2019-2020年高考物理試題分類匯編 專題六 機(jī)械能及其守恒定律.doc

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2019-2020年高考物理試題分類匯編 專題六 機(jī)械能及其守恒定律考點(diǎn)一功和功率1.(xx海南單科,3,3分)假設(shè)摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉?lái)的()A.4倍B.2倍C.倍D.倍答案D2.(xx浙江理綜,18,6分)(多選)我國(guó)科學(xué)家正在研制航母艦載機(jī)使用的電磁彈射器。艦載機(jī)總質(zhì)量為3.0104 kg,設(shè)起飛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推力恒為1.0105 N;彈射器有效作用長(zhǎng)度為100 m,推力恒定。要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時(shí)速度大小達(dá)到80 m/s。彈射過(guò)程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動(dòng)機(jī)推力之和,假設(shè)所受阻力為總推力的20%,則()A.彈射器的推力大小為1.1106 NB.彈射器對(duì)艦載機(jī)所做的功為1.1108 JC.彈射器對(duì)艦載機(jī)做功的平均功率為8.8107 WD.艦載機(jī)在彈射過(guò)程中的加速度大小為32 m/s2答案ABD9.(xx四川理綜,9,15分)嚴(yán)重的霧霾天氣,對(duì)國(guó)計(jì)民生已造成了嚴(yán)重的影響,汽車尾氣是形成霧霾的重要污染源,“鐵腕治污”已成為國(guó)家的工作重點(diǎn)。地鐵列車可實(shí)現(xiàn)零排放,大力發(fā)展地鐵,可以大大減少燃油公交車的使用,減少汽車尾氣排放。若一地鐵列車從甲站由靜止啟動(dòng)后做直線運(yùn)動(dòng),先勻加速運(yùn)動(dòng)20 s達(dá)最高速度72 km/h,再勻速運(yùn)動(dòng)80 s,接著勻減速運(yùn)動(dòng)15 s到達(dá)乙站停住。設(shè)列車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段牽引力為1106 N,勻速運(yùn)動(dòng)階段牽引力的功率為6103 kW,忽略勻減速運(yùn)動(dòng)階段牽引力所做的功。(1)求甲站到乙站的距離;(2)如果燃油公交車運(yùn)行中做的功與該列車從甲站到乙站牽引力做的功相同,求公交車排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量。(燃油公交車每做1焦耳功排放氣態(tài)污染物310-6克)答案(1)1 950 m(2)2.04 kg10.(xx天津理綜,10,16分)某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意如圖,皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下保持v=1 m/s的恒定速度向右運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2 kg的郵件輕放在皮帶上,郵件和皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5。設(shè)皮帶足夠長(zhǎng),取g=10 m/s2,在郵件與皮帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中,求(1)郵件滑動(dòng)的時(shí)間t;(2)郵件對(duì)地的位移大小x;(3)郵件與皮帶間的摩擦力對(duì)皮帶做的功W。答案(1)0.2 s(2)0.1 m(3)-2 J考點(diǎn)二動(dòng)能定理及其應(yīng)用1.(xx課標(biāo),17,6分)如圖,一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑POQ水平。一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)上方高度R處由靜止開(kāi)始下落,恰好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道。質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí),對(duì)軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小。用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力所做的功。則()A.W=mgR,質(zhì)點(diǎn)恰好可以到達(dá)Q點(diǎn)B.WmgR,質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)Q點(diǎn)C.W=mgR,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后,繼續(xù)上升一段距離D.WmgR,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后,繼續(xù)上升一段距離答案C2.(xx海南單科,4,3分)如圖,一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置,軌道兩端等高;質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自軌道端點(diǎn)P由靜止開(kāi)始滑下,滑到最低點(diǎn)Q時(shí),對(duì)軌道的正壓力為2mg,重力加速度大小為g。質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過(guò)程中,克服摩擦力所做的功為()A.mgRB.mgRC.mgRD.mgR答案C6.(xx浙江理綜,23,16分)如圖所示,用一塊長(zhǎng)L1=1.0 m的木板在墻和桌面間架設(shè)斜面,桌子高H=0.8 m,長(zhǎng)L2=1.5 m。斜面與水平桌面的傾角可在060間調(diào)節(jié)后固定。將質(zhì)量m=0.2 kg的小物塊從斜面頂端靜止釋放,物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.05,物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2,忽略物塊在斜面與桌面交接處的能量損失。(重力加速度取g=10 m/s2;最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)(1)求角增大到多少時(shí),物塊能從斜面開(kāi)始下滑;(用正切值表示)(2)當(dāng)角增大到37時(shí),物塊恰能停在桌面邊緣,求物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2;(已知sin 37=0.6,cos 37=0.8)(3)繼續(xù)增大角,發(fā)現(xiàn)=53時(shí)物塊落地點(diǎn)與墻面的距離最大,求此最大距離xm。答案(1)tan 0.05(2)0.8(3)1.9 m7.(xx重慶理綜,8,16分)同學(xué)們參照伽利略時(shí)期演示平拋運(yùn)動(dòng)的方法制作了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。圖中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板。M板上部有一半徑為R的圓弧形的粗糙軌道,P為最高點(diǎn),Q為最低點(diǎn),Q點(diǎn)處的切線水平,距底板高為H。N板上固定有三個(gè)圓環(huán)。將質(zhì)量為m的小球從P處?kù)o止釋放,小球運(yùn)動(dòng)至Q飛出后無(wú)阻礙地通過(guò)各圓環(huán)中心,落到底板上距Q水平距離為L(zhǎng)處。不考慮空氣阻力,重力加速度為g。求:(1)距Q水平距離為的圓環(huán)中心到底板的高度;(2)小球運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)速度的大小以及對(duì)軌道壓力的大小和方向;(3)摩擦力對(duì)小球做的功。答案(1)H(2)Lmg方向豎直向下(3)mg考點(diǎn)三機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用1.(xx四川理綜,1,6分)在同一位置以相同的速率把三個(gè)小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出,不計(jì)空氣阻力,則落在同一水平地面時(shí)的速度大小()A.一樣大B.水平拋的最大C.斜向上拋的最大D.斜向下拋的最大答案A2.(xx天津理綜,5,6分)如圖所示,固定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán),圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接,彈簧的另一端連接在墻上,且處于原長(zhǎng)狀態(tài)?，F(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開(kāi)始下滑,已知彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng),圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?L(未超過(guò)彈性限度),則在圓環(huán)下滑到最大距離的過(guò)程中()A.圓環(huán)的機(jī)械能守恒B.彈簧彈性勢(shì)能變化了mgLC.圓環(huán)下滑到最大距離時(shí),所受合力為零D.圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和保持不變答案B7.(xx海南單科,14,13分)如圖,位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道由四分之一圓弧ab和拋物線bc組成,圓弧半徑Oa水平,b點(diǎn)為拋物線頂點(diǎn)。已知h=2 m,s= m。取重力加速度大小g=10 m/s2。(1)一小環(huán)套在軌道上從a點(diǎn)由靜止滑下,當(dāng)其在bc段軌道運(yùn)動(dòng)時(shí),與軌道之間無(wú)相互作用力,求圓弧軌道的半徑;(2)若環(huán)從b點(diǎn)由靜止因微小擾動(dòng)而開(kāi)始滑下,求環(huán)到達(dá)c點(diǎn)時(shí)速度的水平分量的大小 。答案(1)0.25 m(2) m/s考點(diǎn)四功能關(guān)系能量守恒定律1.(xx課標(biāo),21,6分)(多選)如圖,滑塊a、b的質(zhì)量均為m,a套在固定豎直桿上,與光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通過(guò)鉸鏈用剛性輕桿連接,由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。不計(jì)摩擦,a、b可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度大小為g。則()A.a落地前,輕桿對(duì)b一直做正功B.a落地時(shí)速度大小為C.a下落過(guò)程中,其加速度大小始終不大于gD.a落地前,當(dāng)a的機(jī)械能最小時(shí),b對(duì)地面的壓力大小為mg答案BD2.(xx北京理綜,18,6分)“蹦極”運(yùn)動(dòng)中,長(zhǎng)彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人從幾十米高處跳下。將蹦極過(guò)程簡(jiǎn)化為人沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)。從繩恰好伸直,到人第一次下降至最低點(diǎn)的過(guò)程中,下列分析正確的是()A.繩對(duì)人的沖量始終向上,人的動(dòng)量先增大后減小B.繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功,人的動(dòng)能一直減小C.繩恰好伸直時(shí),繩的彈性勢(shì)能為零,人的動(dòng)能最大D.人在最低點(diǎn)時(shí),繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力答案A3.(xx江蘇單科,9,4分)(多選)如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長(zhǎng)。圓環(huán)從A處由靜止開(kāi)始下滑,經(jīng)過(guò)B處的速度最大,到達(dá)C處的速度為零,AC=h。圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A。彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g。則圓環(huán)()A.下滑過(guò)程中,加速度一直減小B.下滑過(guò)程中,克服摩擦力做的功為mv2C.在C處,彈簧的彈性勢(shì)能為mv2-mghD.上滑經(jīng)過(guò)B的速度大于下滑經(jīng)過(guò)B的速度答案BD10.(xx北京理綜,23,18分)如圖所示,彈簧的一端固定,另一端連接一個(gè)物塊,彈簧質(zhì)量不計(jì)。物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量為m,在水平桌面上沿x軸運(yùn)動(dòng),與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。以彈簧原長(zhǎng)時(shí)物塊的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O,當(dāng)彈簧的伸長(zhǎng)量為x時(shí),物塊所受彈簧彈力大小為F=kx,k為常量。(1)請(qǐng)畫(huà)出F隨x變化的示意圖;并根據(jù)F-x圖像求物塊沿x軸從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到位置x的過(guò)程中彈力所做的功。(2)物塊由x1向右運(yùn)動(dòng)到x3,然后由x3返回到x2,在這個(gè)過(guò)程中,a.求彈力所做的功,并據(jù)此求彈性勢(shì)能的變化量;b.求滑動(dòng)摩擦力所做的功;并與彈力做功比較,說(shuō)明為什么不存在與摩擦力對(duì)應(yīng)的“摩擦力勢(shì)能”的概念。答案(1)F-x圖像如圖-kx2(2)a:k-kEp=k-kb.整個(gè)過(guò)程中,摩擦力做功Wf=-mg(2x3-x1-x2)與彈力做功比較:彈力做功與x3無(wú)關(guān),即與實(shí)際路徑無(wú)關(guān),只與始末位置有關(guān),所以,我們可以定義一個(gè)由物體之間的相互作用力(彈力)和相對(duì)位置決定的能量彈性勢(shì)能。而摩擦力做功與x3有關(guān),即與實(shí)際路徑有關(guān),所以,不可以定義與摩擦力對(duì)應(yīng)的“摩擦力勢(shì)能”。11.(xx山東理綜,23,18分)如圖甲所示,物塊與質(zhì)量為m的小球通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)兩等高定滑輪連接。物塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上,小球與右側(cè)滑輪的距離為l。開(kāi)始時(shí)物塊和小球均靜止,將此時(shí)傳感裝置的示數(shù)記為初始值?，F(xiàn)給小球施加一始終垂直于l段細(xì)繩的力,將小球緩慢拉起至細(xì)繩與豎直方向成60角,如圖乙所示,此時(shí)傳感裝置的示數(shù)為初始值的1.25倍;再將小球由靜止釋放,當(dāng)運(yùn)動(dòng)至最低位置時(shí),傳感裝置的示數(shù)為初始值的0.6倍。不計(jì)滑輪的大小和摩擦,重力加速度的大小為g。求:圖甲圖乙(1)物塊的質(zhì)量;(2)從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低位置的過(guò)程中,小球克服空氣阻力所做的功。答案(1)3m(2)0.1mgl