11 机械能守恒定律 功能关系-【伯乐马】2026年高考物理一轮复习同步考练卷

十一、机械能守恒定律功能关系 1.答案：B 由于重力做正功，因此物体的高度一定降低，重力势能一定减少， A、D项错误；只有重力做功时机械能守恒，C项错误；合外力做正 功，物体的动能增加，B项正确。 2.答案：C 用手拉弹簧，在物体离开地面前，弹簧变为拉伸状态，拉力克服弹 簧的弹力做功，使弹簧的弹性势能增加，且拉力做功W,= △EP弹； 物体离开地面，缓慢上升高度H过程中，手的拉力始终为F= Mg,则拉力做功W2=FH=MgH。 全过程人做的功W=W1十W2=△Ep十MgH>MgH,C正确。 3.答案：C 由题意知整体过程中动能（机械能）减少了8J,则上升过程克服阻 力做功4J,下落过程克服阻力做功4J；上升到最高点过程动能减 少量为20J,克服阻力做功4J,即机械能减少4J,则重力势能增加 了16J,A错误： 由题意知整体过程中机械能减少了8J,上升过程机械能减少4J, B错误； 由前面分析知C正确； 从最高点回到A点过程动能增加了12J,机械能减少4J,则重力 势能减少16J,D错误。 4.答案：C 小球落下的过程中，圆环在拉力的作用下向右运动，故拉力对圆 环做正功，A错误； m1的机械能增加，因两个物体的总机械能守恒，所以m2的机械 能减少，由功能关系得拉力对m2做负功，C正确。 5.答案：A 以均匀柔软细绳MQ段为研究对象，其质量为子m,取M点所在 的水平面为零势能面， 2 开始时，细绳MQ段的重力势能E1= 3mg· 3 用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点时，细绳MQ 段的重力势能Ee=一3mg· 6 gmgl, 则外力做的功即克服重力做的功等于细绳MQ段的重力势能的 变化，即w=Ee一E=一弓mgl+号 mgl=gmgl,A正确。 解法二：相当于最下面三分之一的绳往上翻折了，其重心抬高了 ,故w=严。1 38·3=9mgl。 6.答案：D 物块克服摩棕力做功为：umgL,弹性势能增加：2mo6一mgL, 故A、B、C均错，D对。 7.答案：D 设斜面高为h,小物块质量为，小物块在A点时的机械能E= mgh。小物块在B点时的重力势能Ep=2mgh,此过程中系统 1 增加的内能Q=mg2Sin00s9=3mgh,由能量守恒可得小物 块到达B点时的动能E:一了mgh了 1 mgh=石mgh,故D正确。 8.答案：AD 足球被踢出后机械能的减小量为克服空气阻力所做的功，即为 W2,A项正确； 重力以外的力做功量度了机械能的变化，故机械能的增加量为 W1一W2,B项错误； 重力做功量度了重力势能的变化，故重力势能增加量为mgh,C 项错误； 运动员踢球过程中只有运动员做功，由动能定理得D项正确。 9.答案：CD 根据牛顿第二定律得：mg一N=ma,得物体所受的支持力N= mg-ma= 2mg,A错误； 合力做功为W台=mah=2mgh,根据动能定理得，物体动能的 增加量为△E。=W合= 2mgh,B错误； 重力做功为mgh,则物体重力势能的减小量为mgh,C正确； 根据功能关系得知，物体机械能的减少量等于物体克服支持力做 功，即为2mgh,D正确。 10.答案：AD 由动能定理知△Ek=mgh一umgl, 由功能关系知△E=一mgl, 由图知hA>hc,lB<lD,所以沿AB面下滑动能增加的多，沿 CD面减小的机械能多，AD正确。 11.(1)2.50;(2)0.625,0.627;(3)AC 解析： 2026年伯乐马一轮复习同步考练·物理答案·第1页 (1)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相 邻的计数，点间的时间间隔T=0.1s,根据某段时间内的平均速 度等于中间时刻的瞬时速度求出，点3的瞬时速度： 0.2261+0.2739 )3 2×0.1-m/s=2.50m/s。 (2)在0~3过程中系统动能的增量 △E.=2(m1+m:)ui=2×0.2X2.5J≈0.625J. 系统重力势能的减小量为 (m2-m1)gx=0.1×9.8×(0.4139+0.2261)J≈0.627J。 (3)如果绳子较重，系统的重力势能就会有一部分转化为绳 子的动能，造成实验误差，故绳子要轻，故A正确；绳子不宜太 长，长了形变对实验的影响较大，故B错误；物体末速度)是根 据匀变速直线运动求出的，故要保证物体在竖直方向运动，故C 正确；m1、m?相差越大，整体所受阻力相对于合力对运动的影 响越小，故D错误。 12.(1)设雪车在O点的速度为v,雪车与赛道表面间的摩擦力为 f,则雪车在OB及BC段做匀减速直线运动，由动能定理及速 度公式得 -f=2m(um2-02) f VC-UB- tBC m 解得f= m(vB-vc） tBC (2)雪车与运动员在O点的动能为 E.=2m- 2 mun24ms(vn-vc) t BC 在A点的机械能为E= 2mva2+mgh 所以从A点滑到O点的过程中机械能的改变量 AE-E-E-2mv+mgh-7mvn ms（vB-vc） t BC 1 13.(1)圆环下落到碰前瞬间，有mgh= 2mva 2u12+△E 圆环与圆盘相碰，有mw=3mu,)mw23m 解得△E=3mgh (2)碰撞后至最低点的过程中，由动能定理得 3mg·7h-w=0-30t 解得W= 11 6 mgh 14.(1)对篮球分析，由能量守恒定律有mg子H=f子H 所以有学坚-司 对篮球全程分析，由能量守恒定律有mgH=f·s 有s=7H (2)根据动能定理一f·2h=0-2mu 得到v=√28gh 15.(1)设夯杆的下端到达坑口前的速度大小已经达到v, 由动能定理有W-mgh=2mu 解得v=5m/s 夯杆向上加速过程，由牛顿第二定律有2uF一mg=m@ 设夯杆从静止到刚达到速度v的过程向上运动的高度为h1, 由运动学公式有v2=2ah1 解得h1=5m h1<h,假设成立，即v=5m/s (2)夯杆上升，=5m所用的时间1=号 该时间内摩擦轮边缘通过的路程s=vt 由功能关系有Q=2uF(s一h1) 解得Q=6.25×104J 迎(，·落是蝨味·期条乐但丘首陈一丘出以虫9202物理一轮复习同步芳练（十一) 机械能守恒定律功能关系 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每 小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1.当只有重力对物体做功且做正功时， A.物体的重力势能一定增加 B.物体的动能一定增加 C.物体的机械能一定增加 D.物体的高度一定增加 2.如图所示，质量为M的物体静止在地面上， 物体上面连着一个轻弹簧。用手拉住弹簧上端 将物体缓缓提升高度H,则人做的功 A.等于MgH B.小于MgH 7777777777777777 C.大于MgH D.无法确定 3.一个排球在A点被竖直抛出时动能为20J,上升到最大高度 后，又回到A点，动能变为12J,设排球在运动中受到的阻 力大小恒定，则 A.上升到最高点过程重力势能增加了20J B.上升到最高点过程机械能减少了8J C.从最高点回到A点过程克服阻力做功4J D.从最高点回到A点过程重力势能减少了12J 4.质量为1的圆环套在光滑的水平横杆上，其下端通过一条 不可伸长的细线拴着一个质量为m2的小球，将小球拉起使 细线偏离竖直方向一定角度如图，放手让小球落下至最低点 的过程中线的拉力 A.对m1不做功 B.对m2做正功 C.对m2做负功 D.对m2不做功 5.如图，一质量为m,长度为的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。 用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与 绳的上端P相距宁1。重力加速度大小为g。在此过程中， 外力做的功为 A.gmgl B. C. 3mgl D.2mgl Q 6.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧放在水平面上且一端固定 在竖直墙上，一质量为的小物块（可视为质点）从P点 以初速度。向左运动，接触弹簧后运动到Q点时速度恰好 为零。已知弹簧始终在弹性限度内，PQ两点间距离为L, 物块与水平面间的动摩棕因数为：，重力加速度大小为g。 则物块由P点运动到Q点的过程中，下列说法正确的是 A.弹簧的弹性势能增加mgL B.物块克服摩擦力做的功为2m0明 C.弹簧和物块组成的系统机械能损失了2mo D.物块的初动能)mu6等于弹簧弹性势能的增加量和物块 与水平面摩擦产生的热量之和 7.如图所示，小物块从固定斜面顶端A由静 止开始沿斜面下滑至斜面中点B的过程中， 系统增加的内能为Q。小物块到达B点时， 动能为Es,选取斜面底端C为重力势能零点，重力势能为 E。、机械能为E。已知斜面倾角为0=37°，小物块与斜面间 的动摩擦因数4=0.5，sin37°=0.6，c0s37°=0.8。现用圆 的面积表示小物块在A点的机械能，仍以C为重力势能零 点，下列各图中，比例关系正确的是 Q E Ep 180°D180° 120° 1209 1209 180°d 120° 150° 120° 90° 60° Ex Ex A 分 C D 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每 小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对 的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.如图所示，假设某次足球比赛罚点球直接射门时，球恰好从 横梁下边缘踢进。横梁下边缘离地面的高度为h,足球质量 为m,运动员对足球做的功为W,,足球运动过程中克服空 气阻力做功为W2,选地面为零势能面，下列说法正确的是 A.足球被踢出后机械能的减小量为W? B.射门时的机械能为W,一W2一mgh 2026年伯乐马一轮复习同步考练（十一）·物理·第1页（共2页） C.重力势能的增加量为W,一W2十mgh D.运动员刚踢完球的瞬间，足球的动能为W1 9.如图，质量为m的物体放在升降机的底板上。若升降机从静 止开始以口=气的加速度竖直向下运动一段位移九。下列说 法正确的是 A.物体所受的支持力为3mg B.物体动能的增加量为mgh C.物体重力势能的减小量为mgh D.物体机械能的减少量为2mgh 10.如图所示，两斜面AB、CD的动摩擦因数相同，长度也相 同，物体分别沿斜面AB、CD从顶端加速下滑，在下滑到 斜面底端的过程中 A.沿AB下滑物体的动能增加的多 B.沿CD下滑物体的动能增加的多 C.沿AB下滑物体的机械能减少的多 D.沿CD下滑物体的机械能减少的多 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(8分) 用如图(a)所示的实验装置验证砝码m1、m2组成的系统 机械能守恒。砝码m2从高处由静止开始下落，砝码m1拖着纸 带打出一系列的点，从纸带上获取数据并进行数据处理，即可 验证机械能守恒定律。如图(b)给出的是实验中获取的一条纸 带。纸带中的0是打下的第一个点，从比较清晰的点迹起，在 纸带上连续选取计数点1、2、3、4、·，且每相邻两计数点之 间还有4个点未标出，计数点间的距离如图所示。已知m1= 50g,m2=150g,以下计算结果均保留3位有效数字。 m 12 单位：cm 41.39 22.61 27.39 (1)在纸带上打下计数点3时的速度= m/s。 (2)在打”0”点到”3”点的过程中系统动能的增量△E J;系统势能的减少量△E。= J(当地重力 加速度g=9.8m/s2)。 (3)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提 出以下建议： A.绳的质量要轻 B.绳子越长越好 C.尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃 D.两个物块的质量之差要尽可能小 以上建议中确实对提高准确程度有作用的是 12.(8分) 雪车是冬季竞技运动项目之一。如图所示，在一段赛道上， 运动员操控雪车无动力滑行，沿斜坡赛道经A点至坡底O点， 再沿水平赛道经B点滑至C点。已知运动员与雪车的总质量为 m,A点距水平赛道的高度为h,OB距离为s,雪车在A、B 和C各点的速度分别为vA、VB和oc,从B点滑至C点所用时 间为tC。忽略空气阻力，设雪车与赛道表面间的摩擦力大小恒 定，重力加速度大小为g。求： (1)滑行过程中雪车所受摩擦力的大小； (2)雪车与运动员从A点滑到O点的过程中机械能的改变量。 13.(10分) 如图所示，水平圆盘通过轻杆与竖直悬挂的轻弹簧相连， 整个装置处于静止状态。套在轻杆上的光滑圆环从圆盘正上方 ,与圆盘碰撞并立刻一起运 到达最低点。已知圆环质量为m,圆盘质量为2m,弹簧始终在 弹性限度内，重力加速度为g,不计空气阻力。求： (1)碰撞过程中，圆环与圆盘组成的系统机械能的减少量△E; (2)碰撞后至最低点的过程中，系统克服弹簧弹力做的功W。 14.(13分) 将篮球从离地H高度处由静止开始下落，经过一次与地面 的碰撞后，竖直反弹至最高处h= 子H。若篮球和地面碰擅设 有能量损失，运动过程中空气阻力保持不变 (1)空气阻力和重力之比等于多少？如果让篮球连续不断的 上下弹跳，最后会停止在地面，则篮球通过的总路程、为多少？ (2)计算：当篮球反弹至最高处h时，运动员对篮球施加 一个竖直向下的速度，使得篮球与地面再次碰撞后恰好反弹 至原来的h高度处。求v的大小。 2026年伯乐马一轮复习同步考练（十一）·物理·第2页（共2页） 15.(15分) “深坑打夯机”的工作示意图如图所示。开始时，电动机带 动两个摩擦轮匀速转动，将夯杆从深坑提起，当夯杆的下端刚 到达坑口时，两个摩擦轮将夯杆松开，夯杆在自身重力的作用 下，落回坑底，这样周而复始地进行，就可以达到将坑底夯实 的目的。已知两摩擦轮始终以大小相同的角速度匀速转动，对 夯杆的压力大小均为F=2.5×10N,两摩擦轮与夯杆的动摩擦 因数4=0.25，夯杆的质量m=1×103kg,坑深h=6.75m,每 个打夯周期中，摩擦轮对夯杆做的功W=8×104J,取重力加速 度大小g=10m/s2,不计夯实坑底引起的深度变化。求： (1)两摩棕轮边缘的线速度大小v; (2)每个打夯周期中，摩擦轮与夯杆摩擦产生的热量Q。 h 7777777777777777777777777 7777777777777777777777777