2022届高考物理二轮专题训练 能量守恒定律 WORD版含答案.docx

1、刷题卷 能量守恒定律 2022年高考物理专题训练一、单选题1（2021重庆八中高三阶段练习）如图所示，一处于自然长度的轻弹簧左端固定，右端连接一物块。弹簧的劲度系数为k，物块质量为m，物块与桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，现以恒力F（Fmg）将物块拉动位移x，则拉动过程中（）A物块向右做匀加速直线运动至速度达到最大B当物块的速度v=0时，物块将保持静止C当F=mg+kx时，弹簧的弹性势能和动能均达到最大值D当Fmg）将物块自平衡位置开始向右拉动，则系统的最大势能为（）ABCD4如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙

2、上，并且处于原长状态，现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），重力加速度为g，则在圆环下滑到最大距离的过程中（）A圆环的机械能守恒B弹簧弹性势能增加了mgLC圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和始终保持不变5（2021江苏苏州市苏州高新区第一中学高三阶段练习）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，上升到最高点时距N点高度为。不计空气阻力，则以下说法错误的是（

3、）A传送带匀速传动的速度大小为B经过足够长的时间，滑块最终静止于N点C滑块第一次在传送带上运动的整个过程中产生的热量为D滑块第三次在传送带上运动的整个过程中产生的热量为6（2021北京顺义高三模拟）某探究性科学小组让质量为m的木块以初速度沿倾角可在090之间任意调整的足够长的木板底端向上滑行，木板与物块间摩擦因数不变。测出木块沿木板向上所能达到的最大位移，画出木块向上所能达到的最大位移与对应木板倾角的图像如图所示，由该图像可求木块与木板间的动摩擦因数是（）ABCD7（2021青海西宁市教育科学研究院高三模拟）如图是地铁车站，车站的路轨要建的高一些，当列车以一定的速度到达坡下A处时，关闭发动机在

4、车上坡过程中通过控制刹车使列车刚好停在B处，由A到B的过程中，列车动能的变化量、重力势能的变化量、合外力的功和重力的功分别用、和表示，则（）ABCD二、多选题8（2022宁夏石嘴山市第三中学高三模拟）如图甲所示，光滑细杆竖直固定，套在杆上的轻弹簧下端固定在地面上，套在杆上的小滑块向下压缩弹簧至离地高度h0.05m处，滑块与弹簧不拴接。由静止释放滑块，地面为零势能面，滑块上升过程中的机械能E和离地面的高度h之间的关系如图乙所示，g10m/s2，不计空气阻力。由图像可知（）A小滑块的质量为0.2kgB轻弹簧原长为0.1mC弹簧的最大弹性势能为0.5JD滑块距地面的最大高度为0.2m9（2021福建

5、省福清第一中学高三期中）如图，轻弹簧一端固定在倾角为的斜面底端。一质量为m的物体从距弹簧上端d处由静止释放，向下运动位移L后停在最低点。已知弹簧始终在弹性限度内，物体与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则物体向下运动过程（）A摩擦产生的热量为mgLB物体机械能的减少量为mgLsinC物体的最大动能为mgdsinmgdcosD弹簧弹性势能的最大值为mgLsinmgLcos10（2021山西高三阶段练习）如图甲所示，轻弹簧的一端栓接在倾角为30的斜坡底端，质量为0.1kg的小物块从斜面上方某处由静止下滑。取坡底所处水平面为零势能面，以物块开始下滑的位置为原点，沿斜面向下为x轴正方向建坐标系，在

6、物块下滑的整个过程中，物块的重力势能、弹簧的弹性势能与物块发生的位移的关系分别如图乙中图线a、b所示。已知弹簧始终在弹性限度内，取，则（）A物块释放位置距坡底的高度为1.0mB物块在下滑过程受到的摩擦力大小为0.25NC物块与斜面间的动摩擦因数为D物块刚接触弹簧时的动能为0.15J11（2021安徽六安一中高三阶段练习）如图所示，传送带的水平部分长度为1m，倾斜部分长度为1.5m，与水平方向的夹角为37。传送带沿图示顺时针方向匀速率运动，速率为2m/s。现将质量为小煤块A从静止轻放到处，它将被传送到点，己知小煤块与传送带间的动摩擦因数为，且此过程中煤块不会脱离传送带，下列说法正确的是（）A小煤

7、块从点运动到点的过程中，电动机多消耗的电能为6JB为使小煤块不从点水平抛出，则皮带轮半径至少为0.4mC从点运动到点的过程，小煤块在传送带上留下的痕迹长度为0.5mD从点运动到点的过程，小煤块和皮带间因摩擦而产生的热量为3J三、实验题12（2021广东深圳高三模拟）某实验小组利用如下装置探究弹簧的物理性质，所用器材有：气垫导轨、光电门、数字计时器（图中未画出）、带有挡光条的滑块、砝码等。（1）实验步骤：将气垫导轨放在桌面上，打开气泵并将导轨调至水平，判断调平的依据：_；应选用宽度d=_（填“A”、“B”或“C”）的挡光条实验误差更小；A0.50cmB2.00cmC3.00cm将轻质弹簧一端固定

8、于气垫导轨左侧，另一端与滑块相连，当滑块静止（弹簧处于长）时，将光电门中心正对挡光条所在位置安装在导轨上；用跨过定滑轮的轻绳将滑块与砝码盘相连，放一个砝码，如图（a）所示。测得稳定时弹簧长度l，计算出弹簧形变量x；剪断细绳，记录挡光时间t，由v=_测得滑块通过光电门时的瞬时速度；逐次递增砝码个数，重复步骤。记录的部分数据如下表，根据数据可得弹簧劲度系数k=_N/m（g取9.8m/s2）砝码质量（g）050100150200250弹簧长度l（cm）15.6017.5619.5421.4623.4025.32根据实验数据，获得-x图线，如图（b）所示。（2）回答下列问题：释放滑块过程中，弹簧的弹性

9、势能转化为_；由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能Ep与弹簧形变量x的关系为_；ABC简述理由：_。13用DIS做摩擦做功使温度升高的实验装置如图a所示，某次实验得到的温度随时间变化关系图线如图b所示。（1）实验中，棉绳与黄铜管摩擦时，克服摩擦力做功将_能转化为_能，使管内气体温度升高。 （2）对于图b图线，下列解释中正确的有( )Aab段与bc段相比，bc段对应棉绳与铜管摩擦较快Bfg段温度基本没变，所对应棉绳与铜管一定没有摩擦Cgh段温度逐渐下降，所对应棉绳与铜管一定没有摩擦Dhi段虽然温度逐渐下降，但对应棉绳与铜管可能还有摩擦四、解答题14（2022河南濮阳高三开学考试）如图所示，

10、一自然长度小于R的轻弹簧左端固定，在水平面的右侧，有一底端开口的光滑圆环，圆环半径为R，圆环的最低点与水平轨道相切，用一质量为m的小物块（可看作质点）压缩弹簧右端至P点，P点到圆环最低点距离为2R，小物块释放后，刚好过圆环的最高点，已知重力加速度为g，小物块与水平面间的动摩擦因数为。（1）弹簧的弹性势能为多大？（2）改变小物块的质量，仍从P点释放，要使小物块在运动过程中不脱离轨道，小物块质量满足的条件是什么？15（2022山东日照青山学校高三模拟）如图所示，一水平传送带以的速度顺时针转动，其左端A点、右端B点分别与两个光滑水平台面平滑对接。右边水平台面上的C点放置一质量的物块乙，D点固定有竖直

11、挡板，C点到B点的距离，C点到D点的距离；左边水平台面上有一质量的物块甲，将物块甲从压缩弹簧的右端由静止释放（物块甲与弹簧不拴接，滑上传送带前已经脱离弹簧）。已知A、B两点间的距离，初始时弹簧储存的弹性势能，物块甲与传送带之间的动摩擦因数，取，所有的碰撞都是弹性碰撞，且碰撞时间极短，两物块均可视为质点。求：（1）从物块甲滑上传送带至与物块乙发生第一次碰撞的过程所用的时间；（2）从物块甲滑上传送带至刚要与物块乙发生第二次碰撞的过程中，系统产生的总热量；（3）第3次碰撞点与D点之间的距离；（4）第2022次碰撞刚结束时，物块甲、乙的速度大小（不要求写出过程，只要求写出结果）。16（2022山东威海

12、市教育教学研究中心高三模拟）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内粗糙半圆形轨道BC在B点平滑相连，轨道半径为R，C点为轨道最高点。用一质量为m的小球压缩轻弹簧后由静止释放，小球以某速度离开弹簧后进入轨道。弹簧的弹性势能表达式，x为弹簧的形变量，k为弹簧的劲度系数，重力加速度为g。（1）求小球经过半圆轨道最低点B时，受到的支持力的大小FN与弹簧压缩量x间的关系表达式，并定性做出能直观反映FN与x关系的图像；（2）当弹簧的压缩量为x0时释放小球，小球恰好能通过C点，求小球沿半圆形轨道运动过程中阻力所做的功（3）设小球离开C点的速度为v0，以C点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，

13、建立平面直角坐标系，写出小球离开C点后在空中运动的轨迹方程。17如图所示，有一固定在水平地面的光滑平台。平台右端B与静止的水平传送带平滑相接，传送带长L=4m，有一个质量为m=0.5kg的滑块，放在水平平台上，平台上有一根轻质弹簧，左端固定，右端与滑块接触但不连接，现将滑块缓慢向左移动压缩弹簧，且弹簧始终在弹性限度内，在弹簧处于压缩状态时，若将滑块由静止释放，滑块最后恰能到达传送带右端C点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数（g取），求：（1）滑块到达B点时的速度，及弹簧储存的最大弹性势能；（2）若传送带以3.0m/s的速度沿顺时针方向匀速转动，当滑块冲上传送带时，对滑块施加一大小恒为0.5N的水

14、平向右的作用力，滑块从B运动到C的过程中，摩擦力对它做的功；（3）若撤去弹弹簧及所加的恒力，两轮半径均为r=0.9m，传送带顺时针匀速转动的角速度为，滑块以传送带的速度（该速度未知）从B点滑上传送带，恰好能自C点水平飞出，求的大小。现让滑块从B点以5m/s速度滑上传送带，则这一过程中滑块与传送带间产生的内能。参考答案：1D【解析】A物体先向右做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，A错误；B当物块向右位移最大时，速度v=0时，合力向左，不能保持静止，B错误；C当F=mg+kx时，加速度a=0，速度、动能均达到最大值，此时形变量x不是最大值，弹簧的弹性势能不是最大值，C错误；D当加速度

15、a=0时物块因惯性继续向右运动的过程中，有Fmg+kx加速度向左，速度向右，D正确。故选D。2B【解析】由功能关系可知弹簧最大的弹性势能为钢板向上运动第一次经过点，由能量守恒可知其速度大小为选项B正确ACD错误。故选B。3D【解析】设弹簧的最大伸长量为x，由功能关系可得解得则系统的最大势能为故选D。4B【解析】A圆环在下落过程中受到弹簧的拉力，拉力做负功，圆环在下落过程中机械能减少， A错误；BC圆环沿杆下滑过程中，对于圆环和弹簧组成的系统，由于只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，圆环下落到最低点时速度为零，但是加速度不为零，即合力不为零；圆环下降高度所以圆环重力势能减少了mgL，弹簧

16、弹性势能增加了mgL ，C错误B正确；D圆环沿杆下滑过程中，对于圆环和弹簧组成的系统，由于只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，圆环沿杆下滑过程中速度先增大在减小，圆环的动能先变大后变小，则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先变小后变大，D错误。故选B。5B【解析】A小滑块第一次滑上传送带时的速度为v1，根据机械能守恒定律可得解得向右减速到零后，再反向加速，离开传送带时的速度为v2，滑块上升过程中根据机械能守恒定律可得解得因为所以小滑块返回时是先加速后匀速，即传送带匀速传动的速度大小为，A正确；B最终滑块下落到底端的速度大小与传送带速度大小相等时，滑块滑上传送带的速度和离开传动带的速度大小相

17、等，之后一直保持这种状态来回运动，所以小滑块不会停在N点，B错误；C设滑块与传送带之间的动摩擦因数为，小滑块第一次在传送带上减速直线运动的时间为相对传送带的距离为解得反向加速直线运动的时间为相对传送带的位移为解得滑块第一次在传送带上运动的整个过程中产生的热量为解得C正确；D第三次滑上传送带时，速度与传送带速度大小相等，所以以后每次滑上传送带产生的热量一样相同；滑上传送带减速直线运动过程中经过的时间相对传送带的距离为返回过程相对传送带的距离为滑块第三次及以后每次在传送带上运动的整个过程中产生的热量为D正确。故选B。6A【解析】当倾角为45时，物体运动到最高点的过程中，由能量守恒可知当倾角为90时

18、，物体运动到最高点的过程中，由能量守恒可知联立解得故选A。7B【解析】A根据功能关系可知，重力势能的变化量A错误；BC根据动能定理可知，合外力做的功等于动能的变化，即C错误B正确；D由A到B的过程中，列车动能的变化一部分转化为重力势能、一部分转化为系统的内能，故D错误。故选B。8AC【解析】A由图可知，初始位置重力势能为0.1J，根据可得A正确；B当机械能不变，弹簧恢复原长，可知弹簧原长为0.15m，B错误；C根据机械能守恒可知解得弹簧弹性势能最大值为C正确；D在整个运动过程中，由能量守恒定律可得解得D错误；故选AC。9BD【解析】A根据功能关系得摩擦产生的热量为故A错误；B从最高点到最低点，

19、动能不变，则机械能的减少量即为重力势能的减少量，所以物体机械能的减少量为，故B正确；C物体速度最大时，动能最大，而速度最大时，合力为零，此时弹簧一定发生形变，而是在弹簧原长是具有的动能，故C错误；D物体运动过程中，根据能量守恒，重力势能减小，转化为内能和弹簧的弹性势能，即解得故D正确。故选BD。10BD【解析】A物块在释放位置的重力势能为解得故A错误；BC物块由释放下滑过程中，根据能量守恒 解得 故B正确，C错误；D物块由释放下滑时刚好接触弹簧，根据能量守恒解得故D正确。故选BD。11BC【解析】A小煤块A轻放在a点后摩擦力作用下向右做匀加速运动，假设到达b点之前可以和皮带共速，则加速度为位移

20、为 （假设成立）小煤块从a点到和传送带共速所用的时间为皮带在煤块和皮带共速过程位移为煤块和传送带的相对滑动位移为因摩擦产生的热量为电动机多消耗的电能A错误；B运动到b点时，根据解得即为使小煤块不从点水平抛出，则皮带轮半径至少为0.4m，B正确；CD当物体A到达bc斜面后，由于所以物体A将再次沿传送带做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得物体A在传送带bc做匀加速直线运动的位移解得在bc段运动过程，传送带位移大小煤块的位移大小煤块相对于传送带的位移大小小煤块和皮带间因摩擦而产生的热量为D错误C正确。故选BC。12 在不挂重物的情况下轻推滑块，若滑块做匀速直线运动 A 滑块的动能 B 弹性势能Ep与弹

21、簧形变量x的平方正比【解析】（1）1 在不挂重物的情况下轻推滑块，若滑块做匀速直线运动，证明气垫导轨已经水平。2 极短时间内的平均速度等于瞬时速度，时间越短速度越精确，则选尺寸小的。故选A。3根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度4每增加50砝码，弹簧的形变量变化的平均值根据胡克定律（2）5 释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能6 7根据能量守恒则由图像可知，和x成正比，即弹性势能Ep与弹簧形变量x的平方正比故选B。13 机械能 内能 AD【解析】（1）12通过做功把机械能转化为内能；（2）3A棉绳与黄铜管摩擦过程中，摩擦力做功产生内能，同时铜管也放热，段与段相比，段温度变化明显，故对

22、应棉绳与铜管摩擦做功快，A正确；B段温度基本没变，但铜管放热，棉线与铜管一定有摩擦做功，B错误；C段温度逐渐下降，可能是摩擦做的功小于铜管放的热，故温度降低，C错误；D段虽然温度逐渐下降，可能是摩擦做的功小于铜放的热，故对应棉绳与铜管可能还有摩擦，D正确。故选AD。14（1）；（2）m1m或【解析】（1）小物块恰运动到最高点时，由牛顿第二定律从小物块释放至运动到最高点的过程，由能量守恒定律联立可解得（2）要使小物块在运动过程中不脱离轨道，有两种情况：小物块能够通过最高点；小物块运动中最高到达圆心等高处。设小物块质量为m1，在最高点从小物块释放至运动到最高点的过程满足解得m1m设小物块质量为m2

23、，当小物块运动的最高点不超过圆周，满足hR此时解得15（1）；（2）；（3）；（4），【解析】（1）对物块甲，从释放至滑到A点的过程中，根据能量守恒定律得解得假设物块甲滑过A点后，假设其一直匀减速运动到B点，根据牛顿第二定律和匀变速直线运动规律有联立解得假设成立，可见物块甲一直匀减速至B点，之后沿光滑水平台面匀速运动至与物块乙发生第1次碰撞。在传送带上匀减速的时间在间匀速运动的时间则从物块甲滑上传送带到与物块乙发生第一次碰撞所用的时间（2）物块甲第一次在传送带上滑动时相对传送带的位移大小设第1次碰后瞬间，物块甲和物块乙的速度分别和，以向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得联立解得甲在

24、传送带上向左滑行位移则物块甲碰后以向左滑上传送带减速至0后，又反向加速至；甲在传送带上向左运动到速度减为0时，两者相对位移大小为可右运动到B点时，两者相对位移大小为则从物块甲滑上传送带至刚要与物块乙发生第二次碰撞，系统产生的总热量（3）物块甲与物块乙第一次碰后再返回到右边水平台面的时间为物块乙运动的距离为即当甲物块返回到右边水平台面时，乙物块刚好与竖直挡板碰后反向运动，则二者刚好在的中点发生第二次碰撞；同理以向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得解得第二次碰后物块甲和乙的速度分别为，甲在传送带上向左滑行位移则物块甲碰后以向左滑上传送带减速至0后又反向加速至，与物块乙发生第三次碰撞。因

25、此第三次碰撞点的位置与D点间的距离为。（4）从（3）总分析不难得出：第2022次碰撞刚结束时，物块甲速度大小物块乙的速度大小16（1）， ；（2）；（3）【解析】（1）由能量守恒得解得（2）恰好通过最高点解得（3）根据题意可知轨迹方程为17(1) 4m/s ，4J ；(2) -3.75J ；(3)，1J.【解析】(1) 滑块从释放至运动到B点，由能量守恒得从B到C，由动能定理得联立解得vB=4m/s弹簧的弹性势能转化为滑块的动能解得Ep=4J(2) 由于vBv传，滑块滑上传送带时，加速度大小为a，有mg-F=ma滑块减速到与传送带共速时，有运动学公式得解得x1=3.5mL故滑块之后匀速运动，从B到C，由动能定理得解得Wf=-3.75J(3) 滑块恰能在C点水平飞出传送带，则有又vC=r0代入数据得滑块要减速到C点mg=ma解得a=2m/s又由运动学公式得vC=vB-at解得t=1s则解得x1=4m传送带距离为x2=vCt=3m内能为Q=mg（x1-x2）联立解得Q=1J