第27讲　机械能守恒定律及其应用（练）-2025年高考物理一轮考点专项（附答案解析）.docx

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第27讲机械能守恒定律及其应用（练）

考点

核心考向

考查频次

难易度

机械能守恒定律及其应用

考向1.机械能守恒的判断

低

易

考向2.单物体机械能守恒问题

中

中

考向3.系统机械能守恒问题

高

难

考向1.机械能守恒的判断

1．如图所示，下列判断正确的是（）

A．甲图中，从光滑滑梯上加速下滑的小朋友机械能不守恒

B．乙图中，在匀速转动的摩天轮中的游客机械能守恒

C．丙图中，在光滑的水平面上，小球的机械能守恒

D．丁图中，气球匀速上升时，机械能不守恒

2．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离，如图所示。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（）

A．运动员到达最低点前重力势能始终减小

B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加

C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒

D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关

3．如图所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一固定的竖直墙壁（不与槽粘连）。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，从A点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是（）

A．小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功

B．小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球的机械能守恒

C．小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与半圆形槽组成的系统机械能守恒

D．小球从下落到从右侧离开半圆形槽的过程中，机械能守恒

考向2.单物体机械能守恒问题

4．固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于（）

A．它滑过的弧长

B．它下降的高度

C．它到P点的距离

D．它与P点的连线扫过的面积

5．如图所示，在竖直面内固定三枚钉子，三枚钉子构成边长d=10cm的等边三角形，其中钉子沿着竖直方向。长为L=0.3m的细线一端固定在钉子上，另一端系着质量m=200g的小球，细线拉直与边垂直，然后将小球以的初速度竖直向下抛出，小球可视为质点，不考虑钉子的粗细，重力加速度g=10m/s2，细线碰到钉子c后，物块到达最高点时，细线拉力大小为（）

A．0N B．1N C．2N D．3N

6．如图所示，竖直平面内由倾角α＝60°的斜面轨道AB、半径均为R的半圆形细圆管轨道BCDE和圆周细圆管轨道EFG构成一游戏装置固定于地面，B、E两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直．轨道出口处G和圆心O2的连线，以及O2、E、O1和B等四点连成的直线与水平线间的夹角均为θ＝30°，G点与竖直墙面的距离d＝R。现将质量为m的小球从斜面的某高度h处静止释放。小球只有与竖直墙面间的碰撞可视为弹性碰撞，不计小球大小和所受阻力。

（1）若释放处高度h＝h0，当小球第一次运动到圆管最低点C时，求速度大小vC；

（2）求小球在圆管内与圆心O1点等高的D点所受弹力FN与h的关系式；

（3）若小球释放后能从原路返回到出发点，高度h应该满足什么条件？

考向3.系统机械能守恒问题

7．如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆M、N，两杆无限接近但不接触，两杆间的距离可忽略不计。两个小球a、b（可视为质点）的质量相等，a球套在竖直杆M上，b球套在水平杆N上，a、b通过铰链用长度为的刚性轻杆连接，将a球从图示位置由静止释放（轻杆与N杆的夹角为），不计一切摩擦，已知重力加速度的大小为，，。在此后的运动过程中，下列说法正确的是（）

A．a下落过程中，其加速度大小始终不大于10

B．a由静止下落0.15m时，a球的速度大小为1.5m/s

C．b球的最大速度为m/s

D．a球的最大速度为m/s

8．如图所示，质量均为m的物块A和B用不可伸长的轻绳连接，A放在倾角为θ的固定光滑斜面上，而B能沿光滑竖直杆上下滑动，杆和滑轮中心间的距离为L，物块B从与滑轮等高处由静止开始下落，斜面与杆足够长，重力加速度为g。在物块B下落到绳与水平方向的夹角为θ的过程中，下列说法正确的是（）

A．物块B的机械能的减少量等于物块A的重力势能的增加量

B．物块B的重力势能减少量为mgLtanθ

C．物块A的速度大于物块B的速度

D．物块B的末速度为

9．如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为。在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落，带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为。绳与轮之间无