最大静摩擦力等于滑动摩擦力），不计空气阻力，重力加速度为g。
1. （1）当管道受到竖直向上的拉力作用时，活塞与管道间没有相对滑动，求拉力的最大值F。
2. （2）当管道突然获得竖直向上的初速度 $\text{[math]}$ 时，要使活塞不脱离管道，求管道的最小长度L。
3. （3）在上问活塞不脱离管道的条件下，求管道落地时的速度 $\text{[math]}$ 。
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