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2022届高三物理高考备考一轮总复习—能量守恒定律必刷题
一、单选题（共7题）
1．子弹在射入放在光滑水平面上的木块的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．子弹损失的动能全部转化为木块的动能
B．子弹损失的动能全部转化为木块的内能
C．子弹损失的动能全部转化为子弹和木块的内能
D．子弹损失的动能全部转化为木块的动能和子弹与木块的内能
2．质量为1kg的小球A以4m/s速度与质量为2kg的静止小球B正碰，关于碰后A、B的速度vA和vB，下列哪些是可能的（
）
A．
B．vA＝1m/s，vB＝2.5m/s
C．vA＝1m/s，vB＝3m/s
D．vA＝﹣4m/s，vB＝4m/s
3．如图所示，一轻质弹簧一端连接物块，另一端连接固定于固定光滑斜面上的挡板，开始时物块处于静止状态。现用手缓慢压缩物块直到弹簧压缩量为开始静止时弹簧压缩量的5倍时释放物块，物块向上移动一段距离后速度为零。
已知斜面的倾角为θ，重力加速度大小为g，弹簧的轴线与斜面平行，弹簧始终在弹性限度内，以静止释放处所在的水平面为零势能面，下列说法正确的是（　　）
A．释放瞬间物块的加速度大小为
B．物块向上运动的过程中加速度先增大后减小
C．物块向上运动的过程中弹簧的弹性势能先减小后增大
D．物块运动到最高点时的重力势能等于物块在最低点时弹簧的弹性势能
4．如图所示，一质量为M的物块静止于A点，绳长为L，现给物块施加一初速度v，物块抵达B点时的速度恰好为0，且此时拉物块B的绳与竖直方向成45°夹角，绳长保持不变，若不计空气阻力，下列说法正确的是（
）
A．物块将做简谐运动
B．满足关系式v2=gL
C．物块第二次经过A点时的速度与第一次经过A点时的速度不同
D．设物块在运动时绳与竖直方向的夹角为β（β
≤
45°），则当夹角为β时，绳子对物块的拉力大小为Mg(2
-
cosβ)
5．如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，初始时刻小球静止于P点。第一次小球在水平拉力F1作用下，从P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ，张力大小为T1；第二次在水平恒力F2作用下，从P点开始运动并恰好能到达Q点，至Q点时轻绳中的张力大小为T2。不计空气阻力，重力加速度为g。关于这两个过程，下列说法正确的是（
）
A．T1cosθ
=
T2
B．两个过程中，轻绳的张力均始终变大
C．第一个过程中拉力F1做功比第二个过程中拉力F2做功要多
D．第二个过程中，重力和水平恒力F2的合力的功率先增大后减小
6．下列说法正确的是（　　）
A．汽车在平直公路上匀速行驶，能量守恒不用耗油
B．内能不能转化为动能
C．电动机工作时把电能全部转化为机械能
D．自然界中能的转化和转移是有方向性的
7．质量为50kg的同学进行30m距离袋鼠跳比赛，共跳动15次正好抵达终点，若每次跳跃距离相同，重心均升高0.45，则以下说法正确的是（　　）
A．下落时双脚触地起该同学处于超重状态
B．起跳时与落地时地面对人的作用力方向不一致
C．每次跳跃该同学消耗体能225J
D．若该同学用14次跳跃动作完成比赛，则用时一定更短
二、多选题（共5题）
8．下列能源中，哪些属于不污染环境，且比较经济的新能源(
)
A．太阳能
B．核能
C．风能
D．地热能
9．物体从地面以60J的初动能竖直向上抛出，当它上升到某一高度A点时，动能减少了30J，机械能减少了10J．若空气阻力大小不变，以地面为零势能面，则下列说法正确的是(
)
A．物体在最高点处重力势能为40J
B．物体落地时动能为20J
C．物体上升过程中动能与重力势能相等时，动能小于30J
D．物体下落过程中动能与重力势能相等时，重力势能大于20J
10．如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（　　）
A．弹簧被压缩最短时弹力最大
B．物块克服摩擦力做的功为μmgs
C．弹簧的最大弹性势能为2μmgs
D．物块在A点的初速度为
11．嫦娥四号探测器成功发射，开启了我国月球探测的新旅程，探测器经过地月转移、近月
制动、环月飞行，最终实现了人类首次月球背面软着陆.如图为探测器绕月球的运行轨道示意图，其中轨道I为圆形轨道，轨道II为椭圆轨道.下列关于探测器的说法中正确的是
A．在轨道I、轨道II上通过P点时的动能相等
B．在轨道I通过P点的加速度比在轨道II通过P点的加速度大
C．在轨道II上从P点运动到Q点的过程中动能变大
D．在轨道II上从P点运动到Q点的过程中的机械能守恒
12．如图甲所示，物体以一定的初速度从倾角为的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0
m。选择地面为参考平面，上升过程中物体的机械能E机随高度h的变化如图乙所示。g取10
m/s2，sin
37°＝0.60，cos
37°＝0.80。则（　　）
A．物体的质量m＝1.0
kg
B．物体与斜面之间的动摩擦因数μ＝0.80
C．物体上升过程中的加速度大小a＝10
m/s2
D．物体回到斜面底端时的动能Ek＝10
J
三、解答题（共4题）
13．如图所示，质量M＝4kg的滑板B静止放在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，弹簧的自由端C到滑板左端的距离设为L，这段滑板与木块A(可视为质点)之间的动摩擦因数μ＝0.5。而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑。小木块A以速度v0＝4m/s由滑板B左端开始沿滑板B表面向右运动。已知木块A的质量m＝2kg，木块A到达C点时的速度v1＝2m/s，g取10m/s2。求：
(1)L的大小；
(2)木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能EP。
14．如图所示，一固定的锲形木块，其斜面长为4l，倾角θ=，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A和B（可视为质点）连接。A的质量为m，位于斜面底端，与斜面间动摩擦因；B的质量为4m，位于竖直面顶端。将该装置由静止释放，求：
(1)B物体着地前瞬间的速度大小；
(2)设B物体着地后不反弹，求A物体沿斜面上升的最大距离。
15．某人从一平台上跳下，下落后双脚触地接着他用双腿弯曲的方法缓冲，但自身重心又下降了，试分析在整个过程中，有哪些力对人做功？有哪些能发生相互转化？
16．如图所示，在大型超市的仓库中，要利用皮带运输机将货物由平台D运送到平台C上，为了便于运输，仓储员在平台D与皮带问放了一个光滑圆弧轨道ab，轨道半径为R=0.8m，轨道末端切线水平且与皮带平滑连接，货物经b点时仅改变速度的方向，不改变速度的大小。已知b与平台C的竖直高度h=3m，皮带和水平面间的夹角为，皮带和货物间的动摩擦因数=0.75。运输机的皮带以v0=2m/s的速度顺时针匀速运动（皮带和轮子之间不打滑）、仓储员将质量m=100kg的货物从轨道上的a点由静止释放。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）货物运动到轨道最低点b时对轨道的压力大小：
（2）货物从b运送至平台C的过程中，货物与皮带之间因摩擦产生的热量：
（3）皮带将货物从b运送至平台C的过程中，带动皮带的电动机需要多消耗多少电能。
参考答案
1．D
【详解】
子弹在射入放在光滑水平面上的木块的过程中，子弹的动能减小，木块的动能增大，系统产生内能。根据能量守恒定律可知，子弹损失的动能全部转化为木块的动能和子弹与木块的内能；
故选D。
2．A
【详解】
碰撞前总动量为P＝mAvA0＝1×4kg·m/s＝4kg·m/s；碰撞前总动能为。
A.如果，碰后动量，碰后动能，碰撞过程动量守恒，动能不增加，故A正确；
B.如果vA＝1m/s，vB＝2.
5m/s，碰后动量P′＝mAvA+mBvB＝(1×1+2×2.
5)
kg·m/s＝5kg·m/s，碰撞过程动量不守恒，故B错误；
C.如果vA＝1m/s，vB＝3m/s，碰后动量P′＝mAvA+mBvB＝(1×1+2×3)
kg·m/s＝7kg·m/s，碰撞过程动量不守恒，故C错误；
D.如果vA＝﹣4m/s，vB＝4m/s，碰后动量P′＝mAvA+mBvB＝1×（﹣4）kg·m/s
+2×4
kg·m/s＝4kg·m/s，碰后动能，碰撞过程动量守恒，动能增加，故D错误；
3．C
【详解】
A．物块处于静止状态时，有
缓慢压缩物块直到弹簧压缩量为开始静止的5倍时弹簧弹力的大小
所以释放物块的瞬间，加速度大小为
故A错误；
B．因时物块的加速度为零，所以物块向上运动一段距离的过程中加速度先减小后增大，选项B错误；
C．物块向上运动的过程中弹簧的弹性势能先减小后增大，故C正确；
D．物块运动到最高点时，弹簧处于伸长状态，故此时物块的重力势能小于物块在最低点时的弹性势能，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．由题知物块B的绳与竖直方向成45°夹角，不满足单摆摆角小于5°（现在一般认为是小于10°）的条件，则物块的运动不能视为简谐运动，A错误；
B．根据动能定理有
-
mg(L
-
Lcos45°)
=
0
-
mv2
经过计算有
v2=
(2
-
)gL
B错误；
C．由于速度是矢量，第一次经过C点的速度方向向左，第二次经过C点的速度方向向右，则物块第二次经过A点时的速度与第一次经过A点时的速度不同，C正确；
D．当夹角为β时对物块受力分析如下图
根据受力分析有
FT=
mgy
=
mgcosβ
D错误。
故选C。
5．A
【详解】
B．第一次小球在水平拉力F1作用下，从P点缓慢地移动到Q点，则小球处于平衡状态，根据平衡条件得
随着θ增大，F1逐渐增大，绳子的拉力
T1逐渐变大；第二次从P点开始运动并恰好能到达Q点，则到达Q点时速度为零，在此过程中，根据动能定理得
解得
第二次由于重力和拉力都是恒力，可以把这两个力合成为新的“重力”，则第二次小球的运动可以等效于单摆运动，当绳子方向与重力和F2的合力方向在同一直线上时，小球处于“最低点”，最低点的速度最大，此时绳子张力最大，所以第二次绳子张力先增大，后减小，故B错误；
A．第一次运动到Q点时，受力平衡，根据几何关系可知
第二次运动到Q点时，速度为零，则向心力为零，则绳子拉力
则
故A正确；
C．由能量守恒关系可知，两次重力功相同，小球最后的机械能相同，则第一个过程中拉力F1做功等于第二个过程中拉力F2做功，故C错误；
D．第二个过程中，重力和水平恒力F2的合力是个恒力，在等效最低点时，合力方向与速度方向垂直，此时功率最小为零，到达Q点速度也为零，则第二个过程中，重力和水平恒力F2的合力的功率先减小，后增大，再减小为0，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】
A．汽车运动中动能不变，机械能不变，但是克服阻力做功消耗能量，所以要不断耗油，故A错误；
B．内能可以转化成动能，只是不能全部转化为动能，故B错误；
C．电动机工作时一部分能量转化为内能，故电能不能全部转化为机械能，故C错误；
D．能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有方向性．选项D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．下落时双脚触地瞬间，该同学的加速度仍然向下，处于失重状态，并非一直超重，A错误；
B．不论是起跳还是落地，地面对人的支持力始终竖直向上，但起跳时摩擦力向前，则地面对人的作用力合力在前上方。落地时摩擦力向后，则地面对人的作用力合力在后上方，B正确；
C．每次跳跃，该同学消耗的体能除了用于抬高重心转化为该同学的重力势能的增加量还有向前的动能，故消耗的体能
C错误；
D．该同学每次每次跳跃完成后，均可能会在地面停留片刻，所以用时长短于跳跃次数无必然联系，D错误。
故选B。
8．ACD
【解析】
【详解】
新能源主要指海洋能、地热能、风能、太阳能、核能等，核能会产生核辐射，污染环境，而太阳能、风能和地热能不污染环境，ACD正确．
【点睛】
新能源主要指海洋能、地热能、风能、太阳能、核能等．常规能源是指传统的能源，包括植物秸秆和化石燃料，而石油，天然气和煤都是化石燃料．
9．ABC
【详解】
试题分析：物体以60J的初动能从A点出发做竖直上抛运动，当上升到某一高度时，动能减少了30J，而机械能损失了10J．则当上升到最高点时，动能为零，而机械能损失了20J．故在最高点处重力势能为40J，故A正确；当下落过程中，由于阻力做功不变，所以又损失了20J．因此该物体回到出发点A时的动能20J．故B正确；上升过程中由于存在机械能损失，当动能与重力势能相等时，动能小于30J，故C正确；下落过程中损失的机械能还有40J，当动能与重力势能相等时，重力势能小于20J，故D错误；故选ABC．
考点：本题考查了能量守恒定律、功能关系
10．AD
【详解】
A．弹簧被压缩的形变量越大，弹力越大，所以弹簧被压缩最短时弹力最大，A正确；
B．整个过程中，物块一来一回。所受的摩擦力大小恒定，摩擦力一直做负功，则物块克服摩擦力做的功为，B错误；
C．物体向右运动的过程，根据能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能
C错误；
D．设物块在A点的初速度为。对整个过程，利用动能定理得
可得
D正确。
故选AD。
11．CD
【解析】
【详解】
A.嫦娥四号探测器在P位置从圆形轨道I变到椭圆轨道II时，需制动减速做近心运动，则在轨道I的动能大于轨道II上的动能，故A错误；
B.同在P点位置相同，万有引力相同，则加速度相同，故B错误；
CD.在轨道II上探测器只受万有引力作用，则从P点运动到Q点的过程中，引力做正功，动能增大，机械能守恒，故C、D正确.
12．ACD
【详解】
A.物体到达最高点时，动能为零，机械能
则
故A正确；
B.物体上升过程中，克服摩擦力做功，机械能减少，减少的机械能等于克服摩擦力做的功，由功能原理得
可得
故B错误；
C.物体上升过程中，由牛顿第二定律得
解得
故C正确；
D.由图象可知，物体上升过程中摩擦力做功
在整个过程中由动能定理得
则物体回到斜面底端时的动能
故D正确；
故选ACD。
13．(1)1m(2)
【详解】
(1)木块在长度为L运动过程中，由动量守恒得：
此过程由能量守恒得：
代入数据解得：
(2)当木块与滑板速度相等时，弹性势能最大，由动量守恒得：
此过程由能量守恒得：
代入数据解得：
14．(1)；(2)3.2l
【详解】
(1)对A、B组成的系统，从静止释放到B物体着地，由能量守恒定律有：
得
(2)对A物体，B着地之后减速上升至停止，由动能定理有：
A物体沿斜面上升的最大距离
解得
15．见解析
【详解】
对人做功的力是重力。
触地前重力做正功，重力势能转化为动能，触地后重力仍对人做正功，重力势能转化为动能，地面对人的支持力不做功。
16．（1）3000N；（2）100J；（3）2500J
【详解】
（1）货物从a到b机械能守恒
在b点，由牛领第二定律
由牛领第三定律，货物对轨道的压力
代入数据联解
=3000N
（2）由图知，皮带两轮之间距离长
解得
假设货物在传送带上减速运动位移刚好与传送带速度相等，由动能定理
代入数据解得
因<1，则假设成立∶又因
则以后货物与传送带一起匀速运动到最高处货物减速过程运动的时间
此过程传送带的位移为
货物从b运送至平台C的过程中，货物与传送带之间因摩擦产生的热量
代入数据联立解得
设皮带将货物从b运送至平台C电动机需要多消耗E的电能，由能量转化与守恒
代入相应数据解得

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