高考物理一轮复习考点通关检测突破卷05 机械能守恒和能量守恒定律的综合应用专题（2份，原卷版+解析版）

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机械能守恒和能量守恒定律的综合应用专题（曲线运动，铁链，连接体，板块，传送带）（8单选+8多选+2计算）
1．（2024·陕西安康·模拟预测）如图所示，内壁光滑的四分之三圆弧形槽放置在水平地面上，O点为其圆心，A、B为圆弧上两点，OA连线水平，OB连线竖直，槽的质量为5m，圆弧的半径为R。一个质量为m的小球从A点以初速度v0（未知）竖直向下沿槽运动，小球运动至最高点B时槽对地面的压力刚好为零。不计空气阻力，重力加速度为g，槽始终未发生移动，则小球的初速度大小v0为（ ）
A．B．C．D．
2．（22-23高一下·四川内江·期末）如图所示，匀质铁链质量为m，长度为L，现使其L2放在倾角为30°的光滑斜面上，其余部分竖直下垂。若由静止释放使铁链自由运动，则铁链下滑至整条铁链刚好全部离开斜面时，铁链的速度为（ ）

A．B．C．D．
3．（2024·青海·模拟预测）如图所示，顶角P为53°的光滑“”形硬杆固定在竖直平面内，质量均为m的小球甲、乙（均视为质点）用长度为L的轻质硬杆连接，分别套在“”形硬杆的倾斜和水平部分，当轻质硬杆呈竖直状态时甲静止在A点，乙静止在C点。甲由于受到轻微的扰动开始运动，当甲运动到B点时，轻质硬杆与“”形硬杆的倾斜部分垂直，重力加速度大小为g，则甲在B点的速度大小为（ ）
A．B．
C．D．
4．（2024·新疆省直辖县级单位·模拟预测）质量不计的直角支架两端分别连接质量为2m的小球A和质量为3m的小球B，支架的两直角边长度分别为L和L2，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时边水平，现将小球A由静止释放，重力加速度为g，则（ ）
A．小球A到达最低点时的速度大小为
B．当水平方向夹角为37°时，小球A、B速度达到最大
C．小球B最大速度为
D．小球A到达最低点的过程中，杆对小球A所做的功为
5．（2024·山东济南·二模）如图所示，倾角为的足够长的光滑斜面体固定在水平地面上，底端附近垂直斜面固定一挡板，小物块甲、乙用轻弹簧拴接后置于斜面上，甲的质量为m。初始静止时，弹簧压缩量为d。某时刻在甲上施加一沿斜面向上的恒力，当弹簧第一次恢复原长时将恒力撤去，甲到最高点时乙刚要离开挡板。已知甲物体做简谐振动的周期为T，弹簧的弹性势能为E，，其中k为劲度系数（k未知），x为形变量，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度以内。则（ ）
A．小物块乙的质量为2m
B．甲运动到最低点时的加速大小为2g
C．从撤去外力到甲运动到最高点的时间为
D．弹簧的最大弹性势能为
6．（2024·黑龙江吉林·模拟预测）如图甲所示，一粮食储备仓库工人正利用传送带运送货物，以恒定速率v0逆时针运行的传送带与水平面的夹角θ=37°，转轴间距L=3.5m。工人将货物（可视为质点）沿传送方向以速度v1=1.5m/s从传送带顶端推下，t=4.5s时货物运动到传送带底端，货物在传送带上运动的v-t图像如图乙所示。已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则（ ）
A．t=2.5s时，货物所受摩擦力方向改变
B．货物与传送带间的动摩擦因数为0.4
C．传送带运行的速度大小为0.5m/s
D．货物向下运动过程中所具有的机械能先减小后不变
7．（2024·云南·模拟预测）如图所示，一固定的四分之一光滑圆弧轨道与逆时针匀速传动的水平传送带平滑连接于N点，圆弧轨道半径为R。质量为m的小滑块自圆弧轨道最高点M由静止释放，滑块在传送带上运动一段时间后返回圆弧轨道，第一次上升的最高点距N点高度为23R，重力加速度为g。则以下说法正确的是（ ）
A．传送带匀速传动的速度大小为
B．经过足够长的时间，小滑块最终静止于N点
C．小滑块第二次上升的最高点距N点高度为
D．小滑块第一次在传送带上运动的整个过程中产生的热量大于
8．（2024·四川成都·二模）如图，一质量为的木板静止在水平地面上，一质量为m=1kg的滑块（可视为质点）以v0=2m/s的水平速度从木板左端滑上木板，木板始终保持静止。木板足够长，滑块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为μ2（未知），重力加速度大小取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A．地面对木板的摩擦力方向水平向右
B．地面对木板的摩擦力大小为
C．μ2可能为0.12
D．整个过程中，滑块与木板间因摩擦产生的热量为
9．（2024·河南漯河·三模）如图所示，质量为、半径为R、内壁光滑的圆形轨道竖直放置在水平地面上，轨道圆心为，、是轨道上与圆心等高的两点。一质量为的小球沿轨道做圆周运动且刚好能通过轨道最高点，运动过程中轨道始终保持静止状态。已知重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．小球经过轨道最低点时，速度为
B．小球经过点时，轨道对地面的压力为
C．小球经过轨道最高点时，轨道对地面的压力最小
D．小球经过点时，轨道对地面的摩擦力沿水平面向右
10．（2024·陕西铜川·模拟预测）如图所示，光滑轻质滑轮固定在天花板上，一根不可伸长的轻绳跨过滑轮分别系着物块A和小球B，物块A放置在水平地面上，小球B静止在空中，A、B质量分别为3kg、1kg，物块A与水平面间的动摩擦因数为0.5，滑轮左侧轻绳与水平面间夹角为53°，现用水平拉力F作用在小球B上使其缓慢转动至物块A即将发生滑动为止，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6，以下说法正确的是（ ）
A．轻绳上拉力先增大后减小
B．拉力F最大值为N
C．A即将滑动时，突然撤去拉力F，小球B加速度大小为m/s2
D．在A即将滑动前，撤去拉力F后，物块A仍静止不动
11．（2024·四川眉山·模拟预测）如图所示，竖直固定的光滑细杆上穿着一个小球B，小球通过一根不可伸长的轻绳绕过轻质光滑定滑轮与质量为的物块A相连，用手将物块A竖直向上托起至定滑轮左侧细绳与竖直方向的夹角为，现突然松手，物块A开始在竖直方向上做往复运动，小球最高能到达点。已知定滑轮到细杆的距离为d，Q点和定滑轮的高度相同，，，重力加速度大小为，定滑轮可看作质点，下列说法正确的是（ ）
A．小球经过点时的加速度大小为
B．小球的质量为
C．除M、P两点外小球B速率始终小于物块A速率
D．小球B在Q点速率最大
12．（2024·重庆·模拟预测）如图（a）所示，可视为质点的a、b两球通过轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，a球在外力作用下静止在地面，b球悬空。取地面为重力势能的零势能面，从t=0时静止释放a球，到b球落地前的过程中，a、b两球的重力势能随时间t的变化关系如图（b），a始终没有与定滑轮相碰，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。则（ ）
A．a、b两球质量之比为1∶3
B．b球落地时的动能为3J
C．t=0.3s时，a球离地的高度为0.225m
D．当b球的重力势能与动能相等时，b球距地面的高度为0.1m
13．（2024·四川遂宁·模拟预测）如图，两个质量均为m的小球M、N通过轻质细杆连接，杆与水平面的夹角为53°，M套在固定的竖直杆上，N放在水平地面上。一轻质弹簧水平放置，左端固定在杆上，右端与N相连，弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度大小为g。当弹簧处于原长状态时，M到地面的距离为h，将M由此处静止释放，在小球M向下运动至与地面接触的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球M释放的瞬间，小球N的加速度等于
B．小球N的对水平面的压力先减小后增大。
C．当小球N的速度最大时，小球M的加速度大小等于
D．若小球M落地时弹簧的弹性势能为，M的动能大小为
14．（2024·四川成都·模拟预测）如图甲所示的等双翼式传输机，其两侧等长的传送带倾角可以在一定范围内调节，方便不同情况下的货物传送作业，工作时两传送带匀速转动且速度大小相同。图乙为等双翼式传输机工作示意图，M1、M2代表两传送带。第一次调整M1的倾角为30°，M2的倾角为45°，第二次调整M1的倾角为45°，M2的倾角为30°，两次分别将同一货物无初速放在M1的最低端，都能传到M2的最高端。货物与M1和M2的接触面粗糙程度相同，两次运输中货物均在M1上就已与传送带共速，先后两次传输机的运行速度大小相同。则（ ）
A．第一次运送货物的时间较短
B．第二次运送货物的时间较短
C．传输机因运送货物而多消耗的能量，第一次较多
D．传输机因运送货物而多消耗的能量，第二次较多
15．（2024·河南信阳·一模）如图所示，质量为M=1kg的长木板放在粗糙的水平地面上，质量m=0.5kg的小物块置于长木板右端，小物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.4，长木板与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1。现给小物块施加一个水平向左的恒力，给长木板施加一个水平向右的恒力时撤掉力，小物块始终未从长木板上掉下来。下列说法正确的是（ ）

A．长木板的加速度
B．过程中对小物块做了的功
C．的过程中小物块与长木板之间的摩擦生热
D．恒力对小物块、木板系统做的功等于系统机械能的增加量
16．（2024·江西·模拟预测）如图甲所示，一木板静置于足够大的水平地面上，木板右端放置一质量为0.5kg的物块（可视为质点），时对木板施加一水平向右的恒定拉力F，t=2s时撤去F，物块在木板上先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，且恰好不能从木板左端掉落，整个过程中木板运动的v−t图像如图乙所示。已知各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．木板的长度为3m
B．木板的质量为0.2kg
C．物块与木板间因摩擦产生的热量为0.75J
D．木板与地面间因摩擦产生的热量为2.55J
17．（2024·山东威海·二模）如图所示，竖直面内一半径为R的部分圆筒轨道固定在水平地面上，O为圆心，AB为竖直直径，轨道末端为C点，OC与OB的夹角为θ。轨道左侧地面上有一可以沿地面左右移动的竖直立柱，其高为H，下端为D点，其上放一球b。现将质量为m的球a以速度v0从A点射入，离开C点时对轨道的压力大小为1.6N，然后击中b，已知m=0.1kg，v0=1m/s，R=0.5m，θ=37°，H=0.17m，重力加速度g取10m/s2，空气阻力忽略不计。小球可看作质点，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）a由A点运动至C点的过程中损失的机械能；
（2）BD间的距离。
18．（2024·贵州贵阳·模拟预测）如图所示，是一儿童游戏机的简化示意图。光滑游戏面板与水平面成一夹角θ，半径为R的四分之一圆弧轨道BC与长度为8R的AB直管道相切于B点，C点为圆弧轨道最高点（切线水平），管道底端A位于光滑斜面挡板底端，轻弹簧下端固定在AB管道的底端，上端系一轻绳，绳通过弹簧内部连一手柄P。经过观察发现：无弹珠时（弹簧无形变），轻弹簧上端离B点距离为3R，缓慢下拉手柄P使弹簧压缩，后释放手柄，弹珠经C点被射出，最后击中斜面底边上的某位置（图中未标出），根据击中位置的情况可以获得不同的奖励。假设所有轨道均光滑，忽略空气阻力，弹珠可视为质点。直管AB粗细不计。（g为重力加速度，弹簧的弹性势能可用计算（x为弹簧的形变量）（最后结果可用根式表示）
（1）调整手柄P的下拉距离，可以使弹珠经BC轨道上的C点射出，求在C点的最小速度？
（2）经BC轨道上的C点射出，并击中斜面底边时距A最近，求此最近距离；
（3）设弹珠质量为m，，该弹簧劲度系数，要达到（2）中条件，求弹珠在离开弹簧前的最大速度。
考点序号
考点
考向
题型分布
考点1
机械能守恒和能量守恒定律的综合应用
考向1：曲线运动中的能量问题
考向2：机械能守恒处理铁链下滑问题
考向3：机械能守恒处理轻杆连接体问题
考向4：机械能守恒处理轻绳连接体问题
考向5：能量守恒与传送带问题的结合
考向6：能量守恒与板块问题的结合
13单选+2多选