第1頁/共1頁2024北京重點(diǎn)校高一（下）期末物理匯編機(jī)械能守恒定律章節(jié)綜合（多選題）一、多選題1．（2024北京北師大附中高一下期末）我們知道，處于自然狀態(tài)的水都是向重力勢能更低處流動(dòng)的，當(dāng)水不再流動(dòng)時(shí)，同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力勢能，即水面是等勢面。通常穩(wěn)定狀態(tài)下水面為水平面，但將一桶水繞豎直固定中心軸以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)水面呈凹狀，如圖所示。這一現(xiàn)象仍然可用等勢面解釋：以桶為參考系，桶中的水還多受到一個(gè)“力”，同時(shí)水還將具有一個(gè)與這個(gè)“力”對(duì)應(yīng)的“勢能”。為便于研究，在過桶豎直軸線的平面上，以水面最低處為坐標(biāo)原點(diǎn)、以豎直向上為y軸正方向建立xOy直角坐標(biāo)系，質(zhì)量為m的小水滴（可視為質(zhì)點(diǎn)）在這個(gè)坐標(biāo)系下具有的“勢能”可表示為。該“勢能”與小水滴的重力勢能之和為其總勢能，水會(huì)向總勢能更低的地方流動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)同一滴水在水表面的不同位置具有相同的總勢能，即水面是等勢面。根據(jù)以上信息可知，下列說法中正確的是（）A．多受到的這個(gè)“力”的效果是提供水做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力B．與該“勢能”對(duì)應(yīng)的“力”的大小隨x的增加而增大C．該“勢能”的表達(dá)式與零勢能點(diǎn)的選取無關(guān)D．穩(wěn)定時(shí)桶中水面的形狀與桶轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω大小有關(guān)2．（2024北京北師大附中高一下期末）一個(gè)用細(xì)線懸掛的小球從A點(diǎn)由靜止自由釋放，一把直尺水平置于懸點(diǎn)正下方的P點(diǎn)右側(cè)，用來擋住細(xì)線。圖示為小球運(yùn)動(dòng)過程中的頻閃照片。不計(jì)空氣阻力。下列結(jié)論中正確的是（）A．小球向右擺動(dòng)的最大高度與A點(diǎn)相同B．小球向右擺動(dòng)的最大高度明顯高于A點(diǎn)C．懸線在P點(diǎn)與直尺碰撞前、后的瞬間相比，小球速率變大D．懸線在P點(diǎn)與直尺碰撞前、后的瞬間相比，小球受到的拉力變大3．（2024北京北師大附中高一下期末）發(fā)射地球同步衛(wèi)星，可簡化為如下過程：先將衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道1，然后點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于P點(diǎn)，軌道2、3相切于Q點(diǎn)，如圖所示。則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，下列說法正確的是（）A．地球同步衛(wèi)星可能經(jīng)過北京上空B．衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率C．衛(wèi)星在軌道2上從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中機(jī)械能守恒D．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速率小于它在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速率4．（2024北京海淀高一下期末）修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)如圖所示。在起重機(jī)將重物豎直吊起的過程中，重物從地面由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直到起重機(jī)的輸出功率達(dá)到其允許的最大值。圖中可能正確反映起重機(jī)的輸出功率P隨時(shí)間t、重物的速度v、重物上升高度h的變化關(guān)系，以及重物的速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系的是（）A． B．C． D．5．（2024北京海淀高一下期末）我國有很多不同軌道高度的人造衛(wèi)星。如圖所示，人造衛(wèi)星A、B都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。兩顆人造衛(wèi)星的質(zhì)量之比為，軌道半徑之比為，則A、B兩顆人造衛(wèi)星（）A．周期之比為B．線速度大小之比為C．向心加速度大小之比為D．動(dòng)能之比為6．（2024北京豐臺(tái)高一下期末）如圖所示，將輕質(zhì)彈簧的一端固定在水平桌面上O點(diǎn)，當(dāng)彈簧處于自由狀態(tài)時(shí)，彈簧另一端在A點(diǎn)。用一個(gè)金屬小球擠壓彈簧至B點(diǎn)，由靜止釋放小球，隨即小球被彈簧豎直彈出，已知C點(diǎn)為AB的中點(diǎn)，則（）A．從B到A過程中，小球的動(dòng)能一直增加B．從B到A過程中，小球的機(jī)械能一直增加C．從B到A過程中，彈簧的彈性勢能先增大后減小D．從B到C彈簧彈力對(duì)小球做的功大于從C到A彈簧彈力對(duì)小球做的功7．（2024北京豐臺(tái)高一下期末）在下面列舉的實(shí)例中，可以認(rèn)為機(jī)械能守恒的是（）A．跳傘運(yùn)動(dòng)員帶著張開的降落傘在空中勻速下落B．?dāng)S出的鉛球在空中運(yùn)動(dòng)C．蘋果從樹上由靜止開始下落的過程D．小球在黏性較大的液體中由靜止開始下落的過程8．（2024北京豐臺(tái)高一下期末）如圖所示，一條不可伸長的輕繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個(gè)小球A和B，已知小球A的質(zhì)量為m，用手托住B球，輕繩剛好被拉緊時(shí)，B球離地面的高度為h，A球靜止于水平地面上?，F(xiàn)釋放B球，落地時(shí)的速度為。定滑輪的質(zhì)量及輪與軸間的摩擦均不計(jì)，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．B球的質(zhì)量為4mB．A球上升h的過程中，輕繩對(duì)A球的拉力做的功為mghC．B球從釋放至落地，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D．A球從地面開始上升的最大高度為1.6h9．（2024北京海淀高一下期末）如圖為滑雪大跳臺(tái)場地的簡化示意圖。某次訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止開始下滑，到達(dá)起跳點(diǎn)B時(shí)借助裝備和技巧，保持到達(dá)起跳點(diǎn)B時(shí)的速率，沿與水平面夾角為15°的方向斜向上飛出，到達(dá)最高點(diǎn)C，最終落在坡道上的D點(diǎn)（C、D均未畫出），已知A、B之間的高度差，坡面與水平面的夾角為30°。不計(jì)空氣阻力和摩擦力，重力加速度g取，，。下列說法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)員在B點(diǎn)起跳時(shí)的速率為30m/sB．運(yùn)動(dòng)員起跳后達(dá)到最高點(diǎn)C時(shí)的速度大小約為7.8m/sC．運(yùn)動(dòng)員從起跳點(diǎn)B到最高點(diǎn)C所用的時(shí)間約為2.9sD．運(yùn)動(dòng)員從起跳點(diǎn)B到坡道上D點(diǎn)所用的時(shí)間約為4.9s10．（2024北京西城高一下期末）在如圖所示的滑輪裝置中，重物A、B是由不同數(shù)量的鉤碼組成，A、B的質(zhì)量分別為3m和m。由靜止釋放，重物A向下、B向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。不計(jì)空氣阻力、軸摩擦與繩重、滑輪重，繩不可伸長。從重物開始釋放，到重物A下落一小段距離（未著地）的過程中，下列說法正確的是（）A．重物A的機(jī)械能不變，重物B的機(jī)械能增加B．重物A的機(jī)械能減少，重物B的機(jī)械能增加C．重物A下落h時(shí)的速度大小為D．重物B上升h時(shí)的速度大小為11．（2024北京西城高一下期末）如圖所示，運(yùn)動(dòng)員腰系輕繩拖著輪胎在跑道上進(jìn)行訓(xùn)練。繩子對(duì)輪胎施加恒力的大小為300N，方向與水平方向成37°。輪胎被拖著從靜止開始沿著水平直線寬道移動(dòng)3m后，繩子突然斷了，輪胎又往前移動(dòng)了一段距離停下。已知輪胎的質(zhì)量為36kg，跑道與輪胎間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8，g取，，。忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）A．輪胎速度的最大值為B．繩子斷后，輪胎又前進(jìn)了2m停下C．從開始運(yùn)動(dòng)到繩斷的過程，繩子對(duì)輪胎所做功的平均功率為480WD．從輪胎開始運(yùn)動(dòng)到停下的過程，跑道對(duì)輪胎的摩擦力所做的功為12．（2024北京朝陽高一下期末）2024年5月太陽爆發(fā)大級(jí)別耀斑，引發(fā)地磁暴，使得近地空間氣體密度增大，航天器的運(yùn)行阻力隨之增加，我國空間站的軌道高度在5月11日當(dāng)天下降了約1公里。假定軌道降低前后空間站均可視為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則與軌道降低前相比，軌道降低后空間站的（）A．加速度減小 B．動(dòng)能減小 C．周期減小 D．機(jī)械能減小13．（2024北京朝陽高一下期末）釣魚時(shí)甩竿是一關(guān)鍵技巧。圖中a至b位置的過程為甩竿過程的示意圖，甩竿過程中魚鉤和魚餌（以下簡稱“鉤餌”）可近似認(rèn)為始終在竿的末端。釣魚者在a位置開始甩竿，鉤餌運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)b時(shí)，迅速釋放魚線，鉤餌被水平拋出，最后落在距b位置水平距離為s的水面上。甩竿過程可視為竿在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過了角，O點(diǎn)離水面高度為h、到竿末端的距離為L。鉤餌從b點(diǎn)拋出后在空中運(yùn)動(dòng)過程中，不計(jì)魚線對(duì)其作用。不計(jì)空氣阻力。鉤餌質(zhì)量為m。重力加速度為g。則（

）A．鉤餌在b點(diǎn)拋出時(shí)的速度大小為B．甩竿過程中，鉤餌、魚線和魚竿構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能增加C．甩竿過程中，鉤餌所受的合力做功D．釋放魚線后，鉤餌在落到水面前其速率隨時(shí)間均勻增加14．（2024北京第八中學(xué)高一下期末）以一定的初速度豎直向上拋出質(zhì)量為m的小球，它上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為f，則從拋出至回到拋出點(diǎn)的過程中，各力做功的情況正確的是（

）A．重力做的功為零 B．物體克服重力做的功為-mghC．物體克服空氣阻力做的功為2fh D．合外力做的功為零15．（2024北京交大附中高一下期末）如圖所示，輕彈簧上端固定，下端連接質(zhì)量為的小球，小球靜止在光滑固定斜面上。給小球一個(gè)沿斜面向下的初速度，小球便沿斜面往復(fù)運(yùn)動(dòng)，空氣阻力可忽略，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。取平衡位置處為原點(diǎn)，沿斜面向下為正方向，建立坐標(biāo)系，記小球振動(dòng)過程中位置坐標(biāo)為。規(guī)定處重力勢能為零，表示小球離開平衡位置的最大距離。圖中可能正確反映該小球運(yùn)動(dòng)過程中的速度、加速度、動(dòng)能以及重力勢能隨的變化關(guān)系的是（）A． B．C． D．16．（2024北京交大附中高一下期末）如圖所示，一木塊放在光滑水平面上，一子彈水平射入木塊中，射入深度為d，平均阻力為f．設(shè)木塊離原點(diǎn)s遠(yuǎn)時(shí)開始勻速前進(jìn)，下列判斷正確的是（）A．功fs量度木塊增加的動(dòng)能B．f（s+d）量度子彈損失的動(dòng)能C．fd量度子彈損失的動(dòng)能D．fd量度子彈、木塊系統(tǒng)總機(jī)械能的損失

參考答案1．BD【詳解】A．根據(jù)該“勢能”的表達(dá)式可知，距離y軸越遠(yuǎn)，勢能越小，則當(dāng)小水滴從y軸向外運(yùn)動(dòng)的過程中，對(duì)應(yīng)的“力”一定做正功，因此與該“勢能”對(duì)應(yīng)的“力”的方向背離O點(diǎn)向外，而向心力方向是指向圓周運(yùn)動(dòng)圓心向內(nèi)，即多受到的這個(gè)“力”的效果并不是是提供水做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故A錯(cuò)誤；B．將該“勢能”的表達(dá)式類比于彈簧彈性勢能的表達(dá)式，在彈性限度內(nèi)彈簧離平衡位置越遠(yuǎn)，彈力越大，可知，與該“勢能”對(duì)應(yīng)的“力”的大小隨x的增加而增大，故B正確；C．根據(jù)題意可知，穩(wěn)定時(shí)同一滴水在水表面的不同位置具有相同的總勢能，由于重力勢能與零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)，而水面是等勢面，即總的勢能一定，可知，該“勢能”的表達(dá)式與零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．由于整個(gè)水面總勢能相等，在O點(diǎn)處總勢能為零，則一個(gè)小水滴在該水面上任何位置重力勢能與該“勢能”的和均為零，即整理可得可知，穩(wěn)定時(shí)，桶中水面的縱截面為拋物線的一部分，當(dāng)桶轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω發(fā)生變化時(shí)，拋物線的形狀發(fā)生變化，即穩(wěn)定時(shí)桶中水面的形狀與桶轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω大小有關(guān)，故D正確。故選BD。2．AD【詳解】AB．小球從A點(diǎn)開始擺動(dòng)，在P點(diǎn)擋住擺線后，小球能繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)過程中小球的機(jī)械能是守恒的，小球能上升到原來的高度，故A正確，B錯(cuò)誤；C．懸線在P點(diǎn)與直尺碰撞前、后的瞬間相比，小球速率不變，故C錯(cuò)誤；D．懸線在P點(diǎn)與直尺碰撞后的圓周運(yùn)動(dòng)的半徑變小，由可得小球受到的拉力由于半徑變小，所以小球受到的拉力變大，故D正確。故選AD。3．CD【詳解】A．地球同步衛(wèi)星只能定點(diǎn)在赤道上空，不可能定點(diǎn)在北京上空，故A錯(cuò)誤；B．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由萬有引力提供向心力可得可知軌道半徑越大，則線速度越小，因此衛(wèi)星在軌道3上的速率小于在軌道1上的速率，B錯(cuò)誤；C．衛(wèi)星在軌道2上從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，只有萬有引力做功，則機(jī)械能守恒，C正確；D．衛(wèi)星在軌道1上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)，則有衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)做離心運(yùn)動(dòng)，則有可知衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速率小于它在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速率，D正確。故選CD。4．ABD【詳解】重物從地面由靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直到起重機(jī)的輸出功率達(dá)到其允許的最大值；設(shè)加速度大小為，重物質(zhì)量為，根據(jù)牛頓第二定律可得根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，可知圖像為過原點(diǎn)的傾斜直線；起重機(jī)的輸出功率為聯(lián)立可得，，可知圖像為過原點(diǎn)的傾斜直線，圖像為過原點(diǎn)的傾斜直線，圖像不是過原點(diǎn)的傾斜直線。故選ABD。5．BCD【詳解】ABC．根據(jù)萬有引力提供向心力可得可得，，則A、B兩顆人造衛(wèi)星的周期之比為A、B兩顆人造衛(wèi)星的線速度大小之比為A、B兩顆人造衛(wèi)星的向心加速度大小之比為故A錯(cuò)誤，BC正確；D．A、B兩顆人造衛(wèi)星的動(dòng)能之比為故D正確。故選BCD。6．BD【詳解】A．從B到A過程中，小球所受彈簧彈力逐漸減小，當(dāng)時(shí)，小球做加速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能增加，當(dāng)時(shí)，小球做減速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能減小。故A錯(cuò)誤；BC．從B到A過程中，彈簧與小球系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧一直對(duì)小球做正功，小球的機(jī)械能一直增加，彈簧的彈性勢能一直減小。故B正確；C錯(cuò)誤；D．根據(jù)胡克定律可知從B到C彈簧彈力的平均值較大，由又可知從B到C彈簧彈力對(duì)小球做的功大于從C到A彈簧彈力對(duì)小球做的功。故D正確。故選BD。7．BC【詳解】A．跳傘運(yùn)動(dòng)員帶著張開的降落傘在空氣中勻速下落的過程中，空氣阻力做負(fù)功，機(jī)械能減少，A錯(cuò)誤；B．?dāng)S出的鉛球在空中運(yùn)動(dòng)過程中，空氣阻力可以忽略不計(jì)，只有重力做功，機(jī)械能守恒，B正確；C．蘋果從樹上由靜止開始下落的過程，空氣阻力可以忽略不計(jì)，只有重力做功，機(jī)械能守恒，C正確；D．小球在黏性較大的液體中由靜止開始下落，黏滯阻力做負(fù)功，機(jī)械能減小，D錯(cuò)誤。故選BC。8．ACD【詳解】A．設(shè)B球的質(zhì)量為M，根據(jù)動(dòng)能定理解得故A正確；B．設(shè)輕繩對(duì)A球的拉力做的功為W，根據(jù)動(dòng)能定理解得故B錯(cuò)誤；C．將AB球看成整體，則根據(jù)牛頓第二定律解得所以，B球從釋放至落地，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為故C正確；D．B球落地時(shí)，A球的位移為此后A球做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，則位移為所以，A球從地面開始上升的最大高度為故D正確。故選ACD。9．AD【詳解】A．運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止開始下滑到B點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理可得解得故A正確；B．運(yùn)動(dòng)員在Ｂ點(diǎn)起跳后做斜拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向有在豎直方向有在最高點(diǎn)，豎直方向速度是零，水平方向速度不變，可知運(yùn)動(dòng)員起跳后達(dá)到最高點(diǎn)C時(shí)的速度大小為，故B錯(cuò)誤；C．運(yùn)動(dòng)員從起跳點(diǎn)B到最高點(diǎn)C，在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，到最高點(diǎn)C的時(shí)間為故C錯(cuò)誤；D．運(yùn)動(dòng)員從起跳點(diǎn)B到坡道上D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)中，將運(yùn)動(dòng)分解為沿斜坡方向和垂直斜坡方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，在垂直斜坡方向則有由運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得運(yùn)動(dòng)員從起跳點(diǎn)B到坡道上D點(diǎn)所用的時(shí)間為故D正確。故選AD。10．BD【詳解】AB．重物A受到重力與繩子拉力的作用，故機(jī)械能不守恒，由于拉力做負(fù)功，故機(jī)械能減?。粚?duì)B研究，可知其受到重力與拉力作用，拉力做正功，機(jī)械能增大，故B正確，A錯(cuò)誤；CD．對(duì)A、B整體研究，根據(jù)動(dòng)能定理可知解得故重物B上升h時(shí)的速度大小為，故D正確，C錯(cuò)誤。故選BD。11．AC【詳解】A．從開始運(yùn)動(dòng)到繩斷的過程，繩子對(duì)輪胎施加恒力的大小為，方向與水平方向成，跑道與輪胎間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，輪胎的質(zhì)量為，輪胎受到的支持力為FN，此過程輪胎的加速度大小為，對(duì)輪胎進(jìn)行受力分析，可得代入數(shù)據(jù)可得輪胎被拖著從靜止開始沿著水平直線寬道移動(dòng)的位移為，而后開始做減速運(yùn)動(dòng)，則輪胎速度的最大值滿足解得A正確；B．繩子斷后，輪胎做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為，則可得解得設(shè)輪胎又前進(jìn)了停下，則解得B錯(cuò)誤；C．從開始運(yùn)動(dòng)到繩斷的過程，繩子對(duì)輪胎所做功該過程的時(shí)間繩子對(duì)輪胎所做功的平均功率C正確；D．從開始運(yùn)動(dòng)到繩斷的過程，輪胎受到的摩擦力繩子斷后，輪胎受到的摩擦力從輪胎開始運(yùn)動(dòng)到停下的過程，跑道對(duì)輪胎的摩擦力所做的功為D錯(cuò)誤；故選AC。12．CD【詳解】A．根據(jù)萬有引力提供向心力解得所以軌道降低后空間站的增大，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)萬有引力提供向心力解得則軌道降低后空間站的速度增大，動(dòng)能也增大，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)萬有引力提供向心力解得則軌道降低后空間站的周期減小，故C正確；D．航天器的運(yùn)行阻力隨之增加，故機(jī)械能減小，故D正確。故選CD。13．AB【詳解】A．魚餌在b點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有水平方向有聯(lián)立