高一下期末-物理-功能关系能量守恒定律真题汇编试卷考答案解析考点题型

1．(高一下·甘肃甘南藏族卓尼县柳林中学·期末)如图甲所示的陀螺可在圆轨道外侧转动而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质点在圆轨道外侧运动的模型，如图乙所示。在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为R，A、B点分别为轨道的最高点与最低点，C、D两点与点在同一水平线上。质点沿轨道外侧做完整的逆时针方向的圆周运动，圆轨道对质点的强磁性引力始终指向圆心且大小不变。质点从A点由静止释放，通过点时对轨道的压力为其重力的5倍。不计轨道和空气的阻力，质点质量为m，重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　）

A．在A点时对轨道的压力大小为

B．轨道对陀螺的吸引力大小为

C．陀螺从A经到的时间比从经到A点的时间长

D．若陀螺在A点速度大小为，则陀螺对轨道压力为零

2．(高一下·物理福建福州鼓山中学·期末)游乐场中有滑索过江的游戏体验，可以简化成如图的模型，滑索的两固定点等高，近似可看成形状固定不变的圆弧，两固定点之间的距离为L，某人质量为m，从滑索一端由静止滑下来，到最低点时与固定点的高度差为h，不计滑轮与绳索之间的摩擦，重力加速度为g，则（　　）

A．人滑到最低点时处于失重状态

B．人滑到最低点时重力的瞬时功率为

C．人滑到最低点时的向心力大小为

D．人滑到最低点时绳索受到的压力大小为

3．(高一下·河南南阳·期末)风洞实验室是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。如图所示，为测试在风洞实验室中小球（可视为质点）在光滑装置内运动特点的剖面图，风洞能对小球提供水平方向恒定的风力，当把小球放在装置内A点时恰好能保持静止，A点与圆心的连线与竖直方向夹角。现给小球一垂直于半径方向的初速度，使其在竖直平面内绕圆心O刚好能做完整的圆周运动，已知小球质量为m，装置半径为R，重力加速度为g，取A点重力势能为0。则下列说法正确的是（　　）

A．小球对轨道的最大压力为

B．小球运动过程中，最小的动能为

C．小球运动过程中，最小的机械能为

D．小球运动过程中，最大的机械能为

4．(高一下·四川攀枝花·期末)如图所示，光滑水平桌面的右端与半径为R的圆轨道的最高点平滑相接。重量为G的小物块在方向水平向右、大小等于小物块重力的拉力作用下，从离桌面右端x处静止开始运动，到圆轨道的最高点时，对圆轨道的压力为F_N，下列图像中，F_N和x的关系可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

5．(高一下·四川内江·期末)如图，为跳台滑雪的示意图。质量为m的运动员从长直倾斜的助滑道AB的A处由静止滑下，为了改变运动员的速度方向，在助滑道AB与起跳台D之间用一段弯曲滑道相切衔接，其中，最低点C处附近是一段以O为圆心、半径为R的圆弧。A与C的竖直高度差为H，起跳台D与滑道最低点C的高度差为h，重力加速度为g，不计空气阻力及摩擦。则下列说法正确的是（　　）

A．运动员到达C点时的动能为mgh

B．运动员到达C点时，对轨道的压力大小为

C．运动员从C点到D点时，重力势能增加了

D．运动员到起跳台D点的速度大小为

1．(高一下·山西吕梁·期末)一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下开始向上运动，如图甲所示。在物体向上运动的过程中，其机械能E与位移x的关系图像如图乙所示（空气阻力不计），当位移为时物体到达最高点。已知曲线上点A处（位移为）的斜率最大，位移为时，曲线的斜率恰好为零，重力加速度为g，则（　　）

A．物体在位移为时的合力一定最大

B．物体在位移为时的速度一定最大

C．物体在位移为时开始减速

D．物体在位移为时的加速度为g

12．(高一下·福建福州联盟校·期末)广场喷泉，作为城市景观的一部分，不仅是供人们欣赏的景点，更是城市文化和历史的载体。它们以水为媒介，以音乐和灯光为伴，为城市带来了生机和活力。喷泉水滴的运动轨迹如图所示，若该“喷泉”是采用水泵将水先从距水平面下深度为h处由静止提升至水平面，然后再喷射出去，上升的最大高度为h，水滴下落在水平面的位置距喷水口的距离为2h。已知喷水口的流量Q（流量Q定义为单位时间内喷出水的体积），水的密度为，水泵提升水的效率为，重力加速度大小为g。则水泵抽水的平均功率为（　　）

A． B． C． D．

3．(高一下·江苏镇江·期末)如图所示，圆心为O的四分之一圆弧轨道BC竖直放置，O与A处的钉子处于同一高度。细线的一端系有小物块P，另一端绕过钉子系一套在圆弧轨道上的小球Q。将小球从轨道顶端B静止释放，忽略一切摩擦。在小球从B点运动到最低点C的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．小物块P和小球Q的速率总相等

B．小物块P的机械能守恒

C．小球Q的机械能先增加后减小

D．小球Q重力的功率先增加后减小

4．(高一下·安徽亳州·期末)如图甲所示，倾角为的足够长斜面固定在水平地面上，取沿斜面向上为正方向，一小物块以一定的初速度从底端冲上斜面上滑的过程中小物块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，已知重力加速度大小，，。则（　　）

A．图线①表示小物块的动能随位移变化的关系图线 B．小物块上滑过程中，重力势能增加了800J

C．小物块的重力大小为50N D．小物块与斜面间的动摩擦因数为0.5

5．(高一下·山东潍坊·期末)滑草是一项使用滑草车沿倾斜草地滑行的运动，深受青年人喜爱，甲图为滑草运动场地鸟瞰图。某滑草运动场地由倾斜滑道AB和水平滑道BC两部分组成，B点处平滑连接，如图乙所示。倾斜滑道AB长100m，与水平面夹角为18°。某游客乘坐滑草车从A点由静止开始沿滑道下滑，滑草车在AB段做匀加速直线运动。取倾斜滑道底端为零势能面，游客与滑草车在AB上运动的机械能、重力势能随着位移x的变化情况如图丙所示。重力加速度大小取，，下列说法正确的是（　　）

A．游客和滑草车总质量为186kg

B．游客到达B点时的速度为10m/s

C．滑草车与倾斜滑道间的动摩擦因数为0.26

D．游客在倾斜滑道上的加速度为

1．(高一下·四川眉山·期末)如图所示，半圆形轨道AOB竖直放置在光滑水平桌而上，直径AB水平。一质量为m的小球从A点正上方R处自由下落，正好从A点滑入半圆形轨道，小球第一次离开B点后上升的最大高度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A．小球不能返回到A点

B．小球第一次离开B点后斜向上运动

C．小球第一次返回能够到达A点且动能大于零

D．在相互作用的过程中，小球和半圆形轨道组成的系统动量守恒

2．(高一下·北京海淀区·期末)某同学尝试用无人机空投包裹。他先让无人机带着质量为m的包裹（含降落伞）升空并悬停在距离地面H处的空中，某时刻无人机释放了包裹，下落的加速度大小恒为；在包裹下落h时打开降落伞做减速运动，加速度大小恒为，当落到地面时，速度大小为v。已知重力加速度为g。下列判断不正确的是（　　）

A．包裹从开始下落h时的动能为

B．包裹从打开降落伞到落到地面这个过程中，合力所做的功为

C．根据题中信息可以求出整个过程包裹重力的平均功率

D．根据题中信息可以求出整个过程包裹机械能的减少量

3．(高一下·北京东城区·期末)利用风能发电既保护环境，又可创造很高的经济价值。如图所示，风力发电机的叶片转动时可形成半径为R的圆面。某段时间内该区域的风速大小为v，风向恰好与叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为ρ，风力发电机的发电效率为η。下列说法错误的是（　　）

A．单位时间内通过叶片转动圆面的空气质量为

B．此风力发电机发电的功率为

C．若仅风速增大为原来的2倍，发电的功率将增大为原来的8倍

D．若仅叶片转动的半径增大为原来的2倍，发电的功率将增大为原来的8倍

4．(高一下·安徽滁州·期末)如图甲所示，水平桌面上有一质量为2kg的滑块，在水平向右、大小为8N的恒力F作用下，由静止从原点O开始沿x轴运动。若从原点O开始，滑块与桌面的动摩擦因数随x的变化规律如图乙所示，重力加速度g取，则下列说法正确的是（　　）

A．滑块运动到1m处时加速度大小为

B．滑块运动到4m处时速度为零

C．滑块运动的最大速度为

D．整个运动过程中因摩擦产生的热量为16J

5．(高一下·广西南宁·期末)如图为某研究小组设计的一种节能运输系统。木箱在倾角为30°的斜面轨道顶端时，自动装货装置将货物装入质量为M的木箱内，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下（货物与木箱之间无相对滑动），当斜面底端的轻弹簧被压缩至最短时，系统将木箱锁定，自动卸货装置将货物卸下，此后解除对木箱的锁定，木箱恰好被轻弹簧弹回到轨道顶端。已知木箱下滑的最大距离为L，轻弹簧的弹性势能，x为弹簧的形变量，轻弹簧的劲度系数，轻弹簧始终在弹性限度内，木箱与轨道间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。，，求：

（1）弹簧被压缩后的最大弹性势能；

（2）运送的货物的质量；

（3）木箱与货物在向下运动过程中的最大动能。

1．(高一下·安徽安庆第一中学·期末)如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，可视为质点的小物体B以水平速度滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，A、B速度随时间变化的情况如图乙所示，取，则下列说法正确的是（　　）

              甲                     乙

A．木板A与物体B质量相等

B．若木板A、物体B质量已知，可以求得热量Q

C．小物体B相对长木板A滑行的距离1m

D．A对B做的功与B对A做的功大小相等

2．(高一下·云南云天化中学教研联盟·期末)如甲图所示，水平地面上有一静止的平板车，车上放置一个1kg的小物块，现开始用力控制小车沿水平面做直线运动，平板车和小物块运动的v-t图像分别如乙图中A、B所示，平板车足够长，g取10m/s²，则在这个过程中（　　）

A．物块和平板车之间的滑动摩擦因数为0.1

B．物块在平板车上相对于车滑行的距离为24m

C．物块和平板车之间因摩擦产生的热量为36J

D．物块相对平板车向后运动的最远距离为36m

3．(高一下·重庆西南大学附属中学·期末)如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度v₀开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f，经过一段时间t物块从木板右端滑离，离开时（　　）

A．木板的动能一定大于fl

B．木板与物块系统损失的机械能一定等于fl

C．物块在木板上运动的时间

D．物块的动能一定小于

4．(高一下·陕西宝鸡金台区·期末)如图所示，质量的物体，以水平速度从左侧滑上静止在光滑水平面上的平板小车，小车质量，物体与小车车面之间的动摩擦因数，取，试求：

（1）若小车足够长，小车的最大速度；

（2）若小车足够长，从物体滑上小车到与小车保持相对静止所需的时间；

（3）要使物体不从小车上掉下来，小车的最短长度。

5．(高一下·北京顺义区·期末)如图所示，质量M=2kg、长L=0.6m的木板静止放置于光滑水平地面上，一质量为m=1kg的物块（可看成质点）以速度从左端冲上木板，物块与木板间的滑动摩擦力大小为f=5N。当物块滑至木板最右端时，两者恰好达到共同速度，此过程中木板的位移为x=0.2m。求：

（1）共同速度v；

（2）摩擦力对物块做的功W；

（3）由于物块与木板的摩擦产生的热量Q。

1．(高一下·福建漳州·期末)如图（a），安检机在工作时，通过水平传送带将被检物品从安检机一端传送到另一端，其过程可简化为如图（b）所示。已知传送带长L=2m，速度v=3m/s，质量m=1kg的被检物品（可视为质点）与传送带的动摩擦因数，g取。若被检物品无初速度放在传送带A端，则（    ）

A．物品加速阶段，传送带对物品的摩擦力做负功

B．物品加速阶段，传送带对物品的摩擦力不做功

C．从A到B的过程中物品与传送带因摩擦产生的热量为4.5J

D．从A到B的过程中物品与传送带因摩擦产生的热量为9J

2．(高一下·安徽智学大联考皖中联盟·期末)如图所示，水平地面上有一倾角为的传送带，以的速度逆时针匀速运行。将一煤块从的高台由静止开始运送到地面，煤块可看做质点，已知煤块的质量为，煤块与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度为，，，煤块由高台运送到地面的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．运送煤块所用的时间为

B．煤块与传送带之间因摩擦产生的热量为32J

C．摩擦力对煤块做的功为

D．煤块的机械能减少了36J

3．（东北三省四校·四模）如图甲所示，一粮食储备仓库工人正利用传送带运送货物，以恒定速率v₀逆时针运行的传送带与水平面的夹角θ=37°，转轴间距L=3.5m。工人将货物（可视为质点）沿传送方向以速度v₁=1.5m/s从传送带顶端推下，t=4.5s时货物运动到传送带底端，货物在传送带上运动的v-t图像如图乙所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s²，不计空气阻力，则（　　）

A．t=2.5s时，货物所受摩擦力方向改变

B．货物与传送带间的动摩擦因数为0.4

C．传送带运行的速度大小为0.5m/s

D．货物向下运动过程中所具有的机械能先减小后不变

4．（云南·三诊）如图所示，一固定的四分之一光滑圆弧轨道与逆时针匀速传动的水平传送带平滑连接于N点，圆弧轨道半径为R。质量为m的小滑块自圆弧轨道最高点M由静止释放，滑块在传送带上运动一段时间后返回圆弧轨道，第一次上升的最高点距N点高度为，重力加速度为g。则以下说法正确的是（　　）

A．传送带匀速传动的速度大小为

B．经过足够长的时间，小滑块最终静止于N点

C．小滑块第二次上升的最高点距N点高度为

D．小滑块第一次在传送带上运动的整个过程中产生的热量大于

5．(高一下·山东德州·期末)水平地面上的传送装置如图所示。BC为长的水平传送带以的速率顺时针匀速转动，左端与半径为的四分之一光滑圆弧轨道相切于B点（不接触），右端与同一水平面上的平台CE平滑衔接于C点（不接触）。在平台右边固定一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于D点，C、D之间的距离为。质量为的滑块P（可视为质点）与传送带间的动摩擦因数为0.2，与平台CD之间的动摩擦因数为0.25，DE部分光滑，重力加速度，弹簧始终处于弹性限度内。现将滑块P从光滑圆弧轨道上端A点由静止释放，下列说法正确的是（　　）

A．滑块P运动到圆弧轨道底端B点时对轨道的压力大小为

B．滑块P通过传送带BC过程中系统产生的热量为

C．弹簧压缩过程中的最大弹性势能为

D．滑块P最终停在平台CD上离D的距离为

1．(高一下·河南安阳滑县·期末)抛绣球是某地民族运动会的传统项目。如图甲所示，小明同学让质量为m的绣球从A点由静止开始先在竖直平面内做加速圆周运动，加速几圈到B点后松手抛出，运动轨迹如图乙所示，B点略高于D点。已知A、D两点间的竖直距离为h，绣球经过D点时速率为v，以A点所在水平面为零势能面，整个过程不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．绣球在竖直平面内做加速圆周运动经过最低点A时所受合力竖直向上

B．绣球在D点时的机械能等于

C．绣球从B到C的时间小于从C到D的时间

D．在整个抛绣球过程中，小明对绣球做的功为

2．(高一下·山东潍坊·期末)如图所示，B是质量为2m、半径为R的光滑半圆弧槽，放在光滑的水平桌面上。A是质量为6m的细长直杆，在光滑导孔的限制下，只能上下运动。物块C的质量为m，紧靠B放置。初始时，A杆被夹住，使其下端正好与半圆弧槽内侧的上边缘接触，然后从静止释放。重力加速度大小为g。则A杆由静止释放到再次上升到最高点过程中（　　）

A．A、B组成的系统机械能守恒

B．物块C与半圆弧槽B分离后的速度大小为

C．A杆损失的机械能为2mgR

D．若A杆质量变为4m，再次上升到最高点的位置不变

3．(高一下·湖北武汉江岸区·期末)图甲为科技活动节学生自制小型抛石机。首先将石块放在长臂一端的凹槽中，在短臂端固定重物，发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，凹槽中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为如图乙所示的模型，将一质量的小石块（可视为质点）装在长的长臂末端的凹槽中，质量为M的重物装在长的短臂末端的筐子内。初始时长臂与水平面的夹角为，松开后长臂与短臂转至竖直位置时，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。此过程中，重物没有从筐中洒落，不计空气阻力，不考虑杆与转轴的摩擦力。取地面为零势能面，重力加速度大小，下列说法正确的是（　　）

A．重物的质量

B．石块着地时，重力做功的功率为

C．石块被水平抛出时的动能为

D．重物重力势能的减少量等于石块机械能的增加量

4．(高一下·陕西渭南富平县·期末)如图所示，在距水平地面高h₁=1.05m的光滑水平台面上，一个质量m=1kg的物块（视为质点）压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存的弹性势能为E_p。现打开锁扣K，物块与弹簧分离后将以一定的水平速度向右滑离平台，并恰好从B点沿切线方向进入倾角为37°的光滑固定倾斜轨道BC．已知B点距水平地面的高h₂=0.6m，C点与水平地面上长为L=2.3m的粗糙直轨道CD平滑连接，物块沿轨道BCD运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞，重力加速度g=10m/s²，空气阻力忽略不计。sin37°=0.6，cos37°=0.8，试求：

（1）物块运动到B的瞬时速度v_B的大小；

（2）打开锁扣K前储存的弹性势能E_P的大小；

（3）若物块与墙壁碰撞后速度反向、大小变为碰前的一半，物块与轨道CD之间的动摩擦因数μ为0.1，则物块与竖直墙壁发生几次碰撞？物块最终停止时距竖直墙壁的距离大小。

5．(高一下·广西河池·期末)如图所示，竖直平面内固定的光滑半圆轨道BCD和光滑半圆管道DE在D点平滑连接，D、E分别为光滑半圆轨道和光滑半圆管道的最高点，O，O'分别为半圆轨道和管道的圆心，C点与圆心O等高。水平地面与半圆轨道最低点B平滑连接，在水平地面的P点处有一竖直挡板，A点有一可视为质点的物块，一轻质弹簧水平放置在P、A间，左端固定在挡板上，右端与物块接触（未拴接，开始弹簧处于原长），P、A间地面光滑，A、B间地面粗糙。现使物块压缩弹簧（始终处于弹性限度内），某时刻由静止释放。已知物块质量m=1kg，A、B间地面长度L=0.2m，物块与A、B间地面的动摩擦因数μ=0.5，半圆轨道半径R=0.9m，半圆管道半径r=0.1m，重力加速度g=10m/s²，物块可视为质点，管道半径远大于其粗细。

（1）若释放后，物块恰好能运动到C点，求：

①物块经过B点时对轨道的压力N的大小；

②弹簧所具有的弹性势能E_p0的大小；

（2）若释放后，物块能经过E点，求释放时弹簧所具有的弹性势能最小值E_pmin及此时经过E点时的速度v_min的大小。（结果可保留根号）