高考物理一轮复习质量检测卷6（解析版）

专题06机械能守恒定律

质量检测卷

第I卷（选择题，共48分）

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1〜8题

只有一项符合题目要求，第9〜12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全

的得2分，有选错的得0分）

1.（2021・河北张家口高三上学期期末）如图所示，运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，在这两个

过程中，下列说法正确的是（）

A.运动员先处于超重状态后处于失重状态

B.空气浮力对系统始终做负功

C.加速下降时，重力做的功大于系统重力势能的减小量

D.任意相等的时间内系统重力势能的减小量相等

【答案】B

【解析】运动员先加速向下运动，处于失重状态，后减速向下运动，处于超重状态，A错误；空气浮力

与运动方向总相反，故空气浮力对系统始终做负功，D正确；加速下降时，重力做的功等于系统重力势能的

减小量，C错误；因为是变速运动，所以任意相等的时间内，系统下降的高度不相等，则系统重力势能的减

小量不相等，D错误。

2.（2021・上海市静安区检测）一个质量为0.2kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上,

碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，碰撞前后小球速度变化量的大小为An,碰

撞过程中墙对小球做功的大小为忆则（）

A.Av=0,力=0B.Av=0,%=7.2J

C.Av=12m/s,IV=0D.Av=12m/s,%=7.2J

【答案】C

【解析】碰撞前后小球的速率相等，则动能相等，由动能定理得：墙对小球做功力=。〃逐一，小=0,取

小球撞墙前的速度方向为正方向，速度的变化量大小△y=M—y=|—i，一M=|-2M=12m/s,故选C.

3.（2021♦吉林省吉林市高三上学期期末联考）如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在

此过程中，下列说法不正确的是（）

A.摩擦力对物体做正功

B.摩擦力对物体做负功

C.支持力对物体不做功

D.合外力对物体做功为零

【答案】B

【解析】物体。匀速向上运动的过程中，摩擦力的方向沿传送带向上，与运动的方向相同，所以摩擦力

做正功，A正确，B错误；支持力的方向与物体运动的方向垂直，则支持力对物体不做功，C正确；物体匀

速上升，动能变化量为零，根据动能定理可知，合力对物体做功为零，D正确。

4.（2021♦安徽芜湖高三上学期期末）用长为L的细线系着一个质量为的小球（可以看做质点），以细线端点。

为圆心，在竖直平面内做圆周运动。〃点和0点分别为轨迹的最低点和最高点，不考虑空气阻力，小球经

过P点和。点时所受细线拉力的差值为（）

（J）

A.2〃火B.4〃次C.6〃汉D.8mx

【答案】C

V?T

【解析】根据牛顿第二定律，在。点，有居+〃?g=〃rp在P点，＜F-mg=ni-T,从最高点到最低点

L2L

过程，根据机械能守恒定律，有〃区3）4屈f田，联立三式，解得小球经过P点和。点时所受细线拉

力的差值为B—Q=6〃?g,C正确。

50021•浙江嘉兴重点中学期中测试）如图所示，倾角为30。的斜面上，质量为利的物决在恒定拉力作用下沿

斜面以加速度a=^g为重力加速度）向上加速运动距离x的过程中，下列说法正确的是（）

A.重力势能增加机期B.动能增加竽

C.机械能增加D.拉力做功为号

【答案】C

X|

【解析】由几何知识知，物块上升的高度为宗因而增加的重力势能为屿，蟒，A错误；根据动能定

理可得增加的动能为△稣="x=；/〃gx,B错误；根据能量守怛定律可得=+故增加的机械能

为XE=mgx,C正确；由于斜面是否光滑未知，因而不能确定拉力的大小，不能得到拉力做的功，D错误.

6.在某一粗糙的水平面上，一质量为2kg的物体在水平恒定拉力的作用下做匀速直线运动，当运动一段时

间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图

象.已知重力加速度g取10m/s2.根据以上信息不能精确得出或估算得出的物理量有（）

F/N

A.物体与水平面间的动摩擦因数B.合外力对物体所做的功

C.物体做匀速运动时的速度D.物体运动的时间

【答案】D

【解析】物体做匀速直线运动时，拉力厂与滑动摩擦力R大小相等，则尸=〃〃吆，得物体与水平面间的

F1

动摩擦因数为4=赢=0.35,A可求出：对物体做减速运动的过程，由动能定理得协+%=0一乎八巩根据

夕一x图象中图线与坐标轴围成的面积可以估算力厂做的功WF，而匕=一卬〃m，由此可求得合外力对物体

所做的功及物体做匀速运动时的速度v,B、C可求出；因为物体做加速度大小逐渐增大的减速运动，所以

运动时间无法求出，D无法求出.

7.（2021•浙江杭州二中模拟）如图所示，一个小球从光滑固定的圆弧槽的力点由静止释放后，经最低点〃运

动到。点的过程中，小球的动能所随时间，的变化图象可能是（）

【答案】B

【解析】动能为与时间।的图象上的任意一点的斜率表示重力做功的瞬时功率，即竽=F=P，力点与C

点处小球速度均为零，8点处小球速度方向与重力方向垂直，所以4、B、。三点处重力做功的功率为零，

则小球由A点运动到B点的过程中重力做功的功率是先增大再减小至零，小球由B点运动到C点的过程中，

重力做功的功率也是先增大再减小至零，故B正确，A、C、D错误.

8.（2021•广东揭阳高三上学期期末）某位工人师傅用如图所示的装置，将重物从地面沿竖直方向拉到楼」：,

在此过程中，工人师傅沿地而以速度-向右匀速直线运动，当质量为机的重物G上升高度为人时轻绳与水

平方向成a角，（重力加速度大小为g，滑轮的质量和摩擦均不I）在此过程中，下列说法正确的是（）

A.人的速度比重物的速度小

B.轻绳对重物的拉力大于重物的重力

C.重物做匀速直线运动

D.绳的拉力对重物做的功为掰g/i+v2

【答案】B

【解析】将人的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，沿绳子方向的速度等于重物G的速度，根据平

行四边形定则，绳子与水平方向的夹角为〃时，vG=vcos^,故》也，A错误；人在向右匀速运动的过程中,

绳子与水平方向的夹角。减小，所以重物的速度增大，重物做加速上升运动，由牛顿第二定律可知绳子的

拉力大于重物的重力，B正确，C错误；当重物G上升高度为〃时，重物的速度叼=可3</,重物由地面上

升高度〃的过程中，根据动能定理可知少一〃忌，解得力=〃?g/?+%?（vcosa）2,D错误。

9.（2021•浙江嘉兴一中模拟）在儿童乐园的蹦床项目中，小孩在两根弹性绳和弹性床的协助下实现上下弹跳,

如图所示.某次蹦床活动中小孩静止时处于。点，当其弹跳到最高点力后下落可将蹦床压到最低点〃，小

孩可看成质点.不计空气阻力，下列说法正确的是（）

弹性绳

A.从力点运动到。点，小孩重力势能的减少量大于动能的增加量

B.从。点运动到4点，小孩机械能的减少量等于蹦床弹性势能的增加量

C.从4点运动到8点，小孩机械能的减少量小于蹦床弹性势能的增加量

D.从〃点返回到4点,小孩机械能的增加量大「蹦床弹性势能的减少曷

【答案】AD

【解析】从力点运动到。点，小孩的速度不断增大，根据能量转化和守恒定律可知，其重力势能的减少

量等于增加的动能与弹性绳的弹性势能之和，故重力势能的减少量大于动能的增加量，选项A正确；从O

点运动到4点，小孩的速度不断减小，根据能量转化和守恒定律可知，小孩机械能减少量等于弹性绳、蹦

床弹性势能增加量，故小孩机械能减少量大于蹦床弹性势能的增加量，选项B错误；从4点运动到8点，

小孩机械能转化为弹性绳和蹦床的弹性势能，则知小孩机械能减少量大于蹦床弹性势能增加量，选项C错

误；从4点返回到力点的过程中，弹性绳的弹性势能和蹦床的弹性势能转化为小孩的机械能，则知小孩机

械能增加量大于蹦床弹性势能的减少量，选项D正确.

10.（2021•东北三省四市教研联合体模拟）如图所示，斜面1、曲面2和斜面3的顶端高度相同，底端位于同

一水平面上，斜面1与曲面2的水平底边长度相同.一物体与三个面间的动摩擦因数相同，在它由静止开

始分别沿三个面从顶端下滑到底端的过程中，下列判断正确的是（）

A.物体减少的机械能

B.物体减少的机械能△殳＞4田＞八£13

C.物体到达底端时的速度片=畛＜吟

＜

D.物体到达底端时的速度v2vi＜v3

【答案】BD

【解析】如图所示，

由功能关系可知物体克服摩擦力所做的功等于物体减少的机械能.当物体在斜面上滑动时，物体克服摩擦

力所做的功为"mgcos。•近=〃〃]瓯，则物体克服摩擦力所做的功与8c边长度有关，由于在轨

道2上滑动时，为曲线运动，由牛顿第二定律可得&=〃?gcosJ+〃],所以在轨道2上滑动时滑动摩擦力大于

w〃gcos0,则力比2,入I，故沙丸2＞力克1＞力克3，由此可知物体减少的机械能AE2＞A^＞AE3；由动能定理可知

mgh-W克=产一,由于力克2＞郎克।

可得也＜片＜吟，故B、D正确.

11.（2021•江西赣州高三上学期期末）放在粗糙水平地面I：的物体受到水平拉力的作用，在0〜65内其速度与

时间图象和该拉力的功率与时间的图象如图所示。下列说法正确的是（）

A.0-6s内物体的位移大小为12m

B.0〜6s内拉力做功为70J

C.物体的质量为10kg

D.滑动摩擦力的大小为5N

【答案】BCD

【解析】。〜6s内物体的位移大小等于v-f图象中图线与时间地所包围的面积，即x=（；x2x2+4x2）m=

10m,A错误；0〜2s内拉力做的功/=回/产上受x2J=3（）」,2〜6s内拉力做的功PT2=Pz2=10x4J=40

J,所以0〜6s内拉力做的总功加=回+%=70J,B正确；在2〜6s内，v=2m/s,P=10W,物体做匀

速直线运动，F=f,则滑动摩擦力/=尸=，=¥N=5N,当P]=3（）W时，v=2m/s,得到牵引力8=，=

yN=15N,在0〜2s内，物体做匀加速直线运动，加速度。=岩=1m/s2,由牛顿第二定律可得：Fx-f=

〃?〃，可"知：切=10kg,C、D正确（,

12.（2021•山东泰安市一轮检测）如图所示，一弹性轻绳（弹力与其伸长量成正比）左端固定在墙上彳点，右端

穿过固定光滑圆环8连接一个质量为小的小球P，小球〃在8点时，弹性轻绳处在自然伸长状态。小球p

穿过竖直固定杆在。处时，弹性轻绳的弹力为机g。将小球〃从。点由静止释放，到达。点速度恰好为0。

已知小球与杆间的动摩擦因数为0.2,/、B、C在一条水平直线上，CD=h；重力加速度为g,弹性绳始终

处在弹性限度内。下列说法正确的是（）

A.小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为0.3〃吆〃

B.小球从。点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为0.2mgh

C若仅把小球质量变为2〃?，则小球到达D点时的速度大小为向

D.若仅把小球质量变为2m,则小球到达D点时的速度大小为国

【答案】BC

【解析】设8C的长度为3根据胡克定律有mg=H,8。与竖直方向的夹角为a时，伸长量为二」，弹

sina

力为户=二一，对球受力分析，受重力、橡皮条的弹力、摩擦力，支持力，水平方向平衡，有仆=Aina=

sina

kL=mg,由此可知，下降过程中，水平方向的支持力保持不变，且摩擦力乃="K=0.2〃g也保持不变，

小球从。点运动到。点的过程中克服摩擦力做功为的二万力=02〃g〃，故A错误，B正确；对球从C点运

动到。点的过程，根据动能定理有〃?四一巴力一匹弹=0,解得匹帅=0.8小的，若仅把小球的质量变成2小，小

球从C点运动到。点的过程，根据动能定理，有2mgh—F/h—W驿=；x2mvb，解得b=故C正确，D

错误。

第n卷（非选择题，共62分）

二、实验题（本题共2小题，共14分）

13.（2021•福建龙岩市5月模拟）（6分）如图甲所示是“探究做功与物体速度变化的关系”的实验装置，主要实

验步骤如下：

①用天平测出滑块（含滑轮）的质量M=240g,并安装好实验装置;

②适当垫高长木板不带滑轮的一端，滑块不挂轻绳，挂上纸带，轻推滑块使滑块沿长木板匀速运动：

③轻绳通过长木板末端的滑轮和滑块上的滑轮，一端挂在拉力传感器上，另一端挂质量为加=100g的钩码，

两轻绳与木板平行

④接通打点计时器的电源，称放滑块，打出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，相邻计数点间时间间隔为

0.1s,并记录拉力传感器示数产=0.39N.

回答下列问题：

⑴滑块从4运动到。的过程中，合力对滑块所做的功力=J,滑块动能的增量△&=卜

(计算结果均保留2位有效数字)

(2)多次实验发现合力对滑块所做的功力总略大于滑块动能的增量AEk，可能的原因是.

A.没有满足滑块质量远大于钩码质量

B.平衡摩擦力过度

C.滑轮摩擦影响

(3)利用该实验装置还可以完成的物理实验有：(写出一种即可).

【答案】(1)0.140.13(2)C

(3)研究匀变速直线运动的规律(探究加速度与力、质量的关系；测量滑块与长木板间的动摩擦因数等)

【解析】(1)由题图乙知，合外力对滑块做的功为

勿=2&8户0.14J；

根据匀变速直线运动的规律可求：

%=等=0.6m/s，VD=^=1.2m/s,

所以滑块动能的增黄△&=*/一;"喈如3J；

(2)因有拉力传感器测量绳上的拉力，故不需要满足滑块质量远大于钩码质量，A错误；若平衡摩擦力过度,

会有重力做正功，动能的增量应大于合力做的功，B错误；滑轮有摩擦，需克服摩擦做功，有一部分能量转

化为内能，动能的增量略小于合力做的功，C正确；

(3)有打点计时器、纸带，可•研究匀变速直线运动的规律；也可测量滑块与长木板间的动摩擦日数；加速度、

质量、合外力均可测，故也可以研究加速度与力、质量的关系.

14.(8分)(2020•浙江杭州二中3月模拟)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”的实验.

乙

(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、重锤、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有

.(选填器材前的字母)

A.天平B.刻度尺C.游标卡尺D.直流电源E.交流电源F.秒表

(2)图乙是实验中得到的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点力、8、C,测得它们到起始点。的距离

分别为心、心、重锤质量用表示，已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的频率为了从打下。点

到打下8点的过程中，重锤重力势能的减少量小品尸,动能的增加量AEk=.

(3)在实验过程中，以下操作正确的是.

A.做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤

B.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度〃可测量该点到。点的距离爪再根据公式丫=历计算，

其中g应取当地的重力加速度

C.用刻度尺测出物体下落的高度从根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两

点间的平均速度，测算出这点的瞬时速度v

D.用刻度尺测量某点到。点的距离从利用公式〃噜力计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速

度

(4)某同学操作时在重锤下落后接通电源，打点计时器开始工作；该同学把第一个打点记为O,测量其他计

数点到起始点。的距离力，并计算出打相应计数点时重锤的速度〃描绘声一〃图象.若实验中重锤所受阻

力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，X-77图象是图中的

土产(3)ACD(4)C

【答案】⑴BE(2)〃3s

【解析】（1）本实验不需要测最质量，A不需要：在该实验中需要测显点迹间的距离，需要刻度尺，测最

结果不需要太精密，且距离大于游标卡尺测量范围，所以不需要游标卡尺，B需要，C不需要；打点计时卷

使用的是交流电源，故D不需要，E需要；打点计时器是计时仪器，不需要秒表，F不需要.

（2）从打下。点到打下〃点的过程中，重锤下落岫高度，故重力势能减少量为凶弓尸〃?

出十he，一HA

下落过程近似为匀加速直线运动，所以B点的瞬时速度等于/C过程中的平均速度,故有切=2T

j(hc-h八

~2~

所以动能增加量为"明?"）瞪

2o

（3）做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤，A正确；

由于摩擦力、空气阻力等因素，通常丽：而且实验目的就是要验证、，=屈，故不能用该公式计算,

通常利用匀变速运动时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度来求得某一位置的速度，B错误，C正确；

某点到。点的距离力即为重锤下落的高度，故应由机g力求得重力势能的减少量，故D正确：

（4）由于该同学先释放重锤后接通电源，则打第一个点。时，重锤有初速度为，由动能定理可得（〃?g—吊）/?=

变形可得。2=迎曰01+为2,故C正确，A、B、D错误.

m

三、计算论述题（本题共4小题，共48分。解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只

写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位）

15.（10分）（2021•海南省高考调研）高铁在改变人们出行和生活方式方面的作用初步显现。某高铁列车在启

动阶段的运动可看作在水平面上做初速度为零的匀加速宜线运动，列车的加速度大小为以已知该列车（含

乘客）的质量为机，运动过程中受到的阻力为其所受重力的k倍，重力加速度大小为g。求列车从静止开始

到速度大小为U的过程中,

(1)列车运动的位移大小及运动时间；

(2)列车牵引力所做的功。

【答案】底”2崂检+a)

【解析】(1)由速度位移的关系式得庐=2G

解得列车运动的位移为x=f

2a

由速度公式得

解得尸上

a

(2)由动能定理得W—kmgx=0

解得少=养＜奴+公

16.(2020•安徽宣城高三上学期期末)(12分)如图，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半

圆形导轨的半径为凡一个质量为〃?的物体将弹簧压缩至4点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一

向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能

到达最高点C。不计空气阻力，重力加速度为g,试求：

(1)物体在4点时弹簧的弹性势能;

(2)物体从8点运动至C点的过程中产生的内能。

7

【答案】（1（2）/〃gR

【解析】⑴设物体在8点的速度为恸所受弹力为入8,由牛顿第二定律得入8—叫=〃?岸

A

由牛顿第三定律知公B=A/=Mg，

由能量守恒定律可知，物体在力点时的弹性势能

Ep=；〃2=SgR.

（2）设物体在。点的速度为心，由题意可知mg=〃*

物体由〃点运动到。点的过程中，由能量守恒定律得

。=排用—(|wvr+2mgR),

解得Q=nigRa

17.（2021♦长春实验中学高三上学期期末）（12分）如图甲所示，倾斜的传送带以恒定的速率逆时针运行。在，

=0时刻，将质量为L0kg的物块（可视为质点）无初速度地放在传送带的最上端4点，经过1.0s,物块从最

卜端的8点离开传送带。取沿传送带向下为速度的正方向，则物块的对地速度随时间变化的图象如图乙所

示（g=10m/s2）。求：

甲

（1）物块与传送带间的动摩擦因数；

（2）物块从4到B的过程中，传送带对物块做的功。

【答案】（1停（2）-3.75J

【解析】（1）由图象可知，物块在前0.5s的加速度为：©=*=8m/s2

后0.5s的加速度为：“2=1"—=2m/s2

/2

物块在前0.5s受到的滑动摩擦力沿传送带向下，