专题06 机械能守恒 功能关系和能量守恒 -2024届新高考物理冲刺专项训练300题

专题06 机械能守恒 功能关系和能量守恒 一、单选题 1．（2024·山东淄博·一模）图甲是淄博市科技馆的一件名为“最速降线”的展品，在高度差一定的不同光滑轨道中，小球滚下用时最短的轨道叫做最速降线轨道。取其中的“最速降线”轨道Ⅰ和直线轨道Ⅱ进行研究，如图乙所示，两轨道的起点M高度相同，终点N高度也相同，轨道Ⅰ的末端与水平面相切于N点。若将两个相同的小球a和b分别放在Ⅰ、Ⅱ两轨道的起点M，同时由静止释放，发现在Ⅰ轨道上的小球a先到达终点。下列描述两球速率v与时间t、速率平方与下滑高度h的关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 2．（23-24高三上·广东汕头·期中）如图甲所示为东汉杜诗发明的“杜诗水排”，图乙是其水排装置图，当水流带动下卧轮转动时，通过转轴带动上卧轮转动，最后依靠弦索带动小轮完成后续的动力传动，a、b、c分别位于下卧轮、上卧轮和小轮的边缘，下列说法正确的是（　　） A．c点的线速度小于b点的线速度 B．a点的线速度大于b点的线速度 C．弦索对小轮的摩擦力方向与小轮转动方向相反 D．该装置能够将河水的重力势能全部转化为水排的机械能 3．（2023·江西·一模）荡秋千不仅是一种休闲娱乐项目，更是我国很多民族共有且盛行的游艺竞技项目。在没有他人辅助的情况下，哪种方式更容易让自己越荡越高（　　） A．当秋千向前摆时身体向前倾斜，向后摆时向后倾斜 B．当秋千向前摆时身体向后倾斜，向后摆时向前倾斜 C．当秋千摆到最高点时下蹲，下摆时站起 D．当秋千摆到最高点时站起，下摆时下蹲 4．（2024·浙江·二模）蹦床运动是一项技巧性与观赏性都很强的运动。运动员在比赛的开始阶段会先跳几下，此阶段上升的最高点会越来越高，后来最高点基本能维持稳定。下列有关此情景说法正确的是（　　） A．运动员每次上升过程，蹦床对运动员先做正功，后做负功 B．如果不考虑空气等各种阻力，运动员和蹦床组成的系统机械能守恒 C．最开始的几次起跳上升过程，蹦床弹性势能的减小量小于运动员机械能的增加量 D．对于最高点基本稳定的情景，运动员的重力势能与蹦床弹性势能之和最小时，运动员的加速度最大 5．（23-24高三下·浙江宁波·阶段练习）DIY手工能够让儿童体验到创造过程中的乐趣和成就感。图为某款DIY太阳能小车，组装成功后质量约为130g，太阳直射时行驶速度约为0.25m/s，行驶过程中阻力约为车重的0.2倍。已知太阳与地球之间的平均距离约为，太阳每秒辐射的能量约为，太阳光传播到达地面的过程中大约有37%的能量损耗，太阳能电池有效受光面积约为，则该车所用太阳能电池将太阳能转化为机械能的效率约为（    ） A．5% B．10% C．20% D．30% 6．（2024·吉林·一模）某“失重”餐厅的传菜装置如图所示，运送菜品的小车沿等螺距轨道向下匀速率运动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中，小车（　　）    A．机械能保持不变 B．动量保持不变 C．处于失重状态 D．所受合力不为零 7．（2024·重庆·模拟预测）坐过山车时，人体会分泌大量肾上腺素和多巴胺，让人感觉惊险刺激。如图所示，某车厢中游客通过环形轨道攀升的一小段时间内速率不变，则该过程中（　　） A．该游客所受合力做功为零 B．该游客所受合力始终为零 C．该游客的机械能守恒 D．该游客所受重力的瞬时功率一定变大 二、多选题 8．（23-24高三上·四川绵阳·阶段练习）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，方便不同工况下的货物传送作业，工作时两传送带匀速转动且速度相同。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倾角为30°，M2倾角为 第二次调整M1倾角为45°，M2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上就已与传送带达共速，先后两次传输机运行速度相同。则（　　） A．两次运送货物经过的时间相等 B．第一次运送货物的时间较短 C．传输机因运送物件而多消耗的能量，两次相等 D．传输机因运送物件而多消耗的能量，第二次较多 9．（23-24高三上·山东·阶段练习）辘轳是中国古代常见的取水设施，某次研学活动中，一种用电动机驱动的辘轳引发了同学们的兴趣。如图甲所示为该种辘轳的工作原理简化图，已知辘轳的半径为r=0.2m，电动机以恒定输出功率将质量为m=3kg的水桶由静止开始竖直向上提起，提起过程中辘轳转动的角速度随时间变化的图像如图乙所示。忽略辘轳的质量以及所有摩擦阻力，取重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（    ） A．电动机的输出功率P=30W B．0~4s内水桶上升的高度为3.95m C．0~4s内井绳对水桶的拉力逐