专题07 机械能及其守恒 能量转化及其守恒（湖南专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一物理下学期期末真题分类汇编

专题07 机械能及其守恒 能量转化及其守恒（原卷版） 【考点分析】 【知识点梳理】势能；重力势能；重力做功与重力势能关系；弹性势能；弹力做功与弹性势能关系；机械能；机械能守恒定律及其条件；机械能守恒定律的应用；链条下滑问题；用杆连接的系统机械能守恒问题；用细绳连接的系统机械能守恒问题；弹簧类问题机械能转化的问题；功能关系；常见力做功与相应的能量转化；能源与可持续发展；能量守恒定律 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 重力势能 与零势能面的选择有关 机械能守恒定律 或 守恒条件:只有重力或系统内弹力做功 机械能守恒的判断及应用 1．（23-24高一下·湖南岳阳·期末）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取。由图数据可知下列错误的是（    ） A．物体的质量为2kg B．时，物体的速率为20m/s C．时，物体的动能 D．从地面至，物体的动能减少100J 2．（23-24高一下·湖南郴州·期末）把质量为1kg的小球放在竖直放置的弹簧上，并把球往下按至A 位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C（图丙）。途中经过位置B时弹簧正好处于原长状态（图乙）。已知B、A 的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m，弹簧的质量和空气阻力都可忽略，取弹簧原长为弹性势能零点，重力加速度 ，则有（　　） A．小球从A 上升至 B的过程中，小球的动能一直增加 B．小球从B上升到C的过程中，小球的机械能一直减小 C．小球在位置A 时，弹簧的弹性势能为2J D．小球在位置A 时，弹簧的弹性势能为3J 3．（23-24高一下·湖南邵阳·期末）如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为（　　） A． B． C． D． 4．（23-24高一下·湖南张家界·期末）（多选）某企鹅在距海面高h处，以速度大小为如图所示的方向斜向上跳出，不计空气阻力，企鹅落水时的速度大小为v，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．企鹅经过最高点时动能为零 B．若企鹅以同样大小的速度竖直向上起跳，则落水时速度大小相等 C．重力做功为 D．企鹅的速度大小不变，方向不断改变 5．（23-24高一下·湖南郴州·期末）如图所示，从地面上以速度v0斜向上抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海面上。若以海平面为参考平面且不计空气阻力，则物体从抛出到落到海面的过程中，重力对物体所做的功为 ，物体在地面上抛出时的重力势能为 。 6．（23-24高一下·湖南岳阳·期末）在铅球比赛中，将铅球水平推出，若铅球的质量为4kg，铅球推出时离地面的高度为5m，推出时速度大小为。不计空气阻力，以地面为参考平面，取。求： （1）铅球推出时的动能和重力势能； （2）铅球落地时的速度与水平方向夹角的正切值。 7．（23-24高一下·湖南郴州·期末）如图所示，一根不可伸长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮，绳两端各系一小物块A 和B。其中，未知，滑轮下缘距地面。开始B物块离地面高，用手托住B物块使绳子刚好拉直，由静止释放B物块，A物块上升至H高时速度恰为零，重力加速度g取，对于此过程，下列说法中正确的是（　　） A．对A、B两物块及地球组成的系统，整个过程中机械能守恒 B．mB=50kg C．B刚落地时，速度大小为 D．B落地前，绳中张力大小为150N 8．（23-24高一下·湖南邵阳·期末）图为特种兵训练项目示意图，一根绳的两端分别固定在两座山的A、B处，A、B两点水平距离为20m，竖直距离为3m，A、B间绳长为25m。质量为60kg的士兵抓住套在绳子上的光滑圆环从高处A滑到低处B。以A点所在水平面为零重力势能参考平面，不计空气阻力，m/s2。士兵在滑行过程中重力势能的最小值约为（绳子处于拉直状态且形变量很小可忽略）（） A．-4200J B．-3600J C．-5400J D．-1800J 9．（23-24高一下·湖南娄底·期末）（多选）如图所示，一质量为m的小球（视为质点）固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点，将小球拉至A处，此时弹簧恰好无形变。现由静止释放小球，小球运动到O点正下方B点时的速度大小为v，此时小球与A点的竖直高度差为h。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．小球从A点运动到B点的过程中重力势能的减少量为mgh B．小球从A点运动到B点的过程中机械能守恒 C．小球到达B点时，弹簧的弹性势能为 D．小球从A点运动到B点的过程中克服弹簧弹力做的功为 10．（23-24高一下·湖南长沙·期末）（多选）如图所示，由两根不可伸长的细绳a和b悬挂在天花板上的水平木板上放置一个由足够长的弹力绳c连接的两个物块。物块的质量均为m，离地面的高度为H，初始时刻弹力绳处于拉伸状态。某时刻两根细绳a、b同时断裂，木板触地前，两物块未发生碰撞，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．木板与两物块组成的系统机械能守恒 B．物块可能先做变加速曲线运动，再做匀变速曲线运动 C．物块到地面时的速度可能小于 D．两个物块落地的速度不相同 11．（23-24高一下·湖南怀化·期末）（多选）如图所示，A、B是质量相等的两个小球，A球从高度为h的固定光滑斜面顶端静止下滑，B球从半径为h的四分之一固定光滑圆弧顶端静止下滑。关于A、B两小球的运动，下列说法正确的是（    ） A．A、B两球运动到各自底端时速度变化量相同 B．A、B两球运动到各自底端时合外力做的功不同 C．B球运动过程中重力的瞬时功率先增大后减小 D．A、B两球下滑过程机械能守恒 12．（23-24高一下·湖南·期末）（多选）如图所示，挡板固定在倾角为的斜面左下端，斜面右上端与半径为的圆弧轨道连接，其圆心在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，。质量均为的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A．弹簧的劲度系数为 B．小球到达点时的速度大小为 C．小球到达点时的速度大小为 D．小球由运动到的过程中，小球和物块的机械能之和先增大后减小 功能关系、能量的转化及守恒 13．（23-24高一下·湖南岳阳·期末）起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。又称天车，航吊，吊车。用起重机将一个质量为m的物体以加速度a竖直向上匀加速提升高度H，重力加速度为g，在这个过程中，以下说法正确的是（　　） A．起重机对物体的拉力大小为ma B．物体的动能增加了maH C．物体的机械能增加了mgH D．物体的机械能增加了maH 14．（23-24高一下·湖南长沙·期末）一种新型节能路灯如图所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能路灯的设计解释合理的是（　　） A．小风扇是用来给太阳能电池板散热的 B．小风扇是小型电动机，将电能转化为风能 C．太阳能电池板将太阳能转化为电能 D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 15．（23-24高一下·湖南长沙·期末）如图所示，甲、乙两张频闪照片分别记录了某一竖直上抛的塑料空心小球在上升和下降过程中的四个不同时刻所处的位置，已知两幅照片中的频闪时间间隔相同，、均为最高点。空气阻力大小，则下列说法中正确的是（　　） A．图乙为塑料空心小球上升时所拍摄的频闪照片 B．小球下落过程中做加速度增大的加速运动 C．小球在处的速度比处的速度大 D．塑料空心小球整个运动过程中机械能先减小后增大 16．（23-24高一下·湖南永州·期末）如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则（　　） A．返回舱在喷气过程中处于失重状态 B．返回舱在喷气过程中所受合外力做正功 C．返回舱在喷气过程中机械能减少 D．返回舱在匀速下降过程中机械能不变 17．（23-24高一下·湖南张家界·期末）喷泉经常出现在广场和公园等公共场所，它给夜色增添了一抹灵动，也给人们的生活增添了无穷乐趣。某城市广场喷泉可看作竖直向上喷出，且上升和下降水流不发生碰撞，已知喷出的水柱达125m高，喷管的半径为，不计水柱运动过程中受到的空气阻力，请你据此估算用于给喷管喷水的电动机输出功率至少为（ ） A． B． C． D． 18．（23-24高一下·湖南·期末）如图所示，放在足够大的水平桌面上的薄木板的质量m1=1kg，木板中间某位置叠放着质量m2=2kg的小物块，整体处于静止状态，已知木板与桌面间的动摩擦因数μ1=0.3，物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，薄木板足够长，现对木板施加水平向右的恒定拉力F=12N，木板和物块保持相对静止一起向右运动，且运动位移为x1=2m时，撤去拉力F，木板和小物块继续运动一段时间后均静止，下列说法正确的是（　　） A．撤去拉力F时，木板的速度v=3m/s B．撤去拉力F后，木板继续运动的位移为0.8m C．木板与物块之间的滑动摩擦力对两个物体所做的总功为0 D．全过程中产生的总热量为24J 19．（23-24高一下·湖南永州·期末）（多选）如图所示，一倾角为30°的光滑斜面固定在水平面上，斜面的底端固定一垂直斜面的挡板，上端固定一定滑轮O。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为2m的物块Q连接。一跨过定滑轮O的轻绳一端与物块Q连接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为m的物块P连接。初始时物块P在水平外力F作用下静止在直杆的A点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角为30°。去掉水平外力F，物块P由静止运动到B点时轻绳与直杆间的夹角37°。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为d，重力加速度大小为g，弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的轻绳与斜面平行，不计滑轮大小及摩擦，，。则下列说法正确的是（　　） A．物块P在A点时弹簧的伸长量为 B．物块P从A点到B点时，物块Q的势能减少量等于P、Q两物块增加的总动能 C．物块P运动到B点时，物块Q的速度为 D．物块P从A点运动到B点的过程中，轻绳拉力对物块P做的功为 9 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 机械能及其守恒 能量转化及其守恒（解析版） 【考点分析】 【知识点梳理】势能；重力势能；重力做功与重力势能关系；弹性势能；弹力做功与弹性势能关系；机械能；机械能守恒定律及其条件；机械能守恒定律的应用；链条下滑问题；用杆连接的系统机械能守恒问题；用细绳连接的系统机械能守恒问题；弹簧类问题机械能转化的问题；功能关系；常见力做功与相应的能量转化；能源与可持续发展；能量守恒定律 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 重力势能 与零势能面的选择有关 机械能守恒定律 或 守恒条件:只有重力或系统内弹力做功 机械能守恒的判断及应用 1．（23-24高一下·湖南岳阳·期末）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取。由图数据可知下列错误的是（    ） A．物体的质量为2kg B．时，物体的速率为20m/s C．时，物体的动能 D．从地面至，物体的动能减少100J 【答案】B 【详解】A．由图像可知，物体在h=4m时的重力势能为EP=mgh=80J，则物体的质量为m=2kg，故A正确，不符题意； B．h=0时，物体的机械能为100J，即动能为100J，则速率为，故B错误，符合题意； C．h=2 m时，物体重力势能为40J，机械能为90J，则物体的动能Ek=50 J，故C正确，不符题意； D．h=4 m处，机械能与重力势能相等，则动能为零，则物体的动能减少100 J，故D正确，不符题意。 故选B。 2．（23-24高一下·湖南郴州·期末）把质量为1kg的小球放在竖直放置的弹簧上，并把球往下按至A 位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C（图丙）。途中经过位置B时弹簧正好处于原长状态（图乙）。已知B、A 的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m，弹簧的质量和空气阻力都可忽略，取弹簧原长为弹性势能零点，重力加速度 ，则有（　　） A．小球从A 上升至 B的过程中，小球的动能一直增加 B．小球从B上升到C的过程中，小球的机械能一直减小 C．小球在位置A 时，弹簧的弹性势能为2J D．小球在位置A 时，弹簧的弹性势能为3J 【答案】D 【详解】A．小球从A 上升至 B的过程中，开始阶段弹力大于重力，加速度向上，即小球向上加速，动能增加；最后阶段弹力小于重力，加速度向下，即小球向上减速，动能减小，即该过程中小球的动能先增加后减小，选项A错误； B．小球从B上升到C的过程中，只有重力做功，则小球的机械能守恒，选项B错误； CD．从A到C由能量关系可知，即小球在位置A 时，弹簧的弹性势能为3J，选项C错误，D正确。 故选D。 3．（23-24高一下·湖南邵阳·期末）如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由题意知水平拉力 设小球运动到c点的速度大小为，则小球从a到c的过程，由动能定理得，解得，小球离开c点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向做竖直上抛，设小球从c到达最高点的时间为，则有，此段时间，分析小球在水平方向的运动有，，联立解得，则小球从a点开始运动到其轨迹最高点，小球在水平方向的位移为，此过程中小球的机械能增量为 故选C。 4．（23-24高一下·湖南张家界·期末）（多选）某企鹅在距海面高h处，以速度大小为如图所示的方向斜向上跳出，不计空气阻力，企鹅落水时的速度大小为v，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．企鹅经过最高点时动能为零 B．若企鹅以同样大小的速度竖直向上起跳，则落水时速度大小相等 C．重力做功为 D．企鹅的速度大小不变，方向不断改变 【答案】BC 【详解】A．不计空气阻力，企鹅做斜上抛运动，企鹅经过最高点时动能不为0，故A错误； B．若企鹅以同样大小的速度竖直向上起跳，由动能定理知，重力做功等于动能的增加量，则两种情况落水时速度方向不同，大小相同，故B正确； C．以海面为零势能面，由机械能守恒知，则重力做功为，故C正确； D．企鹅做斜上抛运动，速度方向和大小不断变化，故D错误； 故选BC。 5．（23-24高一下·湖南郴州·期末）如图所示，从地面上以速度v0斜向上抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海面上。若以海平面为参考平面且不计空气阻力，则物体从抛出到落到海面的过程中，重力对物体所做的功为 ，物体在地面上抛出时的重力势能为 。 【答案】 mgh mgh 【详解】[1]物体从抛出到落到海面的过程中，重力对物体所做的功为WG=mgh [2]以海平面为参考平面，则物体在地面上抛出时的重力势能为Ep=mgh 6．（23-24高一下·湖南岳阳·期末）在铅球比赛中，将铅球水平推出，若铅球的质量为4kg，铅球推出时离地面的高度为5m，推出时速度大小为。不计空气阻力，以地面为参考平面，取。求： （1）铅球推出时的动能和重力势能； （2）铅球落地时的速度与水平方向夹角的正切值。 【答案】（1）；；（2）1 【详解】（1）铅球推出时的动能 重力势能 （2）根据 解得 可得 则铅球落地时的速度与水平方向夹角的正切值 7．（23-24高一下·湖南郴州·期末）如图所示，一根不可伸长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮，绳两端各系一小物块A 和B。其中，未知，滑轮下缘距地面。开始B物块离地面高，用手托住B物块使绳子刚好拉直，由静止释放B物块，A物块上升至H高时速度恰为零，重力加速度g取，对于此过程，下列说法中正确的是（　　） A．对A、B两物块及地球组成的系统，整个过程中机械能守恒 B．mB=50kg C．B刚落地时，速度大小为 D．B落地前，绳中张力大小为150N 【答案】B 【详解】A．根据图像可知，A物块上升至h高时，B物块将与地面发生碰撞，可知，对A、B两物块及地球组成的系统，整个过程中机械能不守恒，故A错误； BC．A物块上升至h高时，对A、B构成的系统有，之后，B与地面碰撞，绳松弛，A向上运动，对A分析有，解得，mB=50kg，故B正确，C错误； D．对A、B分别进行分析，根据牛顿第二定律有，，解得，故D错误。 故选B。 8．（23-24高一下·湖南邵阳·期末）图为特种兵训练项目示意图，一根绳的两端分别固定在两座山的A、B处，A、B两点水平距离为20m，竖直距离为3m，A、B间绳长为25m。质量为60kg的士兵抓住套在绳子上的光滑圆环从高处A滑到低处B。以A点所在水平面为零重力势能参考平面，不计空气阻力，m/s2。士兵在滑行过程中重力势能的最小值约为（绳子处于拉直状态且形变量很小可忽略）（） A．-4200J B．-3600J C．-5400J D．-1800J 【答案】C 【详解】设平衡时绳子与竖直方向夹角为，此时特种兵受的重力与两个拉力平衡，设左右绳长分别为，有，且，故，A、B两点竖直距离为3m，故，且，故，故以A点所在水平面为参考平面，特种兵在滑行过程中重力势能最小值约为 故选C。 9．（23-24高一下·湖南娄底·期末）（多选）如图所示，一质量为m的小球（视为质点）固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点，将小球拉至A处，此时弹簧恰好无形变。现由静止释放小球，小球运动到O点正下方B点时的速度大小为v，此时小球与A点的竖直高度差为h。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．小球从A点运动到B点的过程中重力势能的减少量为mgh B．小球从A点运动到B点的过程中机械能守恒 C．小球到达B点时，弹簧的弹性势能为 D．小球从A点运动到B点的过程中克服弹簧弹力做的功为 【答案】AC 【详解】A．小球从A点运动到B点的过程中，小球重力势能的减少量等于该过程中重力对小球做的功，该过程中小球所受重力对小球做的功为，故A正确； B．小球减少的重力势能一部分转化为小球的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能，故B错误； C．对小球和弹簧组成的系统，由机械能守恒定律有，解得小球到达B点时，弹簧的弹性势能，故C正确； D．根据功能关系，小球从A点运动到B点的过程中克服弹簧弹力做的功，故D错误。 故选AC。 10．（23-24高一下·湖南长沙·期末）（多选）如图所示，由两根不可伸长的细绳a和b悬挂在天花板上的水平木板上放置一个由足够长的弹力绳c连接的两个物块。物块的质量均为m，离地面的高度为H，初始时刻弹力绳处于拉伸状态。某时刻两根细绳a、b同时断裂，木板触地前，两物块未发生碰撞，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．木板与两物块组成的系统机械能守恒 B．物块可能先做变加速曲线运动，再做匀变速曲线运动 C．物块到地面时的速度可能小于 D．两个物块落地的速度不相同 【答案】BD 【详解】A．竖直方向上，两物块仅受重力，不受支持力，做自由落体；故水平方向不受摩擦力，只受绳子弹力，因此包含绳子在内的系统整体机械能守恒；故A错误； B．初始时刻物块受重力和弹力，但是弹力逐渐变小，故合力方向逐渐变化，物块作变加速曲线运动，待弹力等于0之后，合力不变（即重力），但此时速度方向并不竖直，故物块作匀变速曲线运动；故B正确； C．落地时，物块竖直方向，解得竖直方向的速度，由于水平方向速度不为0，故实际速度必定大于；故C错误； D．两物块的运动完全对称，落地时速度大小相同，但方向不同。故D正确。 故选BD。 11．（23-24高一下·湖南怀化·期末）（多选）如图所示，A、B是质量相等的两个小球，A球从高度为h的固定光滑斜面顶端静止下滑，B球从半径为h的四分之一固定光滑圆弧顶端静止下滑。关于A、B两小球的运动，下列说法正确的是（    ） A．A、B两球运动到各自底端时速度变化量相同 B．A、B两球运动到各自底端时合外力做的功不同 C．B球运动过程中重力的瞬时功率先增大后减小 D．A、B两球下滑过程机械能守恒 【答案】CD 【详解】AB．根据动能定理可得，可得，可知两球运动到各自底端时合外力做的功相同；两球运动到各自底端时速度大小相等，但方向不同，则速度变化量大小相等，方向不同，故AB错误； C．重力的瞬时功率为，B球运动过程中的竖直分速度从零先增大后又减小到零，则B球运动过程中重力的瞬时功率先增大后减小，故C正确； D．A、B两球下滑过程，支持力不做功，机械能守恒，D正确。 故选CD。 12．（23-24高一下·湖南·期末）（多选）如图所示，挡板固定在倾角为的斜面左下端，斜面右上端与半径为的圆弧轨道连接，其圆心在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，。质量均为的小物块B、C由一轻质弹簧拴接（弹簧平行于斜面），其中物块C紧靠在挡板P处，物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在点，细绳与斜面平行，且恰好绷直而无张力，B、C处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点），物块C对挡板的作用力恰好为0。已知重力加速度为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A．弹簧的劲度系数为 B．小球到达点时的速度大小为 C．小球到达点时的速度大小为 D．小球由运动到的过程中，小球和物块的机械能之和先增大后减小 【答案】ABD 【详解】A．设弹簧的劲度系数为，初始时刻弹簧的压缩长度为，则B沿斜面方向受力平衡， 则，小球A沿圆弧运动到最低点时，物块C即将离开挡板时，设弹簧的拉伸长度为，则C沿斜面方向受力平衡，则，易得，当小球A沿圆弧运动到最低点时，B沿斜面运动的位移为，所以，解得，，故A正确； BC．设小球A到达点时的速度为，对进行分解，在沿绳子方向的速度，由于沿绳子方向的速度处处相等，所以此时B的速度也为，对A、B、C和弹簧组成的系统，在整个过程中，只有重力和弹簧弹力做功，且在和处弹簧的形变量相同，故弹性势能不变，弹簧弹力做功为0，重力对A做正功，对B做负功，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，可知，解得，故B正确，C错误； D．小球A由运动到的过程中，A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球A和物块B的机械能之和与弹簧和C的能量之和不变，C一直处于静止状态，弹簧一开始处于压缩状态，之后变为原长，后开始拉伸，则弹性势能先减小后增大，故小球A和物块B的机械能之和先增大后减小，故D正确。 故选ABD。 功能关系、能量的转化及守恒 13．（23-24高一下·湖南岳阳·期末）起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。又称天车，航吊，吊车。用起重机将一个质量为m的物体以加速度a竖直向上匀加速提升高度H，重力加速度为g，在这个过程中，以下说法正确的是（　　） A．起重机对物体的拉力大小为ma B．物体的动能增加了maH C．物体的机械能增加了mgH D．物体的机械能增加了maH 【答案】B 【详解】A．由牛顿第二定律得，解得，故A错误； B．根据，可知物体的动能增加了maH。故B正确； CD．由功能关系知物体增加的机械能等于拉力做的功为，故CD错误。 故选B。 14．（23-24高一下·湖南长沙·期末）一种新型节能路灯如图所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能路灯的设计解释合理的是（　　） A．小风扇是用来给太阳能电池板散热的 B．小风扇是小型电动机，将电能转化为风能 C．太阳能电池板将太阳能转化为电能 D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 【答案】C 【详解】A B．“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，这样只要有风，这种路灯就可以发电，填补了阴天和晚上不能发电的空白，可用于路灯晚上照明使用，故AB错误； C．“肩扛”太阳能电池板可以把太阳能转化为电能，故C正确； D．蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故D错误。 故选C。 15．（23-24高一下·湖南长沙·期末）如图所示，甲、乙两张频闪照片分别记录了某一竖直上抛的塑料空心小球在上升和下降过程中的四个不同时刻所处的位置，已知两幅照片中的频闪时间间隔相同，、均为最高点。空气阻力大小，则下列说法中正确的是（　　） A．图乙为塑料空心小球上升时所拍摄的频闪照片 B．小球下落过程中做加速度增大的加速运动 C．小球在处的速度比处的速度大 D．塑料空心小球整个运动过程中机械能先减小后增大 【答案】C 【详解】A．根据题意，设空气阻力为f，由牛顿第二定律可得，上抛时有，下降时有，可知，由可知，图甲为塑料空心小球上升时所拍摄的频闪照片，故A错误； B．根据牛顿第二定律，可知小球下落过程中做加速度减小的加速运动，故B错误； C．上升过程加速度大于下降时的加速度，最高点的速度为0，的时间等于的时间，所以小球在处速度大，故C正确； D．由于塑料空心小球在运动过程空气阻力一直做负功，根据功能关系可知机械能一直减小，故D错误。 故选C。 16．（23-24高一下·湖南永州·期末）如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则（　　） A．返回舱在喷气过程中处于失重状态 B．返回舱在喷气过程中所受合外力做正功 C．返回舱在喷气过程中机械能减少 D．返回舱在匀速下降过程中机械能不变 【答案】C 【详解】A．返回舱在喷气过程中向下做减速直线运动，加速度方向向上，返回舱在喷气过程中处于超重状态，A错误； B．返回舱在喷气过程中向下做减速直线运动，加速度方向向上，所受合外力向上，运动方向与所受合外力方向相反，所受合外力做负功，B错误； C．返回舱在喷气过程中速度减小，故动能减小；高度下降，故重力势能减小，所以机械能减小，C正确； D．返回舱在匀速下降过程中动能不变，重力势能减小，故机械能减小，D错误； 故选C。 17．（23-24高一下·湖南张家界·期末）喷泉经常出现在广场和公园等公共场所，它给夜色增添了一抹灵动，也给人们的生活增添了无穷乐趣。某城市广场喷泉可看作竖直向上喷出，且上升和下降水流不发生碰撞，已知喷出的水柱达125m高，喷管的半径为，不计水柱运动过程中受到的空气阻力，请你据此估算用于给喷管喷水的电动机输出功率至少为（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】喷出水的初速度为，在时间内喷出水的质量为，则电动机输出功率，代入数据解得 故选C。 18．（23-24高一下·湖南·期末）如图所示，放在足够大的水平桌面上的薄木板的质量m1=1kg，木板中间某位置叠放着质量m2=2kg的小物块，整体处于静止状态，已知木板与桌面间的动摩擦因数μ1=0.3，物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，薄木板足够长，现对木板施加水平向右的恒定拉力F=12N，木板和物块保持相对静止一起向右运动，且运动位移为x1=2m时，撤去拉力F，木板和小物块继续运动一段时间后均静止，下列说法正确的是（　　） A．撤去拉力F时，木板的速度v=3m/s B．撤去拉力F后，木板继续运动的位移为0.8m C．木板与物块之间的滑动摩擦力对两个物体所做的总功为0 D．全过程中产生的总热量为24J 【答案】D 【详解】A．从木板开始运动到撤去拉力F，对木板和小物块整体分析，根据动能定理有，解得v=2m/s，故A错误； B．撤去拉力后，因为，则两板相对滑动，对木板有，解得，木板继续滑行的位移，故B错误； C．撤去拉力后，对物块有，解得，物块继续滑动的位移为，一对滑动摩擦力对两个物体做的总功为，故C错误； D．对木板和物块整体，全过程有，又，解得Q总=24J，故D正确。 故选D。 19．（23-24高一下·湖南永州·期末）（多选）如图所示，一倾角为30°的光滑斜面固定在水平面上，斜面的底端固定一垂直斜面的挡板，上端固定一定滑轮O。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为2m的物块Q连接。一跨过定滑轮O的轻绳一端与物块Q连接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为m的物块P连接。初始时物块P在水平外力F作用下静止在直杆的A点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角为30°。去掉水平外力F，物块P由静止运动到B点时轻绳与直杆间的夹角37°。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为d，重力加速度大小为g，弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的轻绳与斜面平行，不计滑轮大小及摩擦，，。则下列说法正确的是（　　） A．物块P在A点时弹簧的伸长量为 B．物块P从A点到B点时，物块Q的势能减少量等于P、Q两物块增加的总动能 C．物块P运动到B点时，物块Q的速度为 D．物块P从A点运动到B点的过程中，轻绳拉力对物块P做的功为 【答案】BD 【详解】A．初始时物块P在水平外力F作用下静止在直杆的A点，且恰好与直杆没有相互作用，可知细绳的拉力为，对滑块P分析可知，解得，选项A错误； B．物块P从A点到B点时，物块Q下滑的距离，即此时弹簧被压缩，在两个状态下的弹簧弹性势能相等，则由系统机械能守恒关系可知，物块P从A点到B点时，物块Q的势能减少量等于P、Q两物块增加的总动能，选项B正确； C．物块P运动到B点时，设物块Q的速度为v，则物块P的速度，由能量关系，物块Q的速度为，选项C错误； D．物块P从A点运动到B点的过程中，轻绳拉力对物块P做的功为，选项D正确。 故选BD 。 1 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $$