专题06 机械能守恒定律与能量守恒（浙江专用）-【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06 机械能守恒定律与能量守恒（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 机械能及机械能守恒定律 1．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）下列物理量中，其数值的正负号表示大小的是（    ） A．加速度 B．重力势能 C．做功 D．电荷量 2．（23-24高一下·浙江宁波·期末）如图所示是航天员在水下进行模拟航天训练的一种方式。航天员穿水槽训练航天服浸没在水中，通过配重使其在水中受到的浮力和重力大小相等。假设其总质量为m，训练空间的重力加速度为g且不变，航天员在某次出舱作业时，匀速上升距离为h的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．航天员处于完全失重状态 B．航天员与训练服之间无作用力 C．合力不做功，机械能守恒 D．机械能增加了 3．（23-24高一下·浙江金华·期末）蹦床运动中，运动员在一张有弹性的水平网状蹦床上弹起，在空中完成各种优美动作。如图所示，为我国运动员在某次蹦床时的情景图，弹到最高点时记为A位置，接着竖直向下掉落，刚碰到蹦床时记为B位置，而运动员落到最低位置时记为C位置（图中未标记）。关于运动员这一次从A运动到C的过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．运动员的机械能守恒 B．运动员先经历失重再超重 C．运动员经过B位置时速度最大 D．运动员经过C位置时处于受力平衡状态 4．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实（如图）。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个大小均为320N，方向都与竖直方向成37°的力，提着重物缓慢离开地面30cm后释放，重物自由下落将地面砸深2cm。已知重物的质量为50kg，，忽略空气阻力，则（    ） A．物体落地时的速度约为2.4m/s B．物体对地面的平均作用力大小为830N C．人停止施力到刚落在地面过程中机械能不守恒 D．重物刚落在地面时到最后静止过程中机械能守恒 5．（23-24高一下·浙江宁波·期末）学校每周一举行升旗仪式，小张同学担任升旗手，当国歌响起时，他拉动绳子使国旗由静止开始以的加速度匀加速上升，已知国旗及附件总质量。不计绳子重力和一切阻力，重力加速度取。关于上述加速过程，下列说法正确的是（　　） A．国旗增加的动能为 B．国旗增加的重力势能为 C．国旗增加的机械能为 D．小张对国旗做的功为 6．（23-24高一下·浙江杭州·期末）蹦床是深受人们喜爱的一项体育运动，也是奥运比赛项目。如图甲是运动员在蹦床上反弹达到的最高位置时的照片，乙图是下落之后达到最低处时的照片，若忽略空气阻力，则下列有关表述正确的是（　　） A．运动员在最高处时速度为0，处于平衡状态 B．运动员落到蹦床上之后，立即做减速运动 C．运动员达到最低处时，蹦床对运动员的作用力等于运动员对蹦床的作用力 D．运动员在比赛的整个过程中，那么运动员和蹦床系统机械能守恒 7．（23-24高一下·浙江杭州·期末）如图所示，一个光滑定滑轮固定在光滑平台边缘。一根轻绳跨过滑轮，两端分别系一个质量均为m的小物块A和B。初始时，轻绳伸直，A底端距离地面的高度为位于平台上。现将整个系统由静止释放，A落地时B还未到达平台边缘。则下列说法正确的是（　　） A．A在下降过程中，其机械能守恒 B．A在下降过程中，绳上的拉力为 C．A落地时的速度大小为 D．A下落过程中轻绳拉力对其做功为 机械能相关的图像问题 8．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）如图所示为投出的篮球在空中的运动轨迹。用、P、、E分别表示篮球竖直方向分速度大小、重力的瞬时功率大小、动能和机械能大小，用t表示篮球在空中的运动时间，将篮球视为质点，空气阻力不计。下列图像可能正确的是（    ） A． B． C． D． 9．（23-24高一下·浙江杭州·期末）用起重机把静置于地面、质量为的重物竖直提升，以地面为重力势能的零势能面，其机械能E随时间t变化的图像如图所示。，重物做匀加速直线运动，其机械能后图像为直线，两段图像平滑连接。下列叙述正确的是（　　） A．时，重物的动能为 B．时，重物的重力势能为 C．时，起重机的功率为 D．后，重物受到的拉力为定值 10．（23-24高一下·浙江丽水·期末）有一段粗糙轨道AB长为S，第一次物块以初速度v0由A出发，向右运动达到B时速度为v1，第二次物块以初速度v0由B出发向左运动。以A为坐标原点，物块与地面的摩擦力f随x的变化如图，已知物块质量为m，下列说法正确的是（　　） A．物块在第一次运动中做匀减速直线运动 B．f-x图像的斜率为 C．第二次能到达A点，且花费时间较第一次长 D．两次运动中，在距离A点处摩擦力功率大小相等 11．（23-24高一下·浙江温州·期末）（多选）如图甲所示，一倾角的光滑斜面顶端安装一光滑定滑轮，一轻绳跨过定滑轮，一端沿斜面方向连接质量为的物块，另一端悬挂质量为的小球。现使物块由P点静止释放，以P点为坐标原点，以物块的运动方向为正方向建立x轴。对物块施加一沿斜面向下的外力F，在物块的位置坐标x增大的过程中，F的大小与x的关系如图乙所示，物块的机械能E与x的关系如图丙所示。已知小球落地后不反弹。下列说法正确的是（　　） A．至阶段，绳对物块的拉力做负功 B．释放时，小球距地面的高度 C．至阶段，物块的动能先增大、后不变、再减小 D．物块的质量 功能关系的理解及应用 12．（23-24高一下·浙江台州·期末）一个小球甲在真空中做自由落体运动，相同的小球乙在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们都由高度为的地方下落到高度为的地方。在这两种情况下两个小球（　　） A．重力做功不相等 B．重力势能变化不相等 C．动能变化不相等 D．机械能都守恒 13．（23-24高一下·浙江湖州·期末）如图所示，一定质量的足球在地面上的位置1被踢出后经过最高点2落到地面上的位置3。则足球（    ） A．从1到3机械能守恒 B．从1到2重力势能减小量大于克服重力做功 C．从2到3动能增加量小于重力做功 D．从1到3重力势能始终不变 14．（23-24高一下·浙江宁波·期末）关于做自由落体运动的物体，下列说法不正确的是（　　） A．动能Ek随时间t变化的快慢随时间均匀增大 B．速度v随时间t变化的快慢保持不变 C．重力势能Ep随位移x变化的快慢保持不变 D．机械能E随位移x变化的快慢随时间均匀减小 15．（23-24高一下·浙江温州·期末）“风洞实验”常用于研究飞行器的空气动力学特性，在某风洞中，将一小球从M点竖直向上抛出，小球在大小恒定的水平风力作用下，运动轨迹如图所示。其中M、N两点在同一水平线上，O点为轨迹的最高点，小球经过M点时的动能为9J，经过O点时的动能为4J。下列说法正确的是（　　） A．小球所受的重力和风力大小之比为 B．上升和下降过程，小球的机械能变化量之比为 C．从M点运动到O点的过程，小球的动能一直减小 D．小球经过N点时的动能为17J 16．（23-24高一下·浙江温州·期末）静止于水平地面的足球，被运动员从位置1以踢出后，沿如图所示的轨迹运动到位置3，在最高点2时距地面高度为h且速度大小为v，已知足球质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．从位置1到位置3的过程，足球的机械能守恒 B．从位置2到位置3的过程，足球的动能增加mgh C．踢球时，运动员对足球做的功等于 D．从位置1到位置2的过程，阻力对足球做功 17．（23-24高一下·浙江衢州·期末）如图，不计质量的凹形轨道固定在电子秤上，凹形轨道最下方是半径为R的圆弧轨道，当视为质点的小球静置在轨道最低点B时，电子秤读数为；小球从离B点高为H处的A点静止释放，小球通过B点时，电子秤读数为。重力加速度为g，则（    ） A．电子秤的两次读数 B．小球从A到B的过程中重力势能减小了 C．小球从A到B的过程中克服摩擦力做功为 D．小球从A到B的过程中机械能减小了 能量的转化与能量守恒定律 18．（23-24高一下·浙江杭州·期末）以下单位中，属于能量单位的是（　　） A．kW B．mA·h C．eV D． 19．（23-24高一下·浙江宁波·期末）如图所示为一辆新研发的风电混合动力小汽车，其最前边装一类似于电风扇的风力发电机。已知风扇叶片长度约为，空气密度为，假设风力发电机能将的风能转化为电能，则当该车在无风天气以速度匀速行驶时，风力发电机发电的功率约为（　　） A． B． C． D． 20．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）如图为某风力发电的设备，M、N为风力发电叶片上的两点。它们的线速度大小分别为、，向心加速度大小分别为、。当平均风速为时，风力发电机的平均功率为，当平均风速时，平均功率为，假设风速变化过程中风的动能转化为电能的百分比不变（效率不变），则（    ） A． B． C． D． 21．（23-24高一下·浙江金华·期末）如图所示为某地一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机能将此圆内的空气动能转化为电能，取3。下列说法正确的是（　　） A．图中A点的线速度与B点的线速度相等 B．此风力发电机发电的功率为 C．若叶片半径变为原来的2倍，则风力发电机发电的功率变为原来的2倍 D．若风速变为原来的2倍，则风力发电机发电的功率变为原来的4倍 22．（23-24高一下·浙江宁波·期末）现代都市高楼林立，高楼出现火情需要一种高架水炮消防车。如图所示，消防水炮出水口位于15层楼房处。已知水炮的出水量为3m3/min，水炮喷出的水流速度为25m/s，水的密度为103kg/m3，则电动机输出功率约为（　　） A． B． C． D． 23．（22-23高一下·浙江温州·期末）如图所示为风力发电机，其叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地的风速为6m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，该风力发电机可将经过此圆面内空气动能的转化为电能。则下列说法正确的是（　　） A．经过此圆面空气动能的转化为内能 B．每秒流经此圆面空气的动能约为27.1kJ C．该风力发电机的发电功率约为16.3kW D．若风速变为原来的2倍，则发电功率变为原来的4倍 24．（23-24高一下·浙江台州·期末）（多选）图为某城市广场喷泉喷出水柱的场景。从远处看，喷泉喷出的水柱超过了40层楼（约）的高度。靠近看，喷管的直径约为。水的密度为，假设喷泉电动机的能量全部用来转化为水的动能，不计空气阻力，取，则（　　） A．水离开喷管口时的速度大小约为 B．单位时间内喷出管口的水柱的体积约为 C．单位时间内喷出管口的水柱的质量约为 D．给喷泉喷水的电动机的输出功率约为 25．（23-24高一下·浙江湖州·期末）如图为某运送快递的倾斜传送带的简化模型，倾角的传送带在电动机的带动下能以的恒定速率顺时针转动，皮带始终是绷紧的。现将质量的快递包（可视为质点）无初速度地放到传送带底端A点。已知传送带A点到顶端B点的距离，快递包与传送带之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则快递包从A点运送到B点（    ） A．所需时间为4s B．传送带对快递包做功为12J C．摩擦产生的热量为48J D．电动机因运送此快递包多做了54J的功 26．（23-24高一下·浙江衢州·期末）如图所示，质量、长度的木板静止于光滑水平面上，某时刻一质量的木块以初速度滑上木板左端，木块可视为质点，与木板之间的动摩擦因数，则（    ） A．木块会从木板的右侧滑下 B．2s内木块的位移大小为9m C．2s内木板对木块做功为20J D．2s内木块和木板组成的系统增加的内能为16J 11 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 机械能守恒定律与能量守恒（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 机械能及机械能守恒定律 1．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）下列物理量中，其数值的正负号表示大小的是（    ） A．加速度 B．重力势能 C．做功 D．电荷量 【答案】B 【详解】A．加速度是矢量，正负号表示方向与规定的正方向相同还是相反。故A错误； B．重力势能是标量，正负号表示大小。故B正确； C．功为标量，正负不代表大小，表明力的效果，正功说明是动力做功，负功说明阻力做功。故C错误； D．电荷量是标量，正负表示电性。故D错误。 故选B。 2．（23-24高一下·浙江宁波·期末）如图所示是航天员在水下进行模拟航天训练的一种方式。航天员穿水槽训练航天服浸没在水中，通过配重使其在水中受到的浮力和重力大小相等。假设其总质量为m，训练空间的重力加速度为g且不变，航天员在某次出舱作业时，匀速上升距离为h的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．航天员处于完全失重状态 B．航天员与训练服之间无作用力 C．合力不做功，机械能守恒 D．机械能增加了 【答案】D 【详解】AB．航天员匀速上升，处于平衡状态，航天员与训练服之间有作用力，故AB错误； CD．匀速上升距离为h的过程中，动能不变，重力势能增加，则机械能增加了，故C错误，D正确。 故选D。 3．（23-24高一下·浙江金华·期末）蹦床运动中，运动员在一张有弹性的水平网状蹦床上弹起，在空中完成各种优美动作。如图所示，为我国运动员在某次蹦床时的情景图，弹到最高点时记为A位置，接着竖直向下掉落，刚碰到蹦床时记为B位置，而运动员落到最低位置时记为C位置（图中未标记）。关于运动员这一次从A运动到C的过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．运动员的机械能守恒 B．运动员先经历失重再超重 C．运动员经过B位置时速度最大 D．运动员经过C位置时处于受力平衡状态 【答案】B 【详解】A．运动员从B运动到C过程，蹦床弹力对运动员做负功，运动员的机械能减少，故A错误； B．运动员从A运动到C的过程，加速度方向先向下后向上，运动员先经历失重再超重，故B正确； CD．运动员经过B位置后，弹力先小于重力，运动员继续向下加速运动，当弹力等于重力时，运动员的加速度为0，速度达到最大，之后弹力大于重力，运动员向下减速运动到最低点C，则运动员经过C位置时的加速度方向向上，不是处于平衡状态，故CD错误。 故选B。 4．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实（如图）。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个大小均为320N，方向都与竖直方向成37°的力，提着重物缓慢离开地面30cm后释放，重物自由下落将地面砸深2cm。已知重物的质量为50kg，，忽略空气阻力，则（    ） A．物体落地时的速度约为2.4m/s B．物体对地面的平均作用力大小为830N C．人停止施力到刚落在地面过程中机械能不守恒 D．重物刚落在地面时到最后静止过程中机械能守恒 【答案】A 【详解】A．由能量关系可知，解得物体落地时的速度约为v≈2.4m/s，选项A正确； B．根据，，可得f=8192N，选项B错误； C．人停止施力到刚落在地面过程中只有重力做功，则机械能守恒，选项C错误； D．重物刚落在地面时到最后静止过程中由于阻力做功，则机械能不守恒，选项D错误。 故选A。 5．（23-24高一下·浙江宁波·期末）学校每周一举行升旗仪式，小张同学担任升旗手，当国歌响起时，他拉动绳子使国旗由静止开始以的加速度匀加速上升，已知国旗及附件总质量。不计绳子重力和一切阻力，重力加速度取。关于上述加速过程，下列说法正确的是（　　） A．国旗增加的动能为 B．国旗增加的重力势能为 C．国旗增加的机械能为 D．小张对国旗做的功为 【答案】C 【详解】A．依题意，国旗做匀加速运动，2s时的速度为，增加的动能为，故A错误； B．2s时国旗上升的高度为，国旗增加的重力势能为，故B错误； C．国旗增加的机械能为，故C正确； D．小张对国旗做的功为，故D错误。 故选C。 6．（23-24高一下·浙江杭州·期末）蹦床是深受人们喜爱的一项体育运动，也是奥运比赛项目。如图甲是运动员在蹦床上反弹达到的最高位置时的照片，乙图是下落之后达到最低处时的照片，若忽略空气阻力，则下列有关表述正确的是（　　） A．运动员在最高处时速度为0，处于平衡状态 B．运动员落到蹦床上之后，立即做减速运动 C．运动员达到最低处时，蹦床对运动员的作用力等于运动员对蹦床的作用力 D．运动员在比赛的整个过程中，那么运动员和蹦床系统机械能守恒 【答案】C 【详解】A．运动员在最高处时速度为0，只受重力，合力竖直向下，处于非平衡状态，故A错误； B．运动员落到蹦床上之后，刚开始蹦床的形变量较小，弹力较小，竖直向下的重力大于竖直向上的弹力，合力向下，根据牛顿第二定律，继续加速，故B错误； C．运动员达到最低处时，根据牛顿第三定律，蹦床对运动员的作用力等于运动员对蹦床的作用力，故C正确； D．运动员在比赛的整个过程中，人消耗自己的化学能，运动员运动的最高点越来越高，所以运动员和蹦床系统机械能增大，故D错误。 故选C。 7．（23-24高一下·浙江杭州·期末）如图所示，一个光滑定滑轮固定在光滑平台边缘。一根轻绳跨过滑轮，两端分别系一个质量均为m的小物块A和B。初始时，轻绳伸直，A底端距离地面的高度为位于平台上。现将整个系统由静止释放，A落地时B还未到达平台边缘。则下列说法正确的是（　　） A．A在下降过程中，其机械能守恒 B．A在下降过程中，绳上的拉力为 C．A落地时的速度大小为 D．A下落过程中轻绳拉力对其做功为 【答案】C 【详解】A．A在下降过程中，绳子拉力对其做功，机械能不守恒，故A错误； B．对A受力分析，根据牛顿第二定律有，对B分析有，则，故B错误； C．对系统，根据机械能守恒定律有，解得，故C正确； D．A下落过程中轻绳拉力对其做功为，故D错误； 故选C。 机械能相关的图像问题 8．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）如图所示为投出的篮球在空中的运动轨迹。用、P、、E分别表示篮球竖直方向分速度大小、重力的瞬时功率大小、动能和机械能大小，用t表示篮球在空中的运动时间，将篮球视为质点，空气阻力不计。下列图像可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．篮球做斜抛运动，在竖直方向上做加速度为g的匀变速直线运动，上升阶段vy=vy0－gt，下落阶段vy=gt，由关系式可知，速度与时间成一次函数关系。根据P=mgvy，可知重力的瞬时功率与时间成一次函数关系，且在最高点重力的瞬时功率为零。故A错误；B正确； C．篮球在水平方向上一直有速度，则篮球的动能不能为零。故C错误； D．不考虑空气阻力，篮球只受重力作用，机械能守恒，E不变，D错误。 故选B。 9．（23-24高一下·浙江杭州·期末）用起重机把静置于地面、质量为的重物竖直提升，以地面为重力势能的零势能面，其机械能E随时间t变化的图像如图所示。，重物做匀加速直线运动，其机械能后图像为直线，两段图像平滑连接。下列叙述正确的是（　　） A．时，重物的动能为 B．时，重物的重力势能为 C．时，起重机的功率为 D．后，重物受到的拉力为定值 【答案】A 【详解】AB．，重物做匀加速直线运动，设0.8s时速度为v，则有，0.8s的机械能为J=480J，联立解得，J，J，故A正确，B错误； C．根据加速度定义有，根据牛顿第二定律有，则起重机的功率为，解得W，故C错误； D．拉力做功代表机械能变化，0.8s时拉力为300N，此后机械能随时间均匀增加，则，重物受拉力不是定值，故D错误； 故选A。 10．（23-24高一下·浙江丽水·期末）有一段粗糙轨道AB长为S，第一次物块以初速度v0由A出发，向右运动达到B时速度为v1，第二次物块以初速度v0由B出发向左运动。以A为坐标原点，物块与地面的摩擦力f随x的变化如图，已知物块质量为m，下列说法正确的是（　　） A．物块在第一次运动中做匀减速直线运动 B．f-x图像的斜率为 C．第二次能到达A点，且花费时间较第一次长 D．两次运动中，在距离A点处摩擦力功率大小相等 【答案】C 【详解】A．物块在第一次运动中水平方向上只受到摩擦力，并且摩擦力随位移均匀增加，所以加速度在变大，故A错误； B．从A到B运用动能定理，则，f-x图像的斜率为，故B错误； C．根据能量守恒，第二次也能到达A点，且速度也为v1，且一开始加速度大，速度很快减小，所以花费时间较第一次长，故C正确； D．两次运动中，物块运动到A点时摩擦力做的功不相等，在A点的速度大小不相等，而摩擦力大小相等，根据力的瞬时功率计算公式，可得在距离A点处摩擦力功率大小不等，故D错误； 故选C。 11．（23-24高一下·浙江温州·期末）（多选）如图甲所示，一倾角的光滑斜面顶端安装一光滑定滑轮，一轻绳跨过定滑轮，一端沿斜面方向连接质量为的物块，另一端悬挂质量为的小球。现使物块由P点静止释放，以P点为坐标原点，以物块的运动方向为正方向建立x轴。对物块施加一沿斜面向下的外力F，在物块的位置坐标x增大的过程中，F的大小与x的关系如图乙所示，物块的机械能E与x的关系如图丙所示。已知小球落地后不反弹。下列说法正确的是（　　） A．至阶段，绳对物块的拉力做负功 B．释放时，小球距地面的高度 C．至阶段，物块的动能先增大、后不变、再减小 D．物块的质量 【答案】BD 【详解】A．根据图像可知至阶段还没有受到外力F，此时物块机械能在增大，故此时物块沿斜面向上运动，绳对物块的拉力做正功，故A错误； B．根据图像可知至阶段由于F小于该过程中绳子的拉力，故物块的机械能在增大，至阶段根据图像可知此时机械能保持不变，故可知此时F大小等于该过程中绳子的拉力，在的瞬间，小球落地，绳子拉力为0，由于此时物块还受到沿斜面向下的外力F，F对物块做负功，之后的一段过程中物块机械能在减小，故可知释放时，小球距地面的高度，故B正确； C．根据前面分析至阶段F大小等于该过程中绳子的拉力，由于物块还受到重力沿斜面向下的分量，故此时合外力沿斜面向下，在后物块沿斜面方向受到重力的分力和外力F，做减速运动，即可知至阶段，物块先加速后一直减速，即物块的动能先增大后一直减小，故C错误； D．根据图丙图像可知图像的斜率表示绳子的拉力与外力F的合力，对至阶段可得绳中拉力为，设此时球和物块的加速度大小为，根据牛顿第二定律得， 代入整理得①，同理结合之后图像可知，力F在之后的大小始终为，根据前面分析可知至阶段物块受到的F大小等于该过程中绳子的拉力，故此时物块的加速度为，方向沿斜面向下，球和物块加速度大小相等，此时对小球根据牛顿第二定律②，③，联立①②③得物块的质量 故D正确。 故选BD。 功能关系的理解及应用 12．（23-24高一下·浙江台州·期末）一个小球甲在真空中做自由落体运动，相同的小球乙在黏性较大的液体中由静止开始下落。它们都由高度为的地方下落到高度为的地方。在这两种情况下两个小球（　　） A．重力做功不相等 B．重力势能变化不相等 C．动能变化不相等 D．机械能都守恒 【答案】C 【详解】A．根据W=mg(h1-h2)，可知，重力做功相等，选项A错误； B．根据重力做功等于重力势能的变化可知，重力势能变化相等，选项B错误； C．根据动能定理可知，小球乙中除重力做功外还有阻力做功，可知甲乙的合外力功不相等，则动能变化不相等，选项C正确； D．甲的机械能守恒，乙由于除重力外有阻力做功，则机械能不守恒，选项D错误。 故选C。 13．（23-24高一下·浙江湖州·期末）如图所示，一定质量的足球在地面上的位置1被踢出后经过最高点2落到地面上的位置3。则足球（    ） A．从1到3机械能守恒 B．从1到2重力势能减小量大于克服重力做功 C．从2到3动能增加量小于重力做功 D．从1到3重力势能始终不变 【答案】C 【详解】A．根据题图可知足球在空中一定受空气阻力的作用，空气阻力做负功，则从1到3机械能减少，故A错误； B．根据功能关系可知从1到2重力势能减小量等于克服重力做功，故B错误； C．从2到3动能增加量等于重力做的功减去空气阻力做的负功，即从2到3动能增加量小于重力做功，故C正确； D．从1到3过程重力先做负功，后做正功，根据功能关系可知重力势能先增大后减小，故D错误。 故选C。 14．（23-24高一下·浙江宁波·期末）关于做自由落体运动的物体，下列说法不正确的是（　　） A．动能Ek随时间t变化的快慢随时间均匀增大 B．速度v随时间t变化的快慢保持不变 C．重力势能Ep随位移x变化的快慢保持不变 D．机械能E随位移x变化的快慢随时间均匀减小 【答案】D 【详解】A．物体做自由落体运动，任意时刻的速度为，则可得任意时刻的动能为，由此可得，动能Ek随时间t变化的快慢为，即动能Ek随时间t变化的快慢随时间均匀增大，故A正确，不符合题意； B．自由落体运动速度v随时间t变化的快慢为重力加速度g，恒定不变，故B正确，不符合题意； C．根据重力势能变化与重力做功关系可得，所以重力势能Ep随位移x变化的快慢保持不变，故C正确，不符合题意； D．做自由落体运动的物体，机械能守恒，即，故D错误，符合题意。 故选D。 15．（23-24高一下·浙江温州·期末）“风洞实验”常用于研究飞行器的空气动力学特性，在某风洞中，将一小球从M点竖直向上抛出，小球在大小恒定的水平风力作用下，运动轨迹如图所示。其中M、N两点在同一水平线上，O点为轨迹的最高点，小球经过M点时的动能为9J，经过O点时的动能为4J。下列说法正确的是（　　） A．小球所受的重力和风力大小之比为 B．上升和下降过程，小球的机械能变化量之比为 C．从M点运动到O点的过程，小球的动能一直减小 D．小球经过N点时的动能为17J 【答案】A 【详解】A．根据题意，设风力大小为，小球的质量为，小球的初速度为，的水平距离为，竖直距离为，竖直方向上有，则有，从到过程中，由动能定理有，可得，又有，水平方向上，由牛顿第二定律有，由运动学公式有，由于运动时间相等，则，则有，解得，故A正确； BD．根据题意可知，小球在水平方向做初速度为0的匀加速直线运动，由对称性可知，小球从和从的运动时间相等，设的水平距离为，根据匀变速运动推论可知，小球由过程中，由动能定理有，解得，由功能关系可知，小球机械能的变化量等于风力做功，则小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为，故BD错误； C．根据前面分析可知从M点运动到O点的过程，小球受到的重力和风力的合力方向开始与速度方向夹角为钝角，后与速度方向夹角为锐角，故合力先做负功后做正功，故动能先减小后增大，故C错误。 故选A。 16．（23-24高一下·浙江温州·期末）静止于水平地面的足球，被运动员从位置1以踢出后，沿如图所示的轨迹运动到位置3，在最高点2时距地面高度为h且速度大小为v，已知足球质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．从位置1到位置3的过程，足球的机械能守恒 B．从位置2到位置3的过程，足球的动能增加mgh C．踢球时，运动员对足球做的功等于 D．从位置1到位置2的过程，阻力对足球做功 【答案】D 【详解】A．若足球做斜抛运动可知12间距离等于23间的距离，由于两段水平距离不等，故足球做的不是斜抛运动，受到空气阻力，所以机械能不守恒，故A错误； B．足球受到空气阻力，从位置2到位置3的过程，设克服空气阻力做功为，根据动能定理，故足球的动能增加量小于mgh，故B错误； CD．踢球时，设运动员对足球做的功为W，可得，1到2过程中克服空气阻力做功为，根据动能定理，可得，故C错误； D．从位置1到位置2的过程，阻力对足球做功为，故D正确。 故选D。 17．（23-24高一下·浙江衢州·期末）如图，不计质量的凹形轨道固定在电子秤上，凹形轨道最下方是半径为R的圆弧轨道，当视为质点的小球静置在轨道最低点B时，电子秤读数为；小球从离B点高为H处的A点静止释放，小球通过B点时，电子秤读数为。重力加速度为g，则（    ） A．电子秤的两次读数 B．小球从A到B的过程中重力势能减小了 C．小球从A到B的过程中克服摩擦力做功为 D．小球从A到B的过程中机械能减小了 【答案】D 【详解】A．根据题意可知小球的质量为，当小球从离B点高为H处的A点静止释放，小球通过B点时，小球速度不为零，此时小球向心加速度向上，小球处于超重状态，所以，故A错误； B．小球从A到B的过程中重力做功为，重力做正功，则小球的重力势能减小了，故B错误； CD．设小球从离B点高为H处的A点静止释放，小球通过B点时速度为，根据，小球从A到B的过程中，根据动能定理，解得小球从A到B的过程中克服摩擦力做功，克服摩擦力做功为，根据功能关系可知小球从A到B的过程中机械能减小了，故D正确，C错误。 故选D。 能量的转化与能量守恒定律 18．（23-24高一下·浙江杭州·期末）以下单位中，属于能量单位的是（　　） A．kW B．mA·h C．eV D． 【答案】C 【详解】A． kW是功率的单位，故A错误； B ．根据可知mA·h是电量的单位，故B错误； C．根据可知eV是能量的单位，故C正确； D．根据可知是力的单位，故D错误。 故选C。 19．（23-24高一下·浙江宁波·期末）如图所示为一辆新研发的风电混合动力小汽车，其最前边装一类似于电风扇的风力发电机。已知风扇叶片长度约为，空气密度为，假设风力发电机能将的风能转化为电能，则当该车在无风天气以速度匀速行驶时，风力发电机发电的功率约为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设t时间到达发动机叶片上的空气质量为m，则有，可得，联立，解得 故选C。 20．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）如图为某风力发电的设备，M、N为风力发电叶片上的两点。它们的线速度大小分别为、，向心加速度大小分别为、。当平均风速为时，风力发电机的平均功率为，当平均风速时，平均功率为，假设风速变化过程中风的动能转化为电能的百分比不变（效率不变），则（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．根据，可知，故A错误； B．根据，可知，故B错误； CD．根据，可得，即，故C错误；D正确。 故选D。 21．（23-24高一下·浙江金华·期末）如图所示为某地一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机能将此圆内的空气动能转化为电能，取3。下列说法正确的是（　　） A．图中A点的线速度与B点的线速度相等 B．此风力发电机发电的功率为 C．若叶片半径变为原来的2倍，则风力发电机发电的功率变为原来的2倍 D．若风速变为原来的2倍，则风力发电机发电的功率变为原来的4倍 【答案】B 【详解】A．A点和B点同轴转动，角速度相等，但A点半径大于B点半径，所以A点的线速度大于B点的线速度，故A错误； B．时间内通过圆内的空气动能为，则此风力发电机发电的功率为，故B正确； CD．根据，若叶片半径变为原来的2倍，则风力发电机发电的功率变为原来的4倍；若风速变为原来的2倍，则风力发电机发电的功率变为原来的8倍，故CD错误。 故选B。 22．（23-24高一下·浙江宁波·期末）现代都市高楼林立，高楼出现火情需要一种高架水炮消防车。如图所示，消防水炮出水口位于15层楼房处。已知水炮的出水量为3m3/min，水炮喷出的水流速度为25m/s，水的密度为103kg/m3，则电动机输出功率约为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】电动机输出功率约为 故选D。 23．（22-23高一下·浙江温州·期末）如图所示为风力发电机，其叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地的风速为6m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，该风力发电机可将经过此圆面内空气动能的转化为电能。则下列说法正确的是（　　） A．经过此圆面空气动能的转化为内能 B．每秒流经此圆面空气的动能约为27.1kJ C．该风力发电机的发电功率约为16.3kW D．若风速变为原来的2倍，则发电功率变为原来的4倍 【答案】C 【详解】A．该风力发电机可将经过此圆面内空气动能的转化为电能，经过此圆面内空气动能有一部分没有被吸收，所以转化为内能的空气动能小于，故A错误； B．单位时间内风力发电机叶片圆面的气流的体积为，每秒流经涡轮机空气的动能约为，故B错误； C．依题意，风力发动机产生的电功率约为，故C正确； D．风力发动机产生的电功率为，若风速变为原来2倍，则电功率将变为8倍，故D错误。 故选C。 24．（23-24高一下·浙江台州·期末）（多选）图为某城市广场喷泉喷出水柱的场景。从远处看，喷泉喷出的水柱超过了40层楼（约）的高度。靠近看，喷管的直径约为。水的密度为，假设喷泉电动机的能量全部用来转化为水的动能，不计空气阻力，取，则（　　） A．水离开喷管口时的速度大小约为 B．单位时间内喷出管口的水柱的体积约为 C．单位时间内喷出管口的水柱的质量约为 D．给喷泉喷水的电动机的输出功率约为 【答案】AD 【详解】A．水离开喷管口时的速度大小约为，选项A正确； B．单位时间内喷出管口的水柱的体积约为，选项B错误； C．单位时间内喷出管口的水柱的质量约为，选项C错误； D．给喷泉喷水的电动机的输出功率约为（），，选项D正确。 故选AD。 25．（23-24高一下·浙江湖州·期末）如图为某运送快递的倾斜传送带的简化模型，倾角的传送带在电动机的带动下能以的恒定速率顺时针转动，皮带始终是绷紧的。现将质量的快递包（可视为质点）无初速度地放到传送带底端A点。已知传送带A点到顶端B点的距离，快递包与传送带之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则快递包从A点运送到B点（    ） A．所需时间为4s B．传送带对快递包做功为12J C．摩擦产生的热量为48J D．电动机因运送此快递包多做了54J的功 【答案】D 【详解】A．快递包速度小于传送带速度过程中，根据牛顿第二定律，解得，时间，此过程快递包沿传送带向上运动的距离，快递包匀速运动的时间，快递包从A点运送到B点所需时间，故A错误； B．传送带对快递包做功，代入数据可得，故B错误； C．摩擦产生的热量，代入数据可得 D．根据能量守恒定律可得电动机因运送此快递包多做的功，故D正确。 故选D。 26．（23-24高一下·浙江衢州·期末）如图所示，质量、长度的木板静止于光滑水平面上，某时刻一质量的木块以初速度滑上木板左端，木块可视为质点，与木板之间的动摩擦因数，则（    ） A．木块会从木板的右侧滑下 B．2s内木块的位移大小为9m C．2s内木板对木块做功为20J D．2s内木块和木板组成的系统增加的内能为16J 【答案】B 【详解】AD．木块与木板发生相对滑动时，根据牛顿第二定律可知，木块与木板的加速度大小分别为，，设经过时间，木块与木板达到共速，则有，解得，，共速前木块与木板发生的相对位移为，共速后木块与木板保持相对静止，一起做匀速直线运动，则木块不会从木板的右侧滑下；2s内木块和木板组成的系统增加的内能为，故AD错误； B．2s内木块的位移大小为，故B正确； C．根据动能定理可知，2s内木板对木块做功为，故C错误。 故选B。 19 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $$