专题03 机械能及其守恒定律（期末真题汇编-云南专用）高一物理下学期

**基本信息** 高中物理机械能章节期末试题汇编，覆盖功与功率等4大高频考点，12道题选自云南多地期末，注重真实情境应用与能力梯度设计。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题|功与功率（3题）、重力势能（3题）、动能和动能定理（3题）、机械能守恒定律（3题）|情境融合生活（滑雪、超级滑梯）与科技（混合动力机车），问题梯度分明，从基础计算（梵净山重力做功）到综合应用（弹簧杆系统机械能分析）|

专题03 机械能及其守恒定律 地 城 考点01 功与功率 1．C 2．D 3．AC地 城 考点02 重力势能 4．B 5．B 6．C 地 城 考点03 动能和动能定理 7．D 8．D 9．D 地 城 考点04 机械能守恒定律 10．A 11．D 12．C 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 03 机械能及其守恒定律 5大高频考点概览 考点 01 功与功率 考点 02 重力势能 考点 03 动能和动能定理 考点 04 机械能守恒定律 地 城 考点01 功与功率 1．（25-26高一下·云南昆明·期末）某辆汽车总质量为m，发动机的功率为P时在平直公路上以速度v0匀速行驶。驾驶员减小油门从而合理进入限速区，汽车功率立即减小到并保持该功率继续行驶。假设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，从驾驶员减小油门开始，汽车的v-t关系如图所示，则在0-t1时间内下列说法正确的是（　　） A．t=0时，汽车的加速度大小为 B．t1时刻汽车的速度大小为 C．汽车行驶的位移为大小为 D．汽车发动机所做功为 2．（25-26高一下·云南昆明·期末）如图，A、B两小朋友去滑雪，他们使用的滑雪板与雪面的动摩擦因数不同。两人用与斜面平行的轻质硬杆相连，沿足够长的斜面一起匀速下滑。下滑过程中轻杆突然断裂，两人仍各自继续沿斜面下滑，在之后的一段时间内（两人均未停止运动）（　　） A．如果两人间距离逐渐增大，可确定A受到的摩擦力较大 B．A、B各自所受合力的大小可能不同 C．A、B各自的加速度方向可能相同 D．A、B各自所受合力做功的大小一定不相同 3．（25-26高一下·云南昆明·期末）（多选）某科技公司研发的新型混合动力机车，其动力系统可在“纯电动模式”和“发动机辅助模式”间智能切换。已知机车行驶中所受阻力恒定，在平直公路上启动过程中，纯电动模式保持额定功率不变，发动机辅助模式额定功率。若启动过程中机车从静止开始先以纯电动模式行驶，时刻恰好达到该模式下的最大速度，随后立即切换为发动机辅助模式继续加速。则下列描述机车运动图像可能正确的是（图中是机车的牵引力）（　　） A． B． C． D． 地 城 考点02 重力势能 4．（25-26高一下·云南昆明·期末）梵净山是“贵州第一名山”。一名游客从老金顶（海拔2494米）下山，经过一段时间到达某处（海拔1494米）。已知游客质量为60kg，重力加速度g取，则该过程中，重力做功为（　　） A． B． C． D． 5．（24-25高一下·江苏扬州·期中）高邮市珠湖小镇的超级滑梯可简化成光滑的四分之一圆弧轨道，游客从最高点A（与圆心O等高）由静止滑下，则游客（　　） A．在B点时重力势能一定为零 B．在A、B两点时重力的瞬时功率相等 C．从A点运动到B点的过程中，重力的平均功率为零 D．从A点运动到B点的过程中，重力的瞬时功率先减小后增大 6．（25-26高一下·云南昆明·期末）如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是（ ） A．弹力变大，弹性势能变小 B．弹力变小，弹性势能变大 C．弹力和弹性势能都变大 D．弹力和弹性势能都变小 地 城 考点03 动能和动能定理 7．（25-26高一下·云南普洱·期末）如图所示，滑块从倾角为的固定斜面底端沿斜面上滑，当滑块回到底端时，速度大小是初速度大小的一半，则滑块与斜面间的动摩擦因数是（　　） A． B． C． D． 8．（25-26高三上·云南保山·期末）在“滇超联赛”中，某足球队员跃起争顶，将队友传来的足球以的初动能水平顶出，球落地时的动能，不计空气阻力。则球落地时的速度与水平方向的夹角为（    ） A．30° B．37° C．45° D．60° 9．（25-26高一下·云南文山·期末）如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点正下方P点。小球在水平拉力F的作用下，从P点缓慢地移动到Q点。重力加速度取g，则该过程中（    ） A．拉力F先增大后减小 B．拉力F先减小后增大 C．拉力F做的功为 D．拉力F做的功为 地 城 考点04 机械能守恒定律 10．（25-26高一下·云南大理·期末）如图所示，足够长的水平传送带以恒定速度运行，一质量为、水平初速度大小为的滑块（可视为质点），从传送带左侧滑上传送带，滑块与传送带间的动摩擦因数，取。滑块在传送带上运动的整个过程中，滑块与传送带间因摩擦产生的热量是（　　） A．1.0J B．2.5J C．1.5J D．2.0J 11．（25-26高一下·云南楚雄·期末）如图所示，光滑水平地面与竖直面内的光滑半圆形轨道在点相切，半圆形轨道的半径为，圆心为，、间的距离为。原长为、劲度系数为的轻质弹簧一端固定于点，另一端连接一质量为的物块。将物块在点释放的同时，给物块施加一个水平向右的恒力，物块依次经过、、三点，物块到达点前瞬间撤去恒力，物块经过点前瞬间在靠近物块的一端剪断弹簧，重力加速度大小为。已知物块在点时的速度大小为，不考虑物块落地后反弹，则下列说法正确的是（　　） A．恒力大小为 B．物块在C点时受到半圆形轨道的弹力大小为 C．物块在D点的速度大小为 D．物块在水平地面上的落点到B点的距离为 12．（25-26高一下·云南大理·期末）如图所示，两个可视为质点的滑块P和Q质量分别为和，P、Q通过光滑铰链用长为的轻杆连接，P套在固定的光滑竖直杆上，Q在光滑水平地面上。原长为的轻弹簧水平放置，右端与Q相连，左端固定在竖直杆上O点。将P由静止释放，此时轻杆与竖直方向夹角；P下降到最低点时变为。已知，，重力加速度为，则在P下降的过程中，下列说法正确的是（　　） A．P的加速度方向一直向下 B．P和Q组成的系统机械能守恒 C．弹簧弹性势能最大值为 D．P速度最大时，Q受到地面的支持力大小为 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 03 机械能及其守恒定律 5大高频考点概览 考点 01 功与功率 考点 02 重力势能 考点 03 动能和动能定理 考点 04 机械能守恒定律 地 城 考点01 功与功率 1．（25-26高一下·云南昆明·期末）某辆汽车总质量为m，发动机的功率为P时在平直公路上以速度v0匀速行驶。驾驶员减小油门从而合理进入限速区，汽车功率立即减小到并保持该功率继续行驶。假设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，从驾驶员减小油门开始，汽车的v-t关系如图所示，则在0-t1时间内下列说法正确的是（　　） A．t=0时，汽车的加速度大小为 B．t1时刻汽车的速度大小为 C．汽车行驶的位移为大小为 D．汽车发动机所做功为 【答案】C 【详解】A．开始汽车做匀速直线运动，阻力 t=0时刻，汽车的牵引力 根据牛顿第二定律得，t=0时汽车的加速度大小 A错误； B．开始汽车做匀速直线运动，阻力 t1时刻汽车功率为，有 联立解得 v1= B错误； D．根据题意，小车进入小区后以恒定功率行驶可知 D错误； C．根据动能定理知 解得克服阻力做功 汽车行驶的位移 C正确。 故选C。 2．（25-26高一下·云南昆明·期末）如图，A、B两小朋友去滑雪，他们使用的滑雪板与雪面的动摩擦因数不同。两人用与斜面平行的轻质硬杆相连，沿足够长的斜面一起匀速下滑。下滑过程中轻杆突然断裂，两人仍各自继续沿斜面下滑，在之后的一段时间内（两人均未停止运动）（　　） A．如果两人间距离逐渐增大，可确定A受到的摩擦力较大 B．A、B各自所受合力的大小可能不同 C．A、B各自的加速度方向可能相同 D．A、B各自所受合力做功的大小一定不相同 【答案】D 【详解】A．开始时匀速运动，有 其中 、 为A、B的下滑分力，轻杆突然断裂两人间距增大，有 由于不知道 和的大小关系，故无法比较、 ，A错误； B．A所受合力为 B所受合力为 有 B错误； C．A、B所受合力方向相反，故加速度方向一定相反， C错误； D．由于A、B与雪面动摩擦因数不同，则AB间距改变，所以 合力做功 D正确。 故选D。 3．（25-26高一下·云南昆明·期末）（多选）某科技公司研发的新型混合动力机车，其动力系统可在“纯电动模式”和“发动机辅助模式”间智能切换。已知机车行驶中所受阻力恒定，在平直公路上启动过程中，纯电动模式保持额定功率不变，发动机辅助模式额定功率。若启动过程中机车从静止开始先以纯电动模式行驶，时刻恰好达到该模式下的最大速度，随后立即切换为发动机辅助模式继续加速。则下列描述机车运动图像可能正确的是（图中是机车的牵引力）（　　） A． B． C． D． 【答案】AC 【详解】AB．由题意可知，当以额定功率启动时，有 v逐渐增加，逐渐减小，做加速度减小的加速运动，时达到纯电动模式下的最大速度，有， 切换模式后，功率突然增大，牵引力瞬间增大后继续做加速度减小的加速运动。 故A正确，B错误； CD．纯电动模式下有， 切换模式后稳定时有， 且在图像中，斜率表示额定功率的大小，两段均为过原点的直线。 故C正确，D错误。 故选AC。 地 城 考点02 重力势能 4．（25-26高一下·云南昆明·期末）梵净山是“贵州第一名山”。一名游客从老金顶（海拔2494米）下山，经过一段时间到达某处（海拔1494米）。已知游客质量为60kg，重力加速度g取，则该过程中，重力做功为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据题意，由做功公式可得该过程中，重力做功为 故选B。 5．（24-25高一下·江苏扬州·期中）高邮市珠湖小镇的超级滑梯可简化成光滑的四分之一圆弧轨道，游客从最高点A（与圆心O等高）由静止滑下，则游客（　　） A．在B点时重力势能一定为零 B．在A、B两点时重力的瞬时功率相等 C．从A点运动到B点的过程中，重力的平均功率为零 D．从A点运动到B点的过程中，重力的瞬时功率先减小后增大 【答案】B 【详解】A．零势能面的位置未知，小球滑到B点时重力势能不一定为0，故A错误； BD．小球在A点时，速度为0，则根据可知，重力的瞬时功率为0，小球在B点时，速度方向与重力方向垂直，所以重力瞬时功率为零，则小球从A点运动到B点的过程中，重力的瞬时功率先增大后减小，故B正确，D错误； C．从A点运动到B点的过程中，重力的平均功率为，不为0，故C错误； 故选B。 6．（25-26高一下·云南昆明·期末）如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是（ ） A．弹力变大，弹性势能变小 B．弹力变小，弹性势能变大 C．弹力和弹性势能都变大 D．弹力和弹性势能都变小 【答案】C 【详解】试题分析：由胡克定律可知，在弹性限度内弹簧的形变量越大，弹簧的弹力越大； 弹簧的弹性势能EP=kx2，在弹性限度内，弹簧的形变量越大，弹簧的弹性势能越大． 解：将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的伸长量变大，弹簧的弹力变大，弹性势能变大；故ABD错误，C正确； 故选C． 地 城 考点03 动能和动能定理 7．（25-26高一下·云南普洱·期末）如图所示，滑块从倾角为的固定斜面底端沿斜面上滑，当滑块回到底端时，速度大小是初速度大小的一半，则滑块与斜面间的动摩擦因数是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设滑块沿斜面上滑的最大距离为，则对滑块沿斜面上滑过程进行受力分析，列动能定理方程有 同理对滑块沿斜面下滑过程进行受力分析，列动能定理方程有 联立解得滑块与斜面间的动摩擦因数为 故选D。 8．（25-26高三上·云南保山·期末）在“滇超联赛”中，某足球队员跃起争顶，将队友传来的足球以的初动能水平顶出，球落地时的动能，不计空气阻力。则球落地时的速度与水平方向的夹角为（    ） A．30° B．37° C．45° D．60° 【答案】D 【详解】由题意可知， 可得 球落地时的速度与水平方向的夹角 故θ = 60°。 故选D。 9．（25-26高一下·云南文山·期末）如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点正下方P点。小球在水平拉力F的作用下，从P点缓慢地移动到Q点。重力加速度取g，则该过程中（    ） A．拉力F先增大后减小 B．拉力F先减小后增大 C．拉力F做的功为 D．拉力F做的功为 【答案】D 【详解】AB．对小球受力分析，因小球从P到Q点缓慢运动，小球受力如图 由三角形定则可知，夹角增大，拉力F一直增大，故AB错误； CD．因拉力F为变力，对小球该过程，根据动能定理有 解得拉力F做功，故C错误，D正确。 故选D。 地 城 考点04 机械能守恒定律 10．（25-26高一下·云南大理·期末）如图所示，足够长的水平传送带以恒定速度运行，一质量为、水平初速度大小为的滑块（可视为质点），从传送带左侧滑上传送带，滑块与传送带间的动摩擦因数，取。滑块在传送带上运动的整个过程中，滑块与传送带间因摩擦产生的热量是（　　） A．1.0J B．2.5J C．1.5J D．2.0J 【答案】A 【详解】滑块先在摩擦力作用下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，得 解得 后与传送带共速做匀速直线运动，图像如图所示 根据匀变速直线运动速度与时间的关系，有 由图像可知，滑块与传送带的相对位移 则滑块与传送带间因摩擦产生的热量 故选A。 11．（25-26高一下·云南楚雄·期末）如图所示，光滑水平地面与竖直面内的光滑半圆形轨道在点相切，半圆形轨道的半径为，圆心为，、间的距离为。原长为、劲度系数为的轻质弹簧一端固定于点，另一端连接一质量为的物块。将物块在点释放的同时，给物块施加一个水平向右的恒力，物块依次经过、、三点，物块到达点前瞬间撤去恒力，物块经过点前瞬间在靠近物块的一端剪断弹簧，重力加速度大小为。已知物块在点时的速度大小为，不考虑物块落地后反弹，则下列说法正确的是（　　） A．恒力大小为 B．物块在C点时受到半圆形轨道的弹力大小为 C．物块在D点的速度大小为 D．物块在水平地面上的落点到B点的距离为 【答案】D 【详解】A．由题意可得物块在A点时弹簧的伸长量为，物块在B点和C点时弹簧的压缩量均为，即在三个位置时弹簧弹性势能相等，则物块从A点运动到B点的过程中弹簧弹力做功为零，由动能定理有 其中 解得，A错误； B．物块从点运动到点的过程中弹簧弹力做功为零，由动能定理有 物块在点时，根据向心力公式有 解得，B错误； C．物块从C点运动到D点的过程中，由机械能守恒定律有 解得，C错误； D．物块离开D点后做平抛运动，有， 解得，D正确。 故选D。 12．（25-26高一下·云南大理·期末）如图所示，两个可视为质点的滑块P和Q质量分别为和，P、Q通过光滑铰链用长为的轻杆连接，P套在固定的光滑竖直杆上，Q在光滑水平地面上。原长为的轻弹簧水平放置，右端与Q相连，左端固定在竖直杆上O点。将P由静止释放，此时轻杆与竖直方向夹角；P下降到最低点时变为。已知，，重力加速度为，则在P下降的过程中，下列说法正确的是（　　） A．P的加速度方向一直向下 B．P和Q组成的系统机械能守恒 C．弹簧弹性势能最大值为 D．P速度最大时，Q受到地面的支持力大小为 【答案】C 【详解】A．P从静止开始向下运动至最低点，运动的过程应该是先加速后减速，所以加速度方向先向下后向上，故A错误； B．对于P、Q组成的系统，由于弹簧对Q做功，所以P、Q组成的系统的机械能不守恒，故B错误； C．当P运动到最低点时，速度为0，P与Q通过弹簧连接，Q的速度也为0。此时弹性势能最大，根据系统机械能守恒可得，故C正确； D．P下降过程中动能达到最大前，P的加速度方向向下，对P与Q整体在竖直方向上可列式 当P达到最大动能时有 可解得，故D错误。 故选C。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $