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2024-2025高一下学期期末复习 （机械能守恒定律）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于功与功率，下列说法正确的是（　　）
A．功是标量，功率是矢量 B．功是矢量，功率是标量
C．正功一定大于负功 D．功率大说明物体做功快
2．用起重机将质量为200kg的重物由静止沿竖直方向吊起，重物先匀加速上升，起重机输出功率达到额定功率4.4kW后保持不变，整个过程中起重机输出功率P随时间t的变化如图所示，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s ，下列说法正确的是（　　）
A．t=1s时，重物的速率为1.1m/s
B．t=1s时，重物的重力势能增加了1000J
C．t=2s时，重物受到竖直向上的拉力大小为2000N
D．t=3s时，重物的加速度大小为1m/s
3．张老师从一楼乘竖直电梯到五楼，经过匀加速、匀速和匀减速运动过程，设电梯中途匀速运动的速度为v，每层楼的高度为h，重力加速度为g，张老师质量为m，则（　　）
A．加速过程中，电梯对人做的功为
B．减速过程中，合外力对人做的功为
C．整个过程中，人的重力势能增加了
D．运动过程中，电梯对人做功的瞬时功率可以大于
4．如图所示，固定在竖直面内、半径的半圆形光滑杆与光滑水平杆相切于A点，为半圆形杆的竖直直径，为最高点，一可视为质点质量的带孔小球穿过杆静止在水平杆上。某时刻给小球一水平向右的初速度，小球恰能通过最高点，不计空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是（　　）
A．小球经过轨道最高点时的速度大小为
B．小球的初速度大小
C．小球在点时所受合力指向圆心
D．小球在A点对半圆轨道的压力大小为
5．如图所示，一物体在恒力F作用下沿斜面向上加速运动，已知物体质量为m，加速度大小为a，物体和斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，重力加速度为g，在物体移动距离x的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．斜面对物体的摩擦力大小为
B．斜面对物体作用力的大小为
C．斜面对物体的摩擦力做功为
D．物体动能增加了
二、多选题
6．连江含光廊桥如今已经成为连江人休闲的好去处。在这条廊桥附近有着丰富多彩的娱乐游戏项目，比如“套圈圈”游戏。如图所示小孩和大人在同一竖直线上不同高度先后水平抛出两个相同的小圆环，要想套中同一个小圆筒。若小圆环的运动视为平抛运动，则（ ）
A．大人抛出的圆环速度变化率较大 B．大人抛出的圆环在空中运动时间较长
C．大人抛出的圆环初速度较小 D．大人抛出的圆环在落地瞬间重力的功率较小
7．用起重机提升货物，货物上升过程中的图像如图所示。在到内，重力对货物做的功为、绳索拉力对货物做的功为、货物所受合力做的功为，则（　　）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，劲度系数为k＝，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中（　　）
A．圆环的机械能守恒
B．弹簧弹性势能变化了mgL
C．圆环下滑到最大距离时，所受合力最大
D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
三、实验题
9．某实验小组利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。主要实验步骤如下：
①实验前先调节气垫导轨水平，测量出遮光条的宽度d；
②将滑块置于气垫导轨最右端，测出遮光条中心到光电门中心的距离L；
③接通气泵，将滑块从导轨最右端由静止释放，记录遮光条通过光电门的遮光时间t；
④用天平测出滑块和遮光条的总质量M，砂和砂桶的总质量m；
⑤仅改变光电门的位置，重复步骤②③，测得多组L和t的数据。
(1)本实验 （选填“需要”或“不需要”）满足的条件。
(2)遮光条通过光电门时的速度大小为 。（用题中所给物理量的字母表示）
(3)当地的重力加速度为g，遮光条通过光电门时，系统的动能增加量为 ；系统的重力势能减少量为 。（用题中所给物理量的字母表示）
(4)作出图像，如图乙所示，根据机械能守恒定律，图线斜率k的理论值为 （用题中所给物理量的字母表示）。
10．在“验证机械能守恒定律”的实验中
(1)下列操作正确的是___________。
A． B． C．
(2)实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测得数据如图所示已知打点的频率为 50Hz，则打点“13”时，重锤下落的速度大小为 m/s（保留三位有效数字）。
(3)某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s2，并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m，另计算得动能增加值为5.08m（m为重锤质量）则该结果 （选填“能”或“不能”验证机械能守恒定律，理由是 。
四、解答题
11．如图所示，一个人用与水平方向成角的力拉一个木箱，木箱以的速度在水平地面上沿直线匀速向右前进了，，，求：

(1)木箱在运动位移的过程中摩擦力对木箱所做的功；
(2)末拉力的瞬时功率。
12．滑板运动由冲浪运动演变而来，已被列为奥运会正式比赛项目。如图所示，某滑板爱好者从斜坡上距平台高处由静止开始下滑，水平离开A点后越过壕沟落在水平地面的B点，A、B两点高度差，水平距离。已知人与滑板的总质量，取重力加速度，不计空气阻力，求：

(1)人与滑板从A点离开时的速度大小；
(2)人与滑板从A点运动到B点重力做功的平均功率；
(3)人与滑板从斜坡下滑到A点过程克服阻力做的功。
13．如图所示，在竖直平面内长为的粗糙水平面左侧与半径的四分之一光滑圆弧轨道平滑连接，右侧与一足够长的传送带平滑连接。传送带以恒定的速率逆时针转动。将物块A从光滑圆弧最高点由静止释放，经过M点运动到N点，再滑上传送带。已知A的质量为，物块A与间的动摩擦因数及传送带间的动摩擦因数都为，重力加速度。求：
(1)物块A第一次运动到N点时的速度；
(2)物块A在传送带上第一次向右运动到最右端的过程中，两者摩擦产生的热量；
(3)物块A在上运动的总路程s；
(4)整个过程中，因物块A传送带电动机多消耗的电能E。
试卷第1页，共3页
2024-2025高一下学期期末复习 （机械能守恒定律）
1．D
【详解】AB．功和功率均为标量，故AB错误；
C．功的正负仅表示力对物体运动的作用方向（动力或阻力），与功的大小无关。例如，+2J的功小于-5J的功（绝对值比较），故C错误；
D．功率的物理意义是单位时间内做功的多少，功率越大，表示做功越快，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】A．重物先由静止做匀加速直线运动，则有
根据牛顿第二定律有
解得
根据功率
联立得
对图像其斜率为
代入，可得
解得，（舍去）
时重物的速率为
故A错误；
B．内的位移
重力势能的增加量为
故B正确；
C．达到额定功率后保持不变，时仍有的加速度，根据牛顿第二定律有
解得
故C错误；
D．时，功率保持不变，根据
可知随着速度增大，在减小；根据牛顿第二定律有
可知加速度在减小，所以时加速度小于，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】A．加速过程中，人受到重力和支持力作用，根据动能定理，有
可得电梯对人做的功为
故A错误；
B．减速过程中，根据动能定理，有
可得合外力对人做的功为
故B错误；
C．张老师从一楼乘竖直电梯到五楼，上升的高度为，人的重力势能增加了，故C错误；
D．在电梯加速运动到速度时，电梯对人的支持力大于重力，此时电梯对人做功的瞬时功率大于，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】A．小球恰能通过最高点，则最高点的最小速度为零，A错误；
B．根据机械能守恒有
解得小球的初速度大小
B错误；
C．小球在点时做速度减小的圆周运动，所受合力不指向圆心，C错误；
D．小球在A点有
解得
根据牛顿第三定律可知小球对半圆轨道的压力大小为，D正确。
故选D。
5．D
【详解】AB．根据题意，对物体受力分析，如图所示
垂直斜面方向，由平衡条件有
沿斜面方向，由牛顿第二定律有
则摩擦力
斜面对物体作用力的大小为
故AB错误；
C．由做功公式可得，斜面对物体的摩擦力做功为
故C错误；
D．由动能定理有
由牛顿第二定律有
又有
联立可得物体动能增加了
故D正确。
故选D。
6．BC
【详解】A．大人、小孩抛出的圆环在空中的加速度均为重力加速度，所以速度变化率相等，故A错误；
BD．圆环在空中做平抛运动，竖直方向有
可得
由于大人抛出的圆环在空中下落高度较大，则大人抛出的圆环在空中运动时间较长；根据
可知大人抛出的圆环在落地瞬间重力的功率较大，故B正确，D错误；
C．水平方向有
由于水平位移相等，大人抛出的圆环在空中运动时间较长，则大人抛出的圆环初速度较小，故C正确。
故选BC。
7．BD
【详解】A．易知重力对货物做负功，，故A错误；
BC．绳索拉力F方向与货物位移方向一致，绳索拉力F对货物做正功，，故B正确，C错误；
D．由题图知，在到内，货物减速上升，绳索拉力，合力方向向下，故， 故D正确。故选BD。
8．BC
【详解】AD．圆环在下滑过程中，圆环的重力和弹簧的弹力对圆环做功，圆环的机械能不守恒，圆环和弹簧组成的系统机械能守恒，系统的机械能等于圆环的动能和重力势能以及弹簧的弹性势能之和，故AD错误；
C．对圆环进行受力分析，可知圆环从静止开始先向下加速运动且加速度逐渐减小，当弹簧对圆环的弹力沿杆方向的分力与圆环所受重力大小相等时，加速度减为0，速度达到最大，而后加速度反向且逐渐增大，圆环开始做减速运动，当圆环下滑到最大距离时，所受合力最大，大小为
kL·cos30°－mg＝2mg
大于开始时所受合力mg，故C正确；
B．由图中几何关系知圆环下降的高度为L，由系统机械能守恒可得mgL＝ΔEp，故B正确。
9．(1)不需要
(2)
(3)
(4)
【详解】（1）本实验验证机械能守恒定律，不需要将砂和砂桶的总重力近似等于滑块的拉力，所以不需要满M远大于的条件。
（2）遮光条通过光电门的时间很短，用平均速度近似等于瞬时速度，故遮光条通过光电门时的速度大小为
（3）遮光条通过光电门时，系统的动能增加量为
系统的重力势能减少量为
（4）若满足机械能守恒定律，则满足
化简可得
则图线斜率的理论值为
10．(1)B
(2)3.34
(3) 不能 没有用当地的重力加速度g
【详解】（1）应手提纸带上端使纸带竖直，同时使重物靠近打点计时器，由静止释放。
故选B。
（2）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度可得打点“13”时，重锤下落的速度大小
（3）[1][2]某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s2，并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m，另计算得动能增加值为5.08m（m为重锤质量），则该结果不能验证机械能守恒定律，理由是：该同学求出的9.77m/s2是重锤受到空气阻力时做匀加速运动的加速度a=9.77m/s2，不是当地的重力加速度，5.09m也不是重力势能的减少量。没有当地的重力加速度的数值，无法求出重力势能的减少量，所以无法验证机械能守恒定律。
故选B。
11．(1)-96J
(2)24W
【详解】（1）木箱匀速前进水平方向受力平衡
据力的平衡条件可得滑动摩擦力
故得木箱在运动位移的过程中摩擦力对木箱做的功
代入数据解得
（2）木箱以的速度匀速运动
根据瞬时功率公式
代入数据解得末拉力的瞬时功率
12．(1)
(2)
(3)420J
【详解】（1）设人与滑板从A点到B点所用的时间为，根据平抛运动规律，在竖直方向上位移
解得
在水平方向上位移
解得
（2）人与滑板从A点运动到B点重力做功为
平均功率
解得
（3）人与滑板从斜坡下滑过程中，由动能定理
解得
故克服阻力做功为420J
13．(1)4m/s
(2)16J
(3)2.9m
(4)
【详解】（1）从圆弧最高点静止释放到N点，根据动能定理
解得。
（2）物块A在传送带上，向右做匀减速运动，速度减为0时第一次运动到最右端，根据，
物块A的位移为
传送带的位移为
两者摩擦产生的热量为
（3）物理A第一次从传送带上向N点运动做匀加速运动，与传送带共速时的位移为
A第一次从传送带上回到N点时速度为，方向向左滑上水平轨道，设最终停在MN上，运动的路程为l，根据能量守恒
解得，说明A从传送带上滑上水平轨道会再次回到N点第二次滑上传送带，设第二次滑上传送带的速度为，根据能量守恒
解得，小于传送带速度，故第二次从传送带上回到N点的速度大小仍为，再在NM上运动路程为s1，根据能量守恒
解得，物块A在MN上运动的总路程。
（4）物体A第一次上传送带到回到与传送带共速所用的时间为
物体A第二次上传送带到回到与N点所用的时间为
因物块A传送带电动机多消耗的电能等于克服摩擦力所做的功。
答案第1页，共2页

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