贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-05重力势能和弹性势能、机械能守恒定律、能量守恒定律

这是一份贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-05重力势能和弹性势能、机械能守恒定律、能量守恒定律，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-05重力势能和弹性势能、机械能守恒定律、能量守恒定律 一、单选题1．（2022·贵州贵阳·统考二模）中国天宫空间站在离地面400-450km的轨道上运行，因受轨道上稀薄空气的影响，其轨道高度会逐渐降低，随着轨道高度逐渐降低，空间站一定增大的物理量是（　　）A．加速度 B．机械能 C．重力势能 D．周期2．（2020·贵州铜仁·统考二模）如图，在竖直平面内有一光滑水平直轨道，与半径为R的光滑半圆形轨道相切于B点，一质量为m（可视为质点）的小球从A点通过B点进入半径为R的半圆，恰好能通 过轨道的最高点M，从M点飞出后落在水平面上，不计空气阻力，则（　　）A．小球在 A点时的速度为 B．小球到达B点时对轨道的压力大小为mgC．小球从B点到达M点的过程中合力的冲量大小为D．小球运动到与圆心等高处对轨道的压力大小为3mg3．（2021·贵州黔东南·统考一模）某同学玩高空荡秋千，如图所示，工作人员拉动秋千（由2条等长的秋千绳悬挂）的座椅，使秋千绳与竖直方向的夹角为θ时由静止释放，不计空气阻力，若该同学（含座椅及装备）的质量为m，重力加速度大小为g，则其到达最低点时，每条秋千绳的拉力大小为（　　）A．3mg－2mgcosθ B．2mg－2mgcosθC．－mgcosθ D．mg－mgcosθ4．（2022·贵州贵阳·统考模拟预测）神舟十三号返回舱进入大气层，减速伞打开后，将返回舱的运动简化为竖直方向的直线运动，其运动的图像如图所示。设该过程中，重力加速度和返回舱质量不变，则返回舱（　　）A．重力的功率在时间内随时间减小B．所受合力在时间内做正功C．加速度的值在时间内随时间增大D．机械能在时间内不变5．（2022·贵州贵阳·统考模拟预测）如图所示，一条不可伸长的轻质软绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个质量分别为、的小球a和b、用手按住a球静止于地面时，b球离地面的高度为h。两物体均可视为质点，定滑轮的质量及一切阻力均不计，重力加速度为g。释放a球，b球刚落地时的速度大小为。则的值是（　　）A． B． C． D． 二、多选题6．（2020·贵州铜仁·统考三模）将质量为m的重物穿在竖直固定的光滑直杆上，重物可沿杆上下滑动。轻绳一端连接重物，另一端绕过光滑定滑轮P，竖直向下用力F拉绳头使重物从静止开始上升。已知P到杆的距离PQ 等于12l，重物初始位置到Q的距离等于16l，拉力F恒为。在重物上升到最高点的过程中（g为重力加速度），重物（　　）A．最大加速度等于g B．机械能一直增加C．重力势能的增加量小于16mgl D．动能的最大值为7．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC=h．圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A；弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则圆环（ ）A．下滑过程中，加速度一直减小B．下滑过程中，克服摩擦力做功为C．在C处，弹簧的弹性势能为D．上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度 三、解答题8．（2020·贵州铜仁·统考二模）如图，圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径为R，MN为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球A以某一速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距N为4R。重力加速度为g，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求：（1）粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t；（2）小球A冲进轨道时速度v的大小。9．（2021·贵州六盘水·统考一模）如图，同竖直平面内的倾斜轨道AB与半径为0.9 m的圆轨道BCD相切于B点，倾斜轨道的倾角为，。质量为0.2 kg的小球b静止在圆轨道的最低点C处，质量为0.6 kg的小球a从AB上的P点处由静止滑下，到C点时与b发生弹性正碰，碰后b经过圆轨道的最高点D时对圆轨道恰好无压力。不计一切摩擦，两小球均可视为质点，取重力加速度大小g=10 m/s2。求(1)碰后瞬间b的动能；(2)P、C两点的高度差；(3)b离开D点后，再落到AB上的时间。10．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）某同学身高，在学校运动会上参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了高度的横杆。若不计阻力，你能根据机械能守恒定律估算出他起跳时竖直向上的速度吗？11．（2022·贵州贵阳·统考模拟预测）如图所示，光滑的圆弧轨道竖直放置，在右侧点与一倾斜传送带相切。为圆弧轨道最低点，圆弧所在圆的圆心为，水平，。一质量的小物块（可视为质点）从圆弧轨道最左端以的初速度向下运动。已知圆弧轨道半径，传送带，在电机驱动下始终以速度顺时针匀速转动（与轮子间无相对滑动），小物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：（1）小物块下滑到点时轨道对物块的支持力的大小；（2）小物块从滑上传送带减速至与传送带运动速度相等过程的时间；（3）传送带在传送小物块过程中，因摩擦力做功而产生的热量。
参考答案：1．A【详解】A．人造卫星加速度由万有引力提供高度降低，向心加速度变大，A正确；B．由于收到稀薄空气的影响，空气阻力阻碍物体运动，做负功，则机械能减小，B错误；C．由重力势能轨道高度降低，重力做正功，重力势能减小，C错误；D．根据万有引力提供向心力可得当轨道高度降低，周期变小，D错误；故选A。2．D【详解】A．小球恰好能通过半圆的最高点M，由重力提供向心力，由牛顿第二定律得解得由A到M，由动能定理得解得故A错误；B．由A到B，速度不变在B点时，对B点进行受力分析重力提供向心力，由牛顿第二定律得所以由牛顿第三定律得，小球到达B点时对轨道的压力大小为故B错误；C．小球在B点时速度向右，大小为，在M点时，速度向左，大小为，小球从B点到达M点的过程中，取向右为正，合力的冲量为动量的变化故C错误； D．小球运动到与圆心等高处时，由动能定理知在那一点，弹力提供向心力由牛顿第三定律得，小球到达B点时对轨道的压力大小为故D正确；故选：D。3．C【详解】由最高点到最低点，由机械能守恒定律在最低点解得T=－mgcosθ故选C。4．A【详解】A．根据PG=mgv可知，重力的功率在时间内随时间减小，选项A正确；B．在时间内速度减小，则动能减小，则合外力做负功，选项B错误；C．图像的斜率等于加速度，可知加速度的值在时间内随时间减小，选项C错误；D．在时间内动能减小，重力势能也减小，则机械能减小，选项D错误。故选A。5．C【详解】小球a和b通过轻绳连接，在运动过程中两球的速度大小相等，机械能守恒，则有解得即C正确，ABD错误。故选C。6．BC【详解】C．设重物距离点为时到达最高点，根据动能定理解得（舍去）所以重物没有到达，就已经静止，重力势能的增加量C正确； A．设刚开始绳子和竖直杆夹角为，则则绳子对重物的拉力沿杆的分力大小为，重物所受到的合力为，根据牛顿第二定律，加速度小于，随着重物上升，夹角变大，绳子对重物的拉力沿杆的分力逐渐的减小，加速度逐渐变小，因为没有到达时，所受到的合力大小小于重力，加速度小于g，A错误；B．重物上升到最高点的过程中，绳子的拉力一直对重物做正功，杆对重物的支持力不做功，所以重物的机械能增加，B正确；D．当重物的加速为零时，重物的速度最大，此时绳子对重物的拉力沿杆的分力大小为，则绳子和杆的夹角为拉力作用点移动的距离 即重物上升的高度为根据动能定理，则最大的动能解得D错误。故选BC。7．BD【详解】由题意知，圆环从A到C先加速后减速，到达B处的加速度减小为零，故加速度先减小后增大，故A错误；从A到C，根据能量守恒：，从C到A：，联立解得：，，所以B正确，C错误； 从A到B：，从C到A：，，联立可得，所以D正确．【学科网考点】能量守恒、动能定理【方法技巧】本题涉及到受力分析、运动过程、能量变化的分析，由运动分析受力，由经过B处的速度最大，得到加速度等于零，因为物体是在变力作用下的非匀变速运动，故一定是利用能的观点解决问题，即由能量守恒得到摩擦力做功以及弹性势能的大小，本题综合性较强，难度较大． 8．（1）；（2）【详解】（1）粘合后两球飞出轨道做平抛运动，在竖直方向的位移为2R，根据平抛运动规律有解得（2）设球A的质量为m，碰撞前速度大小为，A球从N点到B点的过程中只有重力做功，所以A球在这个过程中机械能守恒，取地面为零势能面，由机械能守恒定律可知设A、B碰撞后粘合在一起的速度为，碰撞前后两球组成系统所受合外力冲量为零，所以两球动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律知飞出轨道后两球做平抛运动，水平位移为4R，由水平方向做匀速直线运动得联立以上三式解得9．(1)4.5 J；(2)1m；(3)0.4 s【详解】(1)设碰撞后小球 b 的速度为 vb，经过 D 点时速度为 v，根据牛顿第二定律 小球 b 从 C 到 D 过程中，根据机械能守恒定律得 碰后瞬间 b 的动能 代入题给数据解得 Ekb= 4.5 J (2)设P 点与C 点的高度差为 h，小球 a 到达最低点C 与小球b 碰撞前的速度为 v0，则 小球a、b碰撞过程，根据动量守恒定律和机械能守恒定律 联立得 代入题给数据解得 (3)设小球 b 再次落到 AB 时，沿水平方向通过的距离为 x，沿竖直方向下降的高度为y。根据平抛运动的规律可知 x=vt 由几何关系知 代入题给数据解得 t= 0.4 s10．【详解】由题知，人的重心升高的高度为h=1.6m-0.9m=0.7m在跳高的过程中，人的机械能守恒，设人的初速度的大小为v，地面为零势能面，由机械能守恒定律可得代入数据解得11．（1）；（2）；（3）【详解】（1）小物块从到过程，根据动能定理可得解得小物块下滑到点时，根据牛顿第二定律可得解得（2）小物块从到过程，根据动能定理可得解得小物块在传送带减速过程的加速度大小为小物块减速至与传送带运动速度相等过程的时间为（3）小物块减速至与传送带运动速度相等过程的位移为此过程传送带的位移为小物块与传送带发生的相对位移为小物块与传送带速度相同后，由于可知共速后小物块与传送带保持相对静止，一直匀速运动到传送带顶端，故传送带在传送小物块过程中，因摩擦力做功而产生的热量为