2025全国版高考物理一轮基础知识练--阶段过关检测（四） 机械能守恒定律（含答案）

中小学教育资源及组卷应用平台
2026全国版高考物理一轮
阶段过关检测（四） 机械能守恒定律
时间:75分钟　满分100分
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.(2024西城期末)如图为“蹦极”运动的示意图。弹性绳的一端固定在O点,另一端和人相连。人从O点自由下落,至A点时弹性绳恰好伸直,继续向下运动到达最低点B,不计空气阻力的影响,将人视为质点。则人从A点运动到B点的过程中,下列说法正确的是(　　)
A.绳的拉力逐渐增大,人的速度逐渐减小
B.人先处于超重状态,后处于失重状态
C.人动能的减少量等于绳弹性势能的增加量
D.绳对人一直做负功,人的机械能逐渐减小
2.(2024海淀一模)如图所示,一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球A和B,B球的质量是A球的3倍。用手托住B球,使轻绳拉紧,A球静止于地面。不计空气阻力、定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦,重力加速度用g表示。由静止释放B球,到B球落地前的过程中,下列说法正确的是(　　)
A.A球的加速度大小为2g
B.拉力对A球做的功等于A球机械能的增加量
C.重力对B球做的功等于B球动能的增加量
D.B球机械能的减少量大于A球机械能的增加量
3.(2024人大附中一模)如图所示,一根橡皮绳一端固定于天花板上,另一端连接一质量为m的小球(可视为质点),小球静止时位于O点。现给小球一竖直向下的瞬时速度v0,小球到达的最低点A与O点之间的距离为x。已知橡皮绳中弹力的大小与其伸长量的关系遵从胡克定律。不计橡皮绳的重力及空气阻力。小球运动过程中不会与地板或天花板碰撞。则下列说法正确的是(　　)
A.小球由O点运动至A点的过程中,天花板对橡皮绳所做的功为-
B.小球由O点运动至A点的过程中,小球克服合外力做功为mgx+m
C.小球由O点运动至A点的过程中,小球的动能一直减小
D.小球此后上升至最高点的位置与A点的间距一定等于2x
4.(2024广东百校联考)如图甲所示为一种大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中,在短臂端挂上重物。发射前将长臂端往下拉至地面,然后突然松开,石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示的模型,将一质量m=50 kg、可视为质点的石块装在长L=10 m的长臂末端的石袋中,初始时长臂与水平面的夹角为30°,松开后长臂转至竖直位置时,石块被水平抛出,落在水平地面上,测得石块落地点与O点的水平距离为30 m,以地面为零势能面,不计空气阻力,取重力加速度大小g=10 m/s2,下列说法正确的是　 (　　)
A.石块被水平抛出时的重力势能为5 000 J
B.石块被水平抛出时的动能为6 000 J
C.石块被水平抛出时的机械能为15 000 J
D.石块着地时重力的功率为500 W
5.(2024安徽安庆二模)如图所示,竖直轨道MA与四分之一圆弧轨道ABC平滑对接且在同一竖直面内,圆弧轨道圆心为O,OC连线竖直,OB连线与竖直方向的夹角θ=37°,紧靠MA的一轻质弹簧下端固定在水平面上,弹簧上放有一质量m=2 kg的小球,现用外力将小球向下缓慢压至P点后无初速度释放,小球恰能运动到C点。已知P、A的高度差为0.8 m,圆弧轨道半径为1.0 m,不计轨道摩擦和空气阻力,小球的半径远小于圆弧轨道的半径,弹簧与小球不拴接,重力加速度g取10 m/s2(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),则 (　　)
A.小球离开弹簧时的速度最大
B.刚释放小球时,弹簧弹性势能为36 J
C.若小球质量改为5.5 kg,仍从P点释放小球,小球能沿轨道返回P点
D.若小球质量改为2.3 kg,仍从P点释放小球,小球将从B点离开圆弧轨道
6.(2024安徽江南十校联考)如图所示,水平地面上的木板中央竖直固定一根轻杆,轻杆顶端用轻绳连接一可看作质点的小球,初始时把连接小球的轻绳拉至水平。小球由静止释放,在向下摆动的过程中木板恰好没有滑动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知小球与木板的质量分别为m和3m。木板与地面间的动摩擦因数为 (　　)
A.　　　　B.　　　　C.　　　　D.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两个或者两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7.(2024广州一模)足球在空中运动的轨迹如图,若以地面为参考平面,不计空气阻力,下列能表示足球在空中运动过程的加速度a、重力势能Ep随离地面高度h变化的图像是 (　　)
8.(2024茂名一模)某品牌电动汽车在平直公路上由静止开始启动,若启动过程中加速度传感器测量到汽车加速度随时间变化的规律如图所示,汽车后备箱中水平放置一质量m=5 kg的物块,与汽车始终相对静止,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是 (　　)
A.第2 s末,汽车的速度为3.2 m/s
B.第8 s末,汽车的速度为9.6 m/s
C.前2 s内,汽车对物块的作用力做功大小为6.4 J
D.前8 s内,汽车对物块的最大摩擦力为8 N
9.(2024广东二模)如图所示,甲将排球从离地面高为1 m的位置O由静止击出并沿轨迹①运动,当排球运动到离地面高为2.8 m的位置P时,速度大小为10 m/s,此时,被乙击回并以水平的初速度18 m/s沿轨迹②运动,恰好落回位置O。已知排球的质量约为0.3 kg,g取10 m/s2,忽略空气阻力,则 (　　)
A.排球沿轨迹②运动的时间为0.6 s
B.O、P两位置的水平距离为10.8 m
C.甲对排球做的功约为20.4 J
D.乙对排球做的功约为15 J
10.(2024山西学业质量评价)运动员为了练习腰部力量,在腰部拴上轻绳然后沿着斜面下滑,运动的简化模型如图所示,倾角为37°的光滑斜面固定放置,质量为m的运动员与质量为m的重物通过轻质细绳连接,细绳跨过天花板上的两个定滑轮,运动员从斜面上的某点由静止开始下滑,当运动到A点时速度大小为v0=,且此时细绳与斜面垂直,当运动到B点时,细绳与斜面的夹角为37°,已知A、B两点之间的距离为L,重力加速度为g,运动员在运动过程中一直未离开斜面,细绳一直处于伸直状态,不计细绳与滑轮之间的摩擦,运动员与重物(均视为质点)总在同一竖直面内运动,下列说法正确的是 (　　)
A.运动员在A点时,重物的速度大小为
B.运动员从A点运动到B点,重物重力势能的增加量为
C.运动员从A点运动到B点,系统总重力势能的增加量为
D.运动员在B点时,其速度大小为
三、非选择题：本题共4小题，共52分。
11.(8分)在“验证机械能守恒定律”的实验中：
(1)下列操作正确的是　 　。
　　　　
(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50 Hz,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=9.77 m/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,理由是　 　。
A.在误差允许范围内
B.没有用当地的重力加速度g
12.（12分）(2024西城一模)儿童滑梯可简化为如图所示的模型。滑梯下滑区AB的长L=4 m,倾角α=37°。一个质量m=20 kg的儿童从滑梯顶部A点由静止滑下,最后停在水平缓冲区BC上。若儿童与AB、BC部分的动摩擦因数均为0.5,儿童经过两段连接处速度的大小不变。sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)儿童运动到B点时速度的大小v;
(2)缓冲区BC部分的最小长度x;
(3)整个过程中摩擦阻力对儿童做的功Wf。
13.（14分）(2024广东江门一模)如图是工人传输货物的示意图,工人甲把质量m=7 kg的货物从倾斜轨道的顶端A点由静止释放,货物从轨道的底端B点(B点处有一段长度不计的光滑小圆弧)滑上放置在水平地面上的长木板。长木板的右端到达反弹装置左端C点的瞬间,货物刚好运动到长木板的最右端且与长木板达到共速,此时工人乙控制机械抓手迅速把货物抓起放到存货区,长木板进入反弹装置,反弹后长木板的最左端返回B点时恰好静止。已知倾斜轨道AB的长度L1=10 m,倾斜轨道AB与水平方向的夹角θ=53°,BC段的长度L2=7.5 m,长木板的长度d=5 m,货物与倾斜轨道以及长木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5,长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2,重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。求:
(1)货物到达B点时的速度大小vB;
(2)长木板的右端刚到C点时货物的速度大小vC;
(3)长木板在反弹过程中损失的动能与长木板刚接触反弹装置时的动能的比值η。
14.（18分）(2024江苏南京联考)如图所示,足够长的水平轻杆中点固定在竖直轻质转轴O1O2上的O点,小球A和B分别套在水平杆中点的左右两侧,套在转轴上原长L=0.4 m的轻质弹簧上端固定在O点,下端与小球C连接,小球A、C间和B、C间均用长度为的不可伸缩的轻质细线连接,可视为质点的三个小球的质量均为1 kg。装置静止时,小球A、B紧靠在转轴上,两根细线恰被拉直且张力为0。转动该装置并缓慢增大转速,小球C缓慢上升,弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度取10 m/s2。求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)当弹簧恢复原长时,装置转动的角速度的大小;
(3)从初状态到弹簧的长度变为的过程中,外界对装置所做的功。
阶段过关检测（四） 机械能守恒定律
1.D　2.B　3.C　4.C　5.D　6.C　7.AC　8.BCD　9.ABC　10.BD　
11.(1)A　(2)3.34　(3)不能　B　
12.(1)4 m/s　(2)1.6 m　(3)-480 J
13.(1)10 m/s　(2)5 m/s　(3)0.6
14.(1)100 N/m　(2) rad/s　(3) J
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)