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专题11 机械能守恒定律-备战2024年高中学业水平考试物理真题分类汇编（新教材通用）

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这是一份专题11 机械能守恒定律-备战2024年高中学业水平考试物理真题分类汇编（新教材通用），文件包含专题11机械能守恒定律原卷版docx、专题11机械能守恒定律解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共91页，欢迎下载使用。

一、单选题
1．（22·23下·湖北·学业考试）一物体沿粗糙斜面下滑到斜面底端的过程中，下列说法正确的是（）
A．重力不做功B．重力做负功
C．支持力不做功D．支持力做负功
2．（23·24上·福建·学业考试）有一种飞机在降落的时候，要打开尾部的减速伞辅助减速，如图所示。在飞机减速滑行过程中，减速伞对飞机拉力做功的情况是（）
A．始终做正功
B．始终做负功
C．先做负功后做正功
D．先做正功后做负功
3．（22·23下·江苏·学业考试）如图所示，在大小和方向都相同的力F1和F2的作用下，物体m1和m2沿水平方向移动了相同的距离。已知质量m1A．W1>W2B．W14．（22·23下·江苏·学业考试）某厢式货车在装车时，可用木板做成斜面，将货物沿斜面拉到车上，拉力方向始终平行于接触面。某装卸工人用同样大小的力将不同质量的货物沿斜面拉到车上，则（）
A．质量大的货物拉力所做的功大
B．质量小的货物拉力所做的功小
C．拉力所做的功与质量无关
D．拉力所做的功与质量有关
5．（22·23下·江苏·学业考试）用与斜面平行的恒力F将质量为m的物体沿倾角为θ的斜面运动一段距离，拉力做功W1；用同样大小的水平力将物体沿水平面拉动同样的距离，拉力做功W2，则（）
A．W1W2C．W1=W2D．无法判断
6．（22·23下·江苏·学业考试）用100N的力在水平地面上拉车行走200m，拉力与水平方向成60°角斜向上。在这一过程中拉力对车做的功约是（）
A．3.0×104JB．4.0×104JC．1.0×104JD．2.0×104J
7．（22·23下·江苏·学业考试）细绳悬挂一个小球在竖直平面内来回摆动，因受空气阻力最后停止在最低点，则此过程中（）
A．空气阻力对小球不做功B．小球的动能一直减小
C．小球的重力势能一直减小D．小球的机械能不守恒
8．（21·22上·云南·学业考试）“人工智能”已进入千家万户，用无人机运送货物成为现实。如图所示是无人机送货时的情景，下列情况中无人机对货物做正功的是（）
A．无人机吊着货物悬停在空中B．无人机吊着货物竖直加速下降
C．无人机吊着货物竖直加速上升D．无人机吊着货物竖直匀速下降
9．（21·22·湖南·学业考试）从某一高度由静止释放一小球，如果忽略空气阻力，则小球在下落过程中（）
A．重力对小球做负功B．小球重力的瞬时功率增大
C．小球的机械能增大D．小球的动能不变
10．（22·23·贵州·学业考试）高中生小文同学骑自行车沿平直公路以的速度匀速行驶，骑行过程中所受阻力约为车和人总重的0.02倍，取。据此估算，小文骑此自行车做功的平均功率最接近（）
A．10WB．100WC．500WD．1kW
11．（22·23·湖南·学业考试）某国产新能源汽车以恒定牵引力F由静止加速启动，由公式P=Fv可判断该过程中汽车的功率（）
A．减小B．不变C．增大D．先增大后减小
12．（22·23·湖南·学业考试）汽车在行驶过程中，遇到上坡时须保持一定的油门并减档，则关于汽车减档的作用，下列说法正确的是（）
A．增大汽车行驶的功率以增大牵引力B．减小汽车行驶的功率以增大牵引力
C．保持相同功率，减小速度以增大牵引力D．保持相同功率，减小牵引力以增大速度
13．（22·23·重庆·学业考试）某新能源汽车的生产厂家在测试新产品的性能时，司机驾驶一质量为m的新能源汽车沿平直的公路运动，通过传感器在计算机上描绘出了汽车的牵引力F与汽车速度v的关系图像，已知整个过程中汽车所受的阻力恒为，汽车达到额定功率后功率就保持不变，，图像中未知。则下列说法正确的是（）

A．汽车在加速阶段的加速度保持不变
B．
C．汽车的速度为时，汽车的加速度为
D．在~的过程中，汽车的平均速度为
14．（22·23·河北·学业考试）滑雪运动员在如图所示滑道上滑行，滑道弧形部分最末端的切线与斜坡垂直，从末端滑出时的速度大小为，运动员始终能落到斜坡上。不考虑空气阻力，运动员可视为质点，下列说法正确的是（）
A．运动员在空中运动过程所受重力的冲量与成正比
B．运动员到斜坡的最大距离与成正比
C．运动员落到斜坡上前瞬间重力的瞬时功率与成正比
D．运动员落到斜坡上时速度方向与斜坡夹角的正切值与成正比
15．（22·23·河北·学业考试）一足够大的不带电钢板表面有一层光滑绝缘膜，钢板竖直放置，底端接地。在钢板左侧距钢板为的处固定一个带电荷量为的点电荷，如图所示。将质量为、带电荷量为的滑块（可视为质点）从A处由静止释放。已知与钢板的夹角为，滑块所带电荷量不变，重力加速度为。滑块由A处运动到与A处对称的处的过程中（）
A．滑块的电势能先减小后增大
B．滑块的加速度先减小后增大
C．滑块由A到的运动时间为
D．滑块运动到点时重力的瞬时功率为
16．（22·23·湖南·学业考试）一质量为m的车厢在平直轨道上行驶，当速度为v时，车厢所受牵引力为F，阻力为f，则此时车厢所受牵引力的功率为（）
A．B．C．D．
17．（22·23·湖南·学业考试）质量为2吨的汽车，发动机的额定功率为30kW，在水平路面上能以72km/h的最大速度匀速行驶，则汽车在该路面行驶时所受阻力为（）
A．1.5×103NB．2×103NC．5×103ND．6×103N
18．（23·24上·四川·学业考试）如图所示，重为G的物块，沿倾角为的固定斜面向下运动。当运动到某位置时，其速度大小为，此时物块所受重力的瞬时功率为（）
A．B．C．D．
19．（23·24上·辽宁·学业考试）一个重量为G的物体，在水平拉力F的作用下，一次在光滑水平面上移动x，做功W1，功率P1；另一次在粗糙水平面上移动相同的距离x，做功W2，功率P2。在这两种情况下拉力做功及功率的关系正确的是（）
A．W1＝W2，P1＞P2B．W1＞W2，P1＞P2C．W1＝W2，P1＝P2D．W1＞W2，P1＝P2
20．（22·23下·江苏·学业考试）已知高铁在运行时所受的阻力与速度成正比，则以速度v匀速行驶时，发动机的功率为P；若以2v的速度匀速行驶时，发动机的功率为（）
A．PB．2PC．4PD．8P
21．（22·23下·江苏·学业考试）复兴号动车在世界上首次实现了速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。已知一列质量为m的动车，以恒定功率P在平直轨道上行驶，当其达到最大速度vm时，其阻力f可表示为（）
A．f=PvmB．
C．D．
22．（22·23下·江苏·学业考试）一个质量为2kg的物体从某高处自由下落，重力加速度取10m/s2，下落2s时（未落地）重力的功率是（）
A．300WB．400WC．500WD．600W
23．（22·23下·江苏·学业考试）如图所示，一质量为0.2kg的苹果，从树上高1.8m的某处先落到地面，又滚入深2.2m的沟底处停下。该苹果落地前瞬间，重力的瞬时功率和全过程中减少的重力势能为（取重力加速度g=10m/s2）（）
A．12W和8JB．6W和8J
C．1.2W和3.6JD．0.6W和3.6J
二、多选题
24．（22·23·广东·学业考试）如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下列说法中正确的是（）
A．摩擦力对物体做正功B．摩擦力对物体做负功
C．支持力对物体做正功D．支持力对物体不做功
25．（21·22·广西·学业考试）如图所示，一个质量为m的物体沿固定光滑斜面滑下，下列说法正确的是（）
A．支持力对物体不做功
B．支持力对物体做正功
C．重力对物体不做功
D．重力对物体做正功
26．（22·23下·广东·学业考试）汽车在2×104N的恒定牵引力作用下，沿水平直线加速前进了100m，该过程牵引力（）
A．做功为2×106JB．做功为1×105J
C．做功的功率不变D．做功的功率逐渐变大
三、解答题
27．（22·23下·湖南·学业考试）地面上有质量m=2.0×103kg的物体，用起重机将它竖直向上匀加速提升到h=10m的高处，物体在这段上升过程中，起重机钢绳对它的拉力F=2.1×104N。取g =10m/s2，将物体视为质点。
（1）求钢绳的拉力F所做的功；
（2）选择地面为参考平面，求物体在h=10m处的重力势能。
28．（22·23下·湖南·学业考试）质量为m=8kg的物体，在F=12N的水平力作用下，沿光滑水平面从静止开始运动，运动时间为t=5s，试求：
（1）力F在5s内对物体所做的功；
（2）力F在5s内对物体所做功的平均功率；
（3）力F在5s末的瞬时功率。
四、填空题
29．（22·23下·云南·学业考试）下图表示物体在力F的作用下水平发生了一段位移，图甲中力F对物体（选填“做正功”“做负功”或“不做功”）；图乙中力F对物体（选填“做正功”“做负功”或“不做功”）；图丙中力F对物体（选填“做正功”“做负功”或“不做功”）。
30．（22·23下·江苏·学业考试）如图所示，质量为20kg的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成α=37°、大小为60N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20kg，cs37°=0.8，则2s内拉力对雪橇做的功是 J。
31．（22·23下·湖南·学业考试）质量为2吨的汽车，发动机的额定功率为30kW，在水平路面上能以72km/h的最大速度匀速行驶，则汽车在该水平路面行驶时所受阻力为 N。
32．（23·24上·四川·学业考试）在离水平地面高为1.8m处，将一个质量为0.5kg的小球以8m/s的速度水平抛出。忽略空气阻力，重力加速度g取。则小球着地时的速度大小为 m/s；从抛出到着地过程中，小球所受重力做功的平均功率为 W。
考点二：动能和动能定理
一、单选题
1．（22·23·贵州·学业考试）一个做自由落体运动的小球，在下降过程中，下列说法正确的是（）
A．重力势能增大B．动能减小C．重力做正功D．加速度增大
2．（22·23下·湖北·学业考试）将一个物体从h=3.2m的高度水平抛出，不计空气阻力，重力加速度取g取10m/s2，落地时的速度大小10m/s，则水平抛出时的初速度大小为（）
A．6m/sB．8m/sC．10m/sD．12m/s
3．（22·23·河北·学业考试）跳台滑雪是一种勇敢者的运动。如图所示，某运动员穿着专用滑雪板，第一次从跳台A处由静止开始沿倾角为30°的滑雪道滑到B处，第二次从跳台A处以的水平速度飞出，在空中飞行一段时间后刚好落在B处，已知运动员第一次运动到B处所用的时间为第二次的倍，不计空气阻力，重力加速度g取，则（）
A．运动员两次运动的平均速度相同B．滑雪板与雪道间的动摩擦因数为
C．A、B两点间的雪道长度为30mD．运动员第二次到达B处时的动能是第一次的3倍
4．（22·23·河北·学业考试）第22届国际足联世界杯于2022年11月20日至12月18日在卡塔尔举行，若某次点球时，运动员踢出的足球刚好贴着横梁进入球网，从运动员踢到足球到足球刚好进入球网的过程，运动员对足球做的功为，足球克服重力做的功为，足球克服空气阻力做的功为，足球进入球网瞬间的动能和机械能分别为、E，以地面为重力势能的零势能面，则有（）
A．B．C．D．
5．（22·23·河北·学业考试）课间几个同学做游戏，如图所示，将一物块Q放在课桌上的点，在另一与物块Q完全相同的物块P上粘一小块橡皮泥（质量不计），并置于A点，在课桌上的点有一标记，A、、三点在同一直线上，且，游戏时给物块P一瞬时冲量使其沿直线运动，经过一段时间物块P与物块Q发生碰撞并粘合为一体，粘合体距离点最近者获得胜利。某同学对物块P施加的瞬时冲量为（未知）时，粘合体刚好停在点。已知两物块的质量均为，与桌面间的动摩擦因数均为，重力加速度为。下列说法正确的是（）
A．该同学对P施加的瞬时冲量为
B．整个过程因摩擦产生的热量为
C．碰后瞬间物块P的速度为
D．两物块因碰撞损失的机械能为
6．（21·22·海南·学业考试）质量一定的物体速度增大到原来的3倍，则它的动能是原来的（）
A．4倍B．8倍C．9倍D．27倍
7．（22·23上·浙江·学业考试）做匀速圆周运动的物体，下列物理量中保持不变的是（）
A．线速度B．向心加速度C．合外力D．动能
8．（22·23上·广西·学业考试）若足球被踢出后的运动轨迹如图所示，则在所标识的位置上，足球具有最大动能的是（）
A．位置4B．位置3C．位置2D．位置1
9．（22·23上·福建·学业考试）在空中沿水平方向抛出一物体。不计空气阻力，物体在下落过程中（）
A．动能保持不变B．动能逐渐减小
C．水平方向速度不变D．竖直方向速度不变
二、多选题
10．（22·23·河北·学业考试）如图所示，水平轨道以点为分界点，左侧光滑，右侧粗糙。长为、质量为的长木板静置于点左侧。现对长木板施加水平向右、大小为的恒力，一段时间后，长木板恰好完全滑入粗糙部分。长木板与轨道粗糙部分间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，则（）
A．长木板先做匀加速运动，再做匀减速运动
B．初始时长木板右端与点的距离为
C．长木板的最大动能为
D．若初始时木板右端在点，则长木板运动过程中摩擦产生的热量为
11．（22·23下·云南·学业考试）伴随着人工智能的发展，我国部分地区已经实现无人机智能配送。如图所示，某次配送中，质量为m的货物在无人机拉力作用下匀速竖直上升，上升时速度大小为，上升的高度为h，忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）
A．拉力对货物做的功为mgh
B．货物的机械能保持不变
C．货物的重力势能减少了mgh
D．合外力对货物所做总功为零
12．（22·23下·海南·学业考试）将一物体从地面竖直向上抛出，物体离开地面时的初动能为128J，物体在最高点的离地高度为8m，以地面为零重力势能面，最高点时的机械能等于80J。设空气阻力大小恒定，重力加速度g取，下面说法正确的是（）
A．物体的质量为1kg
B．物体竖直上抛初速度大小为16m/s
C．物体上升过程空气阻力大小为6N
D．物体上升到4m时的动能为104J
13．（21·22下·河北·学业考试）某小组制作了一遥控快艇模型，质量为2kg，将其放入水中，快艇模型从静止开始加速运动一段时间，速度达到5m/s，则这段时间内快艇模型（）
A．动能的增加量为25JB．动能的增加量为5J
C．所受合力做功为25JD．所受合力做功为5J
三、解答题
14．（22·23·湖南·学业考试）如图，小明同学将质量m=0.1kg的石块，从h=15m高处以30°角斜向上方抛出，石块落地时的速度大小v=20m/s。不计空气阻力，g取10m/s2。求：
（1）石块从抛出到落地过程中重力做的功W；
（2）石块抛出时的速度大小v0；
（3）石块在最高点的机械能E（以落地点所在水平面为参考平面）。

15．（22·23·湖南·学业考试）质量m=1kg的物体从h=5m高处以v0=2m/s的水平初速度抛出，如图所示。设运动过程不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）物体做平抛运动的过程中重力做的功；
（2）物体抛出时的初动能；
（3）物体触地之前瞬间的动能。

16．（22·23·湖南·学业考试）如图所示，质量的跳水运动员从距水面高的跳台上以的速度斜向上起跳，最终落入水中。若忽略运动员身高的影响且不计空气阻力。g取，以运动员到达水面时的重力势能为零。求：
（1）运动员在最高点时的机械能E；
（2）运动员入水时速度v的大小。
17．（22·23·湖南·学业考试）一质量为m的物体以加速度匀加速下降，下降距离为h，在此过程中，试求：
（1）物体所受合力；
（2）物体的动能增加量；
（3）物体的重力势能改变量。
18．（22·23下·湖南·学业考试）如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，与光滑水平面BC相切于B点，其半径为R； CD为固定在竖直平面内的粗糙轨道，与BC相切于C点。质量为m的小球由A点静止释放，通过水平面BC滑上曲面CD，恰能到达最高点D，D到地面的高度为h（已知h（1）指出小球从A点运动到D点的过程中，小球的机械能的变化情况？
（2）小球滑到最低点B时速度的大小；
（3）小球在曲面CD上克服摩擦力所做的功。
19．（23·24上·四川·学业考试）如图所示，竖直平面内有一固定的四分之一圆弧轨道AB，圆弧半径R＝1m，A端与圆心O等高。一质量m＝0.2kg的小滑块从A端由静止释放，沿圆弧轨道运动至最低点B时的速度v＝4m/s。重力加速度g取。求：
（1）小滑块过B点时所受圆弧轨道的支持力的大小；
（2）小滑块从A运动到B的过程中，克服阻力做功W。
20．（21·22下·贵州·学业考试）如图所示，小朋友在雪坡上从A点由静止下滑到B点，该过程中阻力对他做功。已知A、B两点的高度差h=1.8m，小朋友质量m=30kg，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）从A点运动到B点的过程中，重力对他做的功；
（2）他运动到B点时速度的大小。

21．（21·22·山西·学业考试）2022年冬奥会在中国的圆满举行掀起了冰雪运动的热潮。某地建设了一条滑雪道，如图所示。一名质量为m的可看成质点的滑雪爱好者从A点由静止开始沿着坡道滑至B点，然后进入水平部分滑至C点停下，整个运动轨迹在同一竖直平面内。段与段平滑连接，点位于半径为的圆弧上，圆心在点正上方，段光滑，间高度差为，滑雪爱好者与水平段的动摩擦因数为，重力加速度大小为。求：
（1）滑雪爱好者滑到点时的速度大小；
（2）滑雪爱好者在点受到的支持力大小；
（3）滑雪爱好者在水平面滑行的距离。

22．（22·23上·云南·学业考试）如图所示，质量为的小球从粗糙的固定曲面滑下，当它到达高度为的位置A时，速度大小为；当它继续滑下到高度为的位置B时，速度大小为。已知重力加速度g取，在由高度滑到高度的过程中，求：
（1）重力做的功；
（2）阻力做的功。
23．（21·22·广东·学业考试）如图（a）所示，某同学在荡秋千的过程中，秋千板最高位置是A点，最低位置是B点。已知A、B两点的高度差h=0.45m，两根秋千绳的质量不计。绳长均为L=2.25m。两秋千绳平行且在同一平面内。如图（b）所示。该同学质量为M=50kg，可认为其相对秋千板静止且重心在秋千板上。秋千板质量为m=2kg。不计一切阻力，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）秋千板在最低位置B时该同学的速度大小；
（2）若不计双手与秋千绳之间的作用力，秋千板在最低位置B时，该同学对秋千板的作用力大小以及每根秋千绳的拉力大小。
四、填空题
24．（22·23下·湖南·学业考试）如图所示，一个质量m=2kg物块，从高度h=5m，长度为l=10m的光滑斜面的顶端A由静止开始下滑，那么物块滑到斜面底端B时速度大小为。（空气阻力不计，g取10m/s2）
25．（23·24上·四川·学业考试）在离水平地面高为1.8m处，将一个质量为0.5kg的小球以8m/s的速度水平抛出。忽略空气阻力，重力加速度g取。则小球着地时的速度大小为 m/s；从抛出到着地过程中，小球所受重力做功的平均功率为 W。
考点三：机械能守恒定律
一、单选题
1．（22·23·湖北·学业考试）一学生做引体向上测试，在加速上升的过程中，该学生（）
A．机械能增大B．机械能减小C．所受重力做正功D．所受重力不做功
2．（22·23·湖南·学业考试）下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（）
A．被起重机拉着向上做加速运动的货物
B．在空中向上做匀速运动的氢气球
C．沿粗糙的斜面向下做匀速运动的小球
D．一个做自由落体运动的小球
3．（22·23·陕西·学业考试）如图所示，桌面高为，质量为的小球从离桌面高处从静止开始下落，不计空气阻力，以桌面为零势能面．当小球落到地面时，下列说法正确的是（）

A．机械能为B．机械能为
C．重力势能减少了D．动能增加了
4．（22·23下·湖北·学业考试）篮球运动场上，运动员用力把篮球抛出，忽略空气阻力，篮球在空中下落的过程中（）
A．篮球机械能减少B．篮球动能减少
C．篮球重力势能减少D．篮球机械能增加
5．（22·23·湖南·学业考试）如图，运动员将质量为m的足球从地面上以速度v踢出，足球恰好水平击中高为h的球门横梁．以地面为零势能面，不计空气阻力，则足球在命中横梁前一瞬间的机械能为（）

A．B．
C．D．
6．（22·23·河北·学业考试）第22届国际足联世界杯于2022年11月20日至12月18日在卡塔尔举行，若某次点球时，运动员踢出的足球刚好贴着横梁进入球网，从运动员踢到足球到足球刚好进入球网的过程，运动员对足球做的功为，足球克服重力做的功为，足球克服空气阻力做的功为，足球进入球网瞬间的动能和机械能分别为、E，以地面为重力势能的零势能面，则有（）
A．B．C．D．
7．（22·23·河北·学业考试）某水上娱乐项目可简化为如图所示的模型。摆绳上端固定在离水面高度为H的O点，人抓紧绳子另一端，在绳子伸直情况下从与O点等高处由静止开始下落，到达最低点时松手，做一段平抛运动后落入水中。当绳长为L（）时，平抛运动的水平位移为x，人可视为质点，不计空气阻力。下列说法正确的是（）
A．绳长L不同，平抛运动的水平位移x一定不同
B．当绳长时，平抛运动的水平位移有最大值，为
C．绳长L不同，人落水时的速度大小一定不同
D．绳长L不同，人落水时的速度方向一定不同
8．（22·23·河北·学业考试）小明根据打夯机（一种通过运动夯实路面的机械）的原理制成了如图所示的装置，底座与支架固定在一起，支架上有一转轴，一根轻杆一端连接在转轴上，另一端固定一个铁球，铁球的转动半径为r，底座和支架的总质量为M，铁球的质量为m，其余各部件的质量都忽略不计。不计空气阻力和转轴的摩擦，重力加速度为g，铁球静止在最低点时给铁球一水平初速度，铁球在竖直平面内做完整的圆周运动，底座始终处于静止状态，则（）
A．铁球经过最低点时，底座对地面的作用力可能为
B．铁球经过最高点时，底座对地面的作用力可能大于
C．的最大值为
D．的最大值为
9．（22·23·湖南·学业考试）如图所示，水平桌面距地面0.8m，一质量为1kg小球自距桌面0.4m的高度由静止下落。小球可视为质点，不计空气阻力，以桌面为参考平面，重力加速度g取，小球将要落地前，其机械能为（）
A．2JB．4JC．8JD．12J
10．（22·23·广东·学业考试）如图，为了取出羽毛球筒中的羽毛球，某同学先给筒施加一竖直向下的外力，使球筒和羽毛球一起从静止开始加速向下运动，球筒碰到地面后，速度立即减小到零，羽毛球恰能匀减速至下端口。假设球筒碰地前，羽毛球与球筒无相对滑动，忽略一切空气阻力，则该羽毛球从静止开始到最终到达下端口的过程中（）
A．始终处于超重状态B．始终处于失重状态
C．机械能先增加后减少D．机械能一直在减少
11．（22·23·湖南·学业考试）下面的实例中，机械能守恒的是（）
A．小球做自由落体运动
B．拉着物体沿光滑的斜面匀速上升
C．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降
D．汽车关闭发动机后在水平路上滑行
12．（21·22·海南·学业考试）下列事例中，机械能守恒的是（）
A．火箭加速升空B．雨滴匀速下落
C．钢球做自由运动D．玩具小车在水平地面上减速运动
13．（21·22下·贵州·学业考试）2021年7月30日，中国选手朱雪莹在东京奥运会上获得女子蹦床冠军。比赛中，当朱雪莹离开蹦床向上运动的过程中，她的（）

A．动能增加，重力势能减少B．动能增加，重力势能增加
C．动能减少，重力势能减少D．动能减少，重力势能增加
14．（21·22·山东·学业考试）如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直挡板拴接，另一端与物体相连，物体置于光滑水平桌面上（桌面足够大），A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。开始时托住B，让A处于静止且细线恰好水平伸直，然后由静止释放B，直至其获得最大速度。已知物体A始终没有碰到滑轮，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。关于该过程，下列说法正确的是（）
A．物体B受到细线的拉力保持不变
B．物体B机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
C．物体A动能的增量小于物体B所受重力对B做的功与弹簧弹力对做的功之和
D．物体A与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于物体B所受重力对B做的功
15．（22·23上·江苏·学业考试）下列运动中物体的机械能不守恒的是（）
A．做平抛运动的物体B．做竖直上抛运动的物体
C．向上做匀速直线运动的物体D．沿固定光滑曲面自由下滑的物体
16．（21·22上·江苏·学业考试）物体沿斜面匀速下滑，在此过程中物体的（）
A．机械能守恒B．机械能增加
C．重力势能增加D．重力势能减少
二、多选题
17．（22·23·河北·学业考试）如图所示，水平地面上放有两个滑块a、b，质量均为m，与地面间的动摩擦因数均为，两滑块用劲度系数为k的轻质弹簧连接，开始弹簧处于原长。t＝0时刻起，对滑块a施加一水平向右的恒力。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为g，弹簧形变量为x时储存的弹性势能，弹簧始终处于弹性限度内。下列分析正确的是（）
A．从t＝0时刻起，系统动量守恒
B．滑块b刚要运动时，滑块a的动能为
C．最终两滑块都将做匀速运动
D．弹簧储存的弹性势能可能大于
18．（22·23·广东·学业考试）跳伞运动员练习跳伞时，从悬停在空中的直升机上打开降落伞竖直跳下，跳离直升机后，由于受到水平风力的作用，最后斜向下匀速落向地面。则在匀速落向地面的过程中，伞和运动员（）
A．所受空气作用力方向斜向上B．所受空气作用力方向竖直向上
C．重力势能减少量大于机械能减少量D．重力势能减少量等于机械能减少量
三、解答题
19．（22·23·湖南·学业考试）如图，小明同学将质量m=0.1kg的石块，从h=15m高处以30°角斜向上方抛出，石块落地时的速度大小v=20m/s。不计空气阻力，g取10m/s2。求：
（1）石块从抛出到落地过程中重力做的功W；
（2）石块抛出时的速度大小v0；
（3）石块在最高点的机械能E（以落地点所在水平面为参考平面）。

20．（22·23·陕西·学业考试）如图所示，竖直平面内的曲面轨道，最低点的切线沿水平方向，且与一位于同一竖直平面内、半径的光滑半圆形轨道平滑连接。现有一质量的滑块（可视为质点），从轨道上的A点由静止开始下滑，过点后恰好能通过圆形轨道的最高点。已知A点到点的高度，g取，空气阻力忽略不计。求：
（1）滑块通过点时的速度大小；
（2）滑块通过圆形轨道点时受到的支持力的大小；
（3）滑块从A点滑到点的过程中，克服摩擦力所做的功。

21．（22·23·湖南·学业考试）如图所示，质量的跳水运动员从距水面高的跳台上以的速度斜向上起跳，最终落入水中。若忽略运动员身高的影响且不计空气阻力。g取，以运动员到达水面时的重力势能为零。求：
（1）运动员在最高点时的机械能E；
（2）运动员入水时速度v的大小。
22．（22·23下·湖南·学业考试）如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，与光滑水平面BC相切于B点，其半径为R； CD为固定在竖直平面内的粗糙轨道，与BC相切于C点。质量为m的小球由A点静止释放，通过水平面BC滑上曲面CD，恰能到达最高点D，D到地面的高度为h（已知h（1）指出小球从A点运动到D点的过程中，小球的机械能的变化情况？
（2）小球滑到最低点B时速度的大小；
（3）小球在曲面CD上克服摩擦力所做的功。
23．（22·23下·湖南·学业考试）如图所示是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站时要上坡，出站时要下坡。如果坡高2m，电车到a点时速度为25.2km/h，此后便切断电车的电源，如果不考虑电车所受的摩擦力。
（1）探究这种设计方案的优点；
（2）电车到a点电源切断后，能不能冲上站台？
（3）如果能冲上，它到达b点时的速度是多大？（g取10m/s2）
24．（22·23下·湖南·学业考试）某人在距地面10m高处以水平面成30°角，大小为5m/s的速度抛出一个质量为2kg的物体，以地面为零势面，不计阻力，g取10m/s2。求
（1）抛出时物体具有的机械能；
（2）落地时的速度大小。
25．（22·23·陕西·学业考试）如图所示，AB是半径为R=5m的光滑圆弧轨道，B点的切线在水平方向，且B点离水平地面高为h=5m，可视为质点的一物体m=2kg，从A点静止开始滑下，（不计一切阻力，），求：
（1）物体运动到B点时的速度；
（2）物体在B点对轨道的压力；
（3）物体落地点到B点的水平距离。
26．（22·23上·福建·学业考试）雪车是冬季娱乐运动项目之一，如图，运动员乘坐雪车从A点无初速度沿斜坡赛道下滑至点，然后沿水平赛道匀减速直线运动至点停止。已知雪车和运动员的总质量，A点距水平赛道高度，雪车下滑至点的速度，在水平赛道做匀减速直线运动的加速度大小。重力加速度取，空气阻力不计。求：
（1）雪车和运动员在A点时的重力势能（取水平赛道为零势能参考面）；
（2）雪车受到水平赛道的滑动摩擦力大小；
（3）雪车和运动员在水平赛道从点运动到点的过程中损失的机械能。
27．（21·22·湖南·学业考试）如图，小明同学将质量m=0.4kg的足球踢出，足球上升的最大高度h=4.8m，在最高点的速度大小v1=10m/s。足球视为质点，不计空气阻力，g取10m/s2，求：
（1）足球在最高点的动能Ek；
（2）足球从最高点到落地的过程中重力所做的功W；
（3）足球落地时的速度大小v2。
四、填空题
28．（22·23·湖南·学业考试）如图，在“探究平抛运动的特点”的实验中，在高的光滑平台上有一个光滑圆弧槽，槽口水平，一小球从槽上高度处无初速度释放，则小球从槽口飞离时的速度为 m/s，小球落地点与槽口的水平距离为 m。（g取）
29．（22·23下·湖南·学业考试）一物体从H高处自由下落，当动能等于重力势能时，物体的速度大小为（以地面为零势能面）。
30．（22·23上·云南·学业考试）2022年12月18日阿根廷在卡塔尔世界杯决赛中胜出，时隔36年第三次捧得“大力神杯”，梅西获得世界杯“金球奖”。如图所示，质量为m的足球被梅西从地面上的位置1踢出后落到地面上的位置3，足球在空中达到最高点位置2的高度为h，重力加速度为g，空气阻力不能忽略。
（1）足球从位置1运动到位置2的过程，重力做（选填“正功”或“负功”），足球的重力势能增加了（用题中所给字母表示）；
（2）足球从位置2运动到位置3的过程，机械能（选填“不守恒”或“守恒”）。
考点四：能量守恒定律
一、单选题
1．（18·19·江苏·学业考试）PM2.5主要来自化石燃料的燃烧以及生活物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用资源。关于能源和能量，下列说法正确的是（）
A．自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用
B．能量被使用后就消灭了，所以要节约资源
C．人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源
D．能量利用的品质降低说明自然界的能量正在不断减少
2．（22·23上·广东·学业考试）我国计划在2060年达到“碳中和”目标，到时生产、生活排放的碳总量与植被吸收的碳总量将达到平衡，为了实现这一目标。未来四十年我国应减少使用的能源是（）
A．水能B．石油能源C．太阳能D．风能
3．（18·19下·山东·学业考试）在阳光的照射下，悬挂在墙上的太阳能小风扇快速转动，这说明（）
A．动能可以凭空产生B．不同形式的能可以相互转化
C．可以制造出不需要消耗能量的“永动机”D．太阳可以提供无穷无尽的能量，不需要节约能源
4．（16·17下·广东·学业考试）关于家用电器工作时发生能量转化的描述，下列说法正确的是( )
A．电饭煲将内能转化为电能
B．电熨斗将机械能转化为电能
C．手摇发电机将机械能转化为电能
D．电吹风将机械能转化为电能
5．（16·17下·广东·学业考试）海洋能是一种蕴藏量极大的可再生能源，具有广阔的应用前景。下列能源不属于海洋能的是（）
A．潮汐能B．波浪能
C．太阳能D．海流能
6．（21·22·山西·学业考试）2021年全国青年科普创新实验大赛中风帆车项目是利用自然风吹动风帆车前进，2022年该大赛中太空车项目是利用电池驱动电动机带动太空车攀爬障碍物。关于它们的能量转化，以下说法正确的是（）
A．都是将电能转化为机械能
B．都是将风能转化为机械能
C．风帆车将风能转化为机械能，太空车将电能转化为机械能
D．风帆车将电能转化为机械能，太空车将风能转化为机械能
7．（22·23上·河北·学业考试）下列关于能源的说法中，正确的是（）
A．煤炭、石油、天然气是不可再生能源
B．由于能量不会凭空产生，也不会凭空消失，总是守恒的，所以节约能源意义不大
C．随着科技不断进步，我们就不需要节约能源
D．水能是不可再生能源
8．（22·23上·广西·学业考试）能源可划分为一次能源和二次能源。自然界以现成形式提供的能源称为一次能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。下列叙述正确的是（）
A．水能是二次能源B．电能是二次能源
C．天然气是二次能源D．焦炉气是一次能源
9．（21·22下·贵州·学业考试）现代社会倡导“绿色、低碳、节能”的新型生活方式。下列做法不符合节能要求的是（）
A．电脑使用完毕后关机并切断电源B．电视机长时间处于待机状态
C．长时间外出需要切断热水器电源D．手机充电结束后拔掉充电器
10．（21·22下·贵州·学业考试）能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一，是人们认识自然和利用自然的有力武器。下列装置把机械能转化为电能的是（）
A．汽油机B．电动机C．发电机D．蒸汽机
11．（21·22·山东·学业考试）如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行，初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示。已知，物块和传送带间的动摩擦因数为，物块的质量为m。则（）
A．时刻，小物块离A处的距离最大
B．时间内，小物块的加速度方向先向右后向左
C．时间内，因摩擦产生的热量为
D．时间内，物块在传送带上留下的划痕为
12．（20·21上·河北·学业考试）三峡水力发电站是我国最大的水力发电站，三峡水库蓄水后，平均水位落差约100m。假设通过水轮机以后水的动能为零，下列说法正确的是（）
A．水下落过程中重力势能增加B．水下落过程中机械能增加
C．水减少的一部分机械能转化为电能D．重力对水做负功
二、多选题
13．（22·23·河北·学业考试）如图所示，水平轨道以点为分界点，左侧光滑，右侧粗糙。长为、质量为的长木板静置于点左侧。现对长木板施加水平向右、大小为的恒力，一段时间后，长木板恰好完全滑入粗糙部分。长木板与轨道粗糙部分间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，则（）
A．长木板先做匀加速运动，再做匀减速运动
B．初始时长木板右端与点的距离为
C．长木板的最大动能为
D．若初始时木板右端在点，则长木板运动过程中摩擦产生的热量为
14．（9·10下·湖南·学业考试）下列对能量守恒定律的认识正确的是（）
A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加
B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加
C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——第一类永动机是不可能制成的
D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
15．（18·19下·广东·学业考试）下列能源中，属于一次能源的有
A．煤B．电能C．太阳能D．风能
换以后得到的能源产品，称为二次能源，所以电能属于二次能源，故选项A、C、D正确，B错误．
16．（16·17下·广东·学业考试）如图所示，物块从表面粗糙的固定斜面顶端匀速下滑至底端，下列说法正确的有（）
A．物块的机械能减少
B．物块的机械能守恒
C．物块减少的重力势能全部转化为动能
D．物块减少的机械能全部转化为内能
17．（21·22·广东·学业考试）如图所示，A物体套在光滑的竖直杆上，B物体放置在粗糙的水平桌面上，A、B两物体用一跨过定滑轮的细绳连接。A、B的质量均为m，初始时细绳水平。现将A物体从P点由静止释放，下落到Q点时（B未撞到滑轮），其速度大小为v，P、Q之间的高度差为h，此时连接A物体的细绳与水平方向夹角为θ，重力加速度为g，则在此过程中（）
A．A物体做匀加速直线运动
B．A物体到Q点时，B物体的速度大小为vsinθ
C．B物体克服摩擦做的功为mgmv22sin2θ
D．B物体增加的动能等于A物体减少的机械能
18．（21·22·河北·学业考试）某实验室模拟物流分拣装置，让物块在表面粗糙的水平传送带上随传送带传输时，经过一段风洞区域，使物块恰好被分拣到传送带一侧的平台上。已知传送带的宽度（物块位于传送带中间位置），传送带的速度，物块到达风洞区域前与传送带共速。物块的质量，物块在风洞区域受到恒定的作用力，物块与传送带之间的动摩擦因数为，风洞区域的长度为。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块的尺寸远小于传送带的宽度，重力加速度。下列说法正确的是（）
A．物块进入风洞区域后的加速度为
B．物块落到平台上时的速度约为1.7m/s
C．物块与传送带间的摩擦生热为0.49J
D．若增大传送带的速度，物块将不能落入平台
三、解答题
19．（22·23下·湖南·学业考试）如图所示是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站时要上坡，出站时要下坡。如果坡高2m，电车到a点时速度为25.2km/h，此后便切断电车的电源，如果不考虑电车所受的摩擦力。
（1）探究这种设计方案的优点；
（2）电车到a点电源切断后，能不能冲上站台？
（3）如果能冲上，它到达b点时的速度是多大？（g取10m/s2）