综合训练7 机械能守恒定律（新材料题组）（解析版）-2025高考物理一轮新题型综合特训（上海专用）

这是一份综合训练7 机械能守恒定律（新材料题组）（解析版）-2025高考物理一轮新题型综合特训（上海专用），共15页。试卷主要包含了选择题组，第三等内容，欢迎下载使用。


一、选择题组
请阅读下述文字，完成下列各题。
下图中左图是葡萄牙足球明星——C罗倒挂金钩进球的名场面，我把这个过程简化为右图的模型，足球被踢飞时速度沿水平方向，距地面的高度h为1.8m，若足球落地前没有受到任何阻挡，且不计空气阻力，g取10m/s2。
1．关于足球的运动下列描述正确的是（ ）
A．水平方向做匀减速直线运动B．水平方向做匀速直线运动
C．竖直方向做匀减速直线运动D．竖直方向做匀速直线运动
2．从踢飞足球开始计时到足球的落地时间为（ ）
A．0.18sB．0.8s
C．1.6sD．0.6s
3．在空中运动过程中足球的机械能（ ）
A．保持不变B．逐渐变大
C．逐渐减小D．先增大再减小
【答案】1．B 2．D 3．A
【解析】1．足球被踢飞时速度沿水平方向，且不计空气阻力，球做平抛运动，平抛运动水平方向不受外力为匀速直线运动，竖直方向初速度为零，只受重力是初速度为零的匀加速直线运动。
故选B。
2．球做平抛运动，根据平抛运动时间由竖直方向决定，竖直方向做自由落体运动，则
可以求得时间为
t=0.6s
故选D。
3．不计空气阻力足球只受重力，所以足球的机械能守恒，机械能保持不变。
故选A。
图为苹果自由下落时频闪照片的效果图，第一次闪光时苹果位于O点，第二、第三、第四次闪光时苹果分别位于A、B、C三点。已知OA=x1，AB=x2，BC=x3，频闪仪的闪光周期为T。
4．描述苹果运动的下列物理量中，属于标量的是（ ）
A．位移B．时间C．速度D．加速度
5．由图1可知x1A．越来越大B．保持不变C．越来越小D．先变小后变大
6．进一步研究可知，苹果在自由下落过程中加速度保持不变。从受力的角度分析，这是因为苹果所受的合力（ ）
A．越来越大B．保持不变C．越来越小D．先变小后变大
7．我们还可以从能量的角度分析苹果的自由下落过程，关于苹果的动能和重力势能，下列说法正确的是（ ）
A．动能保持不变B．动能越来越小
C．重力势能保持不变D．重力势能越来越小
【答案】4．B 5．A 6．B 7．D
【解析】4．矢量既有大小又有方向，标量只有大小没有方向，位移、速度、加速度有大小有方向，属于矢量，而时间只有大小没有方向，属于标量。
故选B。
5．根据平均速度的计算公式
可知，时间相同时，位移越大，平均速度越大。
故选A。
6．根据牛顿第二定律有
若加速度保持不变，则合力不变。
故选B。
7．苹果在下落过程中，重力做正功，重力势能不断减小，动能越来越大。
故选D。
请阅读下述文字，完成下列3小题。
投掷飞镖是一种常见的娱乐活动。如图所示，靶盘竖直放置，将飞镖沿水平方向正对靶心掷出，经镖射中靶心正下方的某点。已知飞镖掷出前距把心的水平距离为，飞镖可视为质点，不计空气阻力。
8．以地面为参考系，飞镖在空中做（ ）
A．平抛运动B．圆周运动C．匀速直线运动D．匀减速直线运动
9．飞镖掷出时速度的大小为（ ）
A．B．C．D．
10．飞镖在空中运动的过程中（ ）
A．动能逐渐增大B．动能逐渐减小
C．机械能逐渐增大D．机械能逐渐减小
【答案】8．A 9．C 10．A
【解析】8．将飞镖沿水平方向正对靶心掷出，飞镖在空中只受重力作用，以地面为参考系，飞镖在空中做平抛运动。
故选A。
9．飞镖在空中做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则有
解得飞镖掷出时速度的大小为
故选C。
10．飞镖在空中只受重力作用，重力对飞镖做正功，飞镖的动能逐渐增大，飞镖的机械能保持不变。
故选A。
请阅读下述文字，完成下列小题。
如图所示，质量m的小球从离桌面高h1处的A点由静止下落到地面上的B点。桌面离地面高h2，空气阻力不计，重力加速度g。

11．若选桌面为参考平面，下列说法正确的是（ ）
A．小球落至B点时的重力势能为0
B．小球经桌面时的重力势能为
C．小球经桌面时的重力势能为0
D．小球在A点的重力势能为
12．关于小球下落过程中重力做功和重力势能的变化，下列说法正确的是（ ）
A．小球从A点下落至桌面的过程，重力做正功，重力势能增加
B．小球从桌面下落至B点的过程，重力做负功，重力势能减少
C．小球从A点下落至B点的过程，重力势能的减少量与参考平面的选取有关
D．小球从A点下落至B点的过程，重力做功的多少与参考平面的选取无关
13．若选地面为参考平面，小球经过桌面时的机械能为（ ）
A．0B．C．D．
【答案】11．C 12．D 13．B
【解析】11．A．若选桌面为参考平面，小球落至B点时的重力势能为，故A错误；
BC．若选桌面为参考平面，小球经桌面时的重力势能为0，故B错误，C正确；
D．若选桌面为参考平面，小球在A点的重力势能为，故D错误。
故选C；
12．A．小球从A点下落至桌面的过程，重力方向与位移方向相同，则重力做正功，重力势能减小，故A错误；
B．小球从桌面下落至B点的过程，重力方向与位移方向相同，重力做正功，重力势能减小，故B错误；
CD．由于重力势能变化量具有绝对性，即与所选参考平面无关，结合重力做功与重力势能变化量的关系可知，重力做功的多少与所选参考平面无关，故C错误，D正确。
故选D。
13．小球下落过程中机械能守恒，若选地面为参考平面，小球经过桌面时的机械能等于其在A点的机械能即为
故选B。
排球运动是大家非常喜爱的一种球类运动。如图所示，在运动中，运动员会将排球击打过网。不计空气阻力，取重力加速度。
14．以地面为参考系，排球沿水平方向被击出后，在空中做（ ）
A．平抛运动B．自由落体运动
C．匀速直线运动D．匀减速直线运动
15．排球沿水平方向被击出到落地所用时间约为0.80s，则排球被击打时距地面的高度约为（ ）
A．0.64mB．0.84mC．3.2mD．6.4m
16．在排球沿水平方向被击出到落地的过程中，排球的动能（ ）
A．逐渐减小B．逐渐增大
C．保持不变D．先减小后增大
17．排球被水平击出后，在空中飞行的过程中，关于其重力所做的功，下列说法正确的是（ ）
A．一直做正功B．一直做负功
C．一直不做功D．先做负功后做正功
18．如果排球沿斜上方被击出，从被击出到落地的过程中，排球的机械能（ ）
A．逐渐减小B．逐渐增大
C．保持不变D．先减小后增大
【答案】14．A 15．C 16．B 17．A 18．C
【解析】14．以地面为参考系，排球沿水平方向被击出后，排球只受重力作用，在空中做平抛运动。
故选A。
15．排球沿水平方向被击出到落地所用时间约为0.80s，则排球被击打时距地面的高度约为
故选C。
16．在排球沿水平方向被击出到落地的过程中，只有重力做正功，根据动能定理可知排球的动能逐渐增大。
故选B。
17．排球被水平击出后，在空中飞行的过程中，重力与速度方向的夹角始终小于90°，所以重力一直做正功。
故选A。
18．如果排球沿斜上方被击出，从被击出到落地的过程中，只有重力对排球做功，排球的机械能保持不变。
故选C。
根据题意完成下列小题。
19．竖直固定圆环上套有一个小环P，将它从环上的不同位置静止释放，沿环落到底部A时的动能正比于（ ）
A．下落的高度B．经过的弧长C．初末位置的距离
D．所用的时间E．PA连线扫过的面积
20．小环落到底部A时的速率正比于（ ）
A．下落的高度B．经过的弧长C．初末位置的距离
D．所用的时间E．PA连线扫过的面积
【答案】19．A 20．C
【解析】19．沿环落到底部A时的动能
故选A。
20．如图
设小环下降高度h，圆环半径R，它到A点的距离L，根据机械能守恒定律
根据几何关系
联立得
可得
故选C。
21．请阅读下述文字，完成下列小题
图甲为荡秋千的情景，某同学在秋千上以固定姿势摆动的过程可以简化为：质量为m的小球用细线悬于O点，小球大小可忽略不计，小球在竖直平面内左右摆动。从A点开始运动,此时细线与竖直方向夹角为θ，到达最低点B后，摆到另一侧最高点C，A点与C点等高，如图乙所示。重力加速度大小为g，不计空气阻力，不计秋千的质量。

(1)当秋千摆动到最低点B时，秋千对该同学的作用力（ ）
A．等于mgB．大于mgC．小于mgD．等于零
(2)该同学在荡秋千过程中，下列说法正确的是（ ）
A．从A运动到B的过程中，秋千对该同学的作用力做正功
B．从A运动到B的过程中，秋千对该同学的作用力做负功
C．从B运动到C的过程中，秋千对该同学的作用力做正功
D．从B运动到C的过程中，秋千对该同学的作用力不做功
(3)想要测量该同学摆到最低点B时的动能Ek，甲、乙、丙同学观点如下：
甲同学：需再测得秋千绳的长度l、摆到最低点时秋千对该同学的作用力T，则
求得
乙同学：只需再测得秋千绳的长度l，则
丙同学：荡秋千的过程中，该同学体内的化学能转化为系统的机械能，还需要测量这部分化学能。列说法正确的是（ ）
A．只有甲同学的观点是正确的
B．只有乙同学的观点是正确的
C．只有丙同学的观点是正确的
D．甲、乙同学的观点是正确的
(4)若该同学到达最低点B时突然站起来，并保持站立姿势摆到另一侧的最高点D，此时细线与竖直方向夹角为θ'，其中D点和角θ'未画出，假定人在最低点站起前后摆动速度大小不变。下列说法正确的是（ ）
A．，该同学从A到D的过程中机械能不守恒
B．，该同学从A到D的过程中机械能不守恒
C．，该同学从A到D的过程中机械能守恒
D．，该同学从A到D的过程中机械能守恒
【答案】(1)B
(2)D
(3)D
(4)B
【详解】（1）在最低点，根据牛顿第二定律得
解得
故选B。
（2）AB．从A运动到B的过程中，秋千对同学的支持力的方向与同学的运动方向始终垂直，所以秋千对该同学的作用力不做功，故AB错误；
CD．从B运动到C的过程中，秋千对同学的支持力的方向与同学的运动方向垂直，所以秋千对该同学的作用力不做功，故C错误，D正确。
故选D。
（3）根据牛顿第二定律得
又因为
解得
再测得秋千绳的长度l、摆到最低点时秋千对该同学的作用力T，就可以测量最低点的动能，甲同学说法正确；
从B点到C点，根据机械能守恒定律
只需再测得秋千绳的长度l，就可以测量最低点的动能，乙同学说法正确；
人站起来后，以最低点人的重心为零势能面，人上摆的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律
只需再测得秋千绳的长度l，就可以测量最低点的动能，不需要测量转化为机械能的化学能，丙同学的说法是错误的。
故选D。
（4）从A点到B点，只有重力做功，人的机械能守恒；同学到达最低点B时突然站起来，站起前后摆动速度v大小不变，动能不变，人体内的化学能全部转化为人的重力势能，重力势能增加，人站起来的过程，机械能增加；从B点到D点，只有重力做功，机械能守恒；所以该同学从A到D的过程中机械能不守恒，机械能增加；
站起前，从B点到C点，根据机械能守恒定律
站起后，重心升高h，站起来后的机械能为
从B点到D点，根据机械能守恒定律
解得
故选B。
请阅读下述文字，完成下列小题。
如图所示，天花板上固定一轻弹簧，轻弹簧下端连接一重物，用手托住重物并使弹簧处于压缩状态停在A处。（不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内变化）

22．在A处，关于重物受到的弹簧弹力，下列说法正确的是（ ）
A．方向竖直向下B．方向竖直向上C．大小为0D．无法确定
23．若手突然撤开，重物从位置A处放开，它将迅速下降，直至位置B后再返回A处。在重物从A运动到B的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的弹性势能一直增大
B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．重物的重力势能一直增大
D．重物的重力势能先减小后增大
24．若手突然撤开，重物从位置A处放开，它将迅速下降，直至位置B后再返回A处。在重物从A运动到B的过程中，关于重物的运动，下列说法正确的是（ ）
A．当弹簧恢复到原长时，重物的速度最大
B．当弹簧恢复到原长时，重物的加速度最大
C．当弹簧的弹力等于重物所受重力时，重物速度恰好为0
D．当重物速度减小到0时，弹簧的弹力大于重物所受重力
25．若手突然撤开，重物从位置A处放开，它将迅速下降，直至位置B后再返回A处。记弹簧的弹性势能为、重物和地球的重力势能为、重物的动能为，下列说法正确的是（ ）
A．重物从A到B的过程中，持续减小
B．重物从B到A的过程中，持续增大
C．重物从A到B的过程中，保持不变
D．重物从A到B的过程中，保持不变
26．若手与重物一同缓慢下降，直至重物与手分离并保持静止。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的弹性势能与物体的重力势能之和先减少再增加
B．弹簧对重物做的功等于重物机械能的变化量
C．重物对手的压力随下降的距离均匀变化
D．手对重物做的功一定等于重物重力势能的变化量
【答案】22．A 23．B 24．D 25．D 26．C
【解析】22．在A处弹簧处于压缩状态，根据形变量方向可知，弹簧对重物弹力方向竖直向下。
故选A。
23．AB．在重物从A运动到B的过程中，弹簧先处于压缩状态，之后恢复原长再伸长，可知弹簧弹性势能先减小后增大，故A错误，B正确；
CD．重物从A运动到B的过程中，重力势能一直减小，故C、D错误。
故选B。
24．AB．在重物从A运动到B的过程中，当弹簧恢复到原长时，重物仍受到重力继续做加速运动，可知重物的速度没有达到最大；此时弹簧的弹力减小到0之后变为拉力，重物受到的合力在减小，可知重物的加速度在减小；故A、B错误；
C．当弹簧的弹力等于重物所受重力时，重物所受合力为0，重物速度达到最大值，故C错误；
D．当弹簧的弹力等于重物所受重力时，重物处于平衡位置，此时；当重物速度减小到0时，即重物处于最低点时，弹簧的弹力大于重物所受重力，故D正确。
故选D。
25．D．根据机械能守恒可知，重物的重力势能、弹性势能、动能之间相互转化，则有保持不变，故D正确；
AC．重物从A到B的过程中，重物的动能先增大后减小，则先减小后增大，故A、C错误；
B．重物从B到A的过程中，重物的动能先增大后减小，则先减小后增大，故B错误。
故选D。
26．A．由题可知，重物的动能变化量为零，根据题意可知手对重物的作用力一直竖直向上，将弹簧与重物视作一个整体，所以手对整体一直做负功，由此可知弹簧的弹性势能与物体的重力势能之和一直在减少，故A错误；
B．根据机械能的定义可知，弹簧和手对重物的功等于重物机械能的变化量，故B错误；
C．由题可知，当弹簧的弹力与重物的重力相等时，手与重物间的弹力为零，则两者分离，设重物对手的压力，则有
根据弹力的特点可知，弹力随下降的距离均匀变化，则重物对手的压力随下降的距离均匀变化，故C正确；
D．重物的动能变化为零，则手对重物做的功等于重物重力势能的变化量和弹性势能的变化量之和，则手对重物做的功不一定等于重物重力势能的变化量，故D错误。
故选C。
27．请阅读下述文字，完成下列小题。
如图所示，三个质量相同的小球，从同一高度由静止释放，其中a球沿竖直方向自由下落，b球沿光滑且固定的斜面下滑，c球沿光滑且固定的圆弧下滑。不计空气阻力。

(1)从释放到运动至地面的过程中，a、b和c三个小球所受重力做的功分别为Wa、Wb、Wc，则（ ）
A．Wa>Wb>WcB．WaC．Wa=Wb=WcD．Wa(2)b小球从释放到运动至地面的过程中（ ）
A．动能增加，机械能不变
B．动能减少，机械能增加
C．动能增加，机械能增加
D．动能减少，机械能减少
(3)从释放到运动至地面的过程中，c小球所受重力的瞬时功率（ ）
A．变小B．变大C．不变D．先变大后变小
【答案】(1)C
(2)A
(3)D
【详解】（1）重力做功均为
小球初末位置高度差相等，重力做功相等。
故选C。
（2）小球下滑过程中只有重力做功，也重力做正功，所以小球动能增加，机械能不变。
故选A。
（3）在初始位置，小球速度为零，所以重力的瞬时功率为零，而到达底端时，速度方向与重力方向垂直，重力的瞬时功率仍然为零，所以c小球所受重力的瞬时功率应先增大后减小。
故选D。
请阅读下述文字，完成下列各题。
如图所示，质量为的物体由A点静止释放，竖直向下运动到水平地面上的B点。已知A点距水平桌面的高度为，桌面距水平地面的高度为，重力加速度为，不计空气阻力。

28．下列说法正确的是（ ）
A．物体在A点具有的重力势能不可能为0
B．物体在A点具有的重力势能一定为
C．以桌面为参考平面，物体在A点具有的机械能为
D．以地面为参考平面，物体在A点具有的机械能为
29．物体由A点竖直向下运动到B点的过程中，其动能（ ）
A．增加B．增加
C．增加D．增加
【答案】28．C 29．D
【解析】28．A．物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，若选A点所在平面为参考平面，则物体在A点具有的重力势能为0，故A错误；
B．只有选桌面所在水平面为参考平面，物体在A点具有的重力势能才为mgh1，故B错误；
C．以桌面为参考平面，物体在A点具有的机械能为，故C正确；
D．以地面为参考平面，物体在A点具有的机械能为mg（h1+h2），故D错误。
故选C。
29．物体由A点竖直向下运动到B点的过程中，机械能守恒，重力势能减小，其动能增加。
故选D。