2013年高考物理模拟新题精选分类解析 第1期 专题06 机械能 Word版含答案

1（2013安徽江南十校摸底）如图所示，一高度为h的楔形物块固定在水平地面上，质量为m的物体由静止开始从倾角分别为、的两个光滑斜面的顶端滑下，则下列说法中正确的是（）a物体滑到斜面底端的速度相同b物体滑到斜面底端所用的时间相同c物体滑到斜面底端时重力所做功的功率相同d物体滑到斜面底端过程中重力所做的功相同2（2013安徽江南十校摸底）下列关于机车以恒定加速度启动后各物理量随时间变化关系的图象中错误的是（）3（2013江苏徐州摸底）如图所示，将一轻弹簧下端固定在倾角为的粗糙斜面底端，弹簧处于自然状态时上端位于a点质量为m的物体从斜面上的b点由静止下滑，与弹簧发生相互作用后，最终停在斜面上。下列说法正确的是a物体最终将停在a点b物体第一次反弹后不可能到达b点c整个过程中重力势能的减少量大于克服摩擦力做的功d整个过程中物体的最大动能大于弹簧的最大弹性势能4（2013武汉摸底）如图所示，放置在竖直平面内的光滑杆ab，是按照从高度为h处以初速度vo平抛的运动轨迹制成的，a端为抛出点，b端为落地点。现将一小球套于其上，由静止开始从轨道a端滑下。已知重力加速度为g，当小球到达轨道b端时a小球的速率为20vghb小球的速率为c小球在水平方向的速度大小为vod小球在水平方向的速度大小为02gh答案bd解析由机械能守恒定律，mghmv2，解得小球到达轨道b端时速率1为v，选项a错误b正确。设轨道在b点切线方向与水平方向的夹角为2gh，则有tan，cos。小球在水平方向的速度大小为0v02vghv1vcos，选项d正确c错误。2gh02v02v5（2013辽宁省五校协作体高三期初联考）将一小球从高处水平抛出，最初2s内小球动能ek随时间t变化的图线如图所示，不计空气阻力，重力加速度g10m/s2。根据图象信息，不能确定的物理量是a小球的质量b小球的初速度c最初2s内重力对小球做功的平均功率d小球抛出时的高度6（2013安徽师大摸底）质量为m的物体从静止以g的加速度竖直上升h，对12该过程下列说法中正确的是a物体的机械能增加mghb物体的机械能减少mgh1232c重力对物体做功mghd物体的动能增加mgh17（2013辽宁省五校协作体高三期初联考）2012年伦敦奥运会跳水比赛首先进行的女子单人3米板比赛中，中国队派出了夺得双人项目金牌的吴敏霞和何姿。最终，吴敏霞以总分414分摘金。现假设她的质量为m，她进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为f，那么在她减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是g为当地的重力加速度a她的动能减少了fhb她的重力势能减少了mghc她的机械能减少了fmghd她的机械能减少了fh答案bd解析在她减速下降高度为h的过程中，重力做功mgh，她的重力势能减少了mgh；由功能关系，她的机械能减少了fh，选项bd正确ac错误。82013西安摸底一小球自由下落，与地面发生碰撞，原速率反弹若从释放小球开始计时，不计小球与地面发生碰撞的时间及空气阻力则下图中能正确描述小球位移s、速度v、动能ek、机械能e与时间t关系的是9（2013温州八校联考）如图4、5所示，是一辆质量为4t的无人售票车在t0和t3s末两个时刻的照片，当t0时，汽车刚启动。图6是车内横杆上悬挂的拉手环稳定时经放大后的图像（图6中30），若将汽车的运动视为匀加速直线运动，根据上述信息，可以估算出的物理量有（）图4图5图6汽车的长度3s末汽车的速度3s内牵引力对汽车所做的功3s末汽车牵引力的瞬时功率abcd答案a解析由横杆上悬挂的拉手环稳定时经放大后的图像可得出车的加速度，cab（由lat2，可得汽车的长度l；由vat可得3s末汽车的速度；无法得出牵引力，1不能估算出3s内牵引力对汽车所做的功和3s末汽车牵引力的瞬时功率，所以选项a正确。10（2013温州八校联考）如图13所示，质量为的滑块以一定初速度滑上倾m角为的固定斜面，同时施加一沿斜面向上的恒力；已知滑块与斜面singf间的动摩擦因数，取出发点为参考点，能正确描述滑块运动到最高点过tan程中产生的热量，滑块动能、势能、机械能随时间、位移关系的是qkepets（）图13abcd11（2013辽宁省五校协作体高三期初联考）如图所示，a、b两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，a放在固定的光滑斜面上，b、c两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，c球放在水平地面上。现用手控制住a，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知a的质量为4m，b、c的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放a后，a沿斜面下滑至速度最大时c恰好离开地面。下列说法正确的是a斜面倾角60ba获得最大速度为kmg52cc刚离开地面时，b的加速度最大d从释放a到c刚离开地面的过程中，a、b两小球组成的系统机械能守恒12（2013辽宁省五校协作体高三期初联考）如图所示，一个小球质量为m，静止在光滑的轨道上，现以水平力击打小球，使小球能够通过半径为r的竖直光滑轨道的最高点c，则水平力对小球所做的功至少为amgrb2mgrc25mgrd3mgr答案c解析要通过竖直光滑轨道的最高点c，在c点，则有mgmv2/r，对小球，由动能定理，wmg2rmv2，联立解得w25mgr，1选项c正确。132013西安摸底如图所示，弹簧一端固定在墙上，另一端与物块接触但不连结，现利用该装置研究物块在粗糙水平面上滑行的距离s与弹簧压缩量x的关系，测得数据如下表所示，由表中数据可以归纳出物块滑动的距离s跟弹簧压缩量x之间的关系是k为比例系数x/cm05102040s/cm52080320abcdxksxks2xks3xks答案c解析根据表中数据可以归纳出物块滑动的距离s跟弹簧压缩量x之间的关系是，选项c正确。2s142013西安摸底下列说法中正确的是a蹦床运动员上升到最高点时的加速度为零b宇航员随飞船绕地球做圆周运动时处于失重状态c降落伞匀速下降时机械能守恒d轮船过河时运动轨迹一定为直线152013西安摸底一个质量为m的小铁块沿半径为r的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的15倍，则此过程中铁块损失的机械能为16（2013邯郸摸底）质量分别为m1和m2的两个物体a、b，并排静止在水平地面上，如图甲所示，用同方向水平拉力f1、f2分别作用于物体a和b上，作用一段时间后撤去，物体a、b各自滑行一段距离后停止。物体a、b运动的速度时间图像分别如图乙中图线a、b所示，相关数据已在图中标出，已知m1p2，选项c错误。31（2013唐山摸底）如图所示，位于固定粗糙斜面上的小物块p，受到一沿斜面向上的拉力f，沿斜面匀速上滑。现把力f的方向变为竖直向上，若使物块p仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，则a力f一定要变小b力f一定要变大c力f的功率将减小d力f的功率将增大32、（10分）（2013安徽师大摸底）面对能源紧张和环境污染等问题，混合动力汽车应运而生。所谓混合动力汽车，是指拥有两种不同动力源（如燃油发动机和电力发动机）的汽车，既省油又环保。车辆在起步或低速行驶时可仅靠电力驱动；快速行驶或者需急加速时燃油发动机启动，功率不足时可由电力补充；在制动、下坡、怠速时能将机械能转化为电能储存在电池中备用。假设汽车质量为m，当它在平直路面行驶时，只采用电力驱动，发动机额定功率为p1，能达到的最大速度为v1；汽车行驶在倾角为的斜坡道上时，为获得足够大的驱动力，两种动力同时启动，此时发动机的总额定功率可达p2。已知汽车在斜坡上行驶时所受的摩擦阻力是在平直路面上的k倍kr）是竖直轨道，ce是水平轨道，cdrab与bc相切于b点，bc与ce相切于c点，轨道的ad段光滑，de段粗糙且足够长。一根长为r的轻杆两端分别固定着两个质量均为m的相同小球p、q（视为质点），将轻杆锁定在图示位置，并使q与b等高。现解除锁定释放轻杆，轻杆将沿轨道下滑，重力加速度为g。（1）q球经过d点后，继续滑行距离s停下（sr）求小球与de段之间的动摩擦因数。（2）求q球到达c点时的速度大小。解析（1）由能量守恒定律，mgrmg2rmgsmgsr,解得3rs2轻杆由释放到q球到达c点时，系统的机械能守恒，设pq两球的速度大小分别为vp、vq，则，mgrmg1sin30rmvp2mvq2,1又vpvq，联立解得vq。52gr34（2013浙江十校联考）质量为m1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的p点，随传送带运动到a点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从b点进入竖直光滑的圆孤轨道下滑。b、c为圆弧的两端点，其连线水平。已知圆弧半径r10m圆弧对应圆心角106，轨道最低点为o，a点距水平面的高度h08m,小物块离开c点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动，08s后经过d点，物块与斜面间的动摩擦因数为1g10m/s2,sin3706,cos3708）试求3（1）小物块离开a点时的水平初速度v1。（2）小物块经过o点时对轨道的压力。（3）假设小物块与传送带间的动摩擦因数为203，传送带的速度为5m/s，则pa间的距离是多少（4）斜面上cd间的距离。（3）小物块在传送带上加速过程，2mgma3，设pa间的距离是为s，则有v122a3s，联立解得s15m。（4）物块沿斜面上滑，由牛顿第二定律，mgsin531mgcos53ma1，解得a110m/s2。物块沿斜面下滑，由牛顿第二定律，mgsin531mgcos53ma2，解得a26m/s2。由机械能守恒定律可知，vcvb5m/s。小物块由c上升到最高点历时t1vc/a105s；小物块由最高点回到d点历时t2tt108s05s03s。斜面上cd间的距离lvct1a2t2205505m056032m098m。35（2013武汉摸底）如图所示，一根长为l5m的轻绳一端固定在0点，另一端系一质量m1kg的小球。将轻绳拉至水平并将小球由位置a静止释放，小球运动到最低点0时，轻绳刚好被拉断。0点下方有一以0点为圆心，半径r5m的圆弧状的曲面，己知重力加5速度为g10m/s2，求1轻绳所能承受的最大拉力fm的大小。2小球落至曲面上的动能。36、（16分）（2013安徽师大摸底）如图所示，一半径r02m的1/4光滑圆弧形槽底端b与水平传带相接，传送带的运行速度为v04m/s，长为l125m,滑块与传送带间的动摩擦因数02,def为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管，ef段被弯成以o为圆心、半径r025m的一小段圆弧，管的d端弯成与水平传带c端平滑相接，o点位于地面，of连线竖直一质量为m02kg的物块a从圆弧顶端a点无初速滑下，滑到传送带上后做匀加速运动，过后滑块被传送带送入管def，管内顶端f点放置一质量为m01kg的物块b已知a、b两物块均可视为质点，a、b横截面略小于管中空部分的横截面，重力加速度g取10m/s2求（1）滑块a到达底端b时的速度vb；（2）滑块a刚到达管顶f点时对管壁的压力；（3）滑块a滑到f点时与b发生完全非弹性正碰，飞出后落地，求滑块a的落地点到o点的距离x（不计空气阻力）。36（16分）解析1设滑块到达b点的速度为vb，由机械能守恒定律，有21mvgr解得vb2m/s（3）由题意知碰后物块a、b共速，设速度为v，,碰撞过程由动量守恒得mvfmmv，得vm/s。23离开f点后物块a、b一起做平抛运动xvt，21gtr联立解得xm。537（20分）（2013浙江重点中学协作体高三摸底）一轻质细绳一端系一质量为mkg的小球a，另一端挂在光滑水平轴o上，o到小球的距离为120l01m，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图所示，水平距离s为2m，动摩擦因数为025现有一小滑块b，质量也为m，从斜面上滑下，与小球碰撞时交换速度，与挡板碰撞不损失机械能若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，g取10m/s2，试问（1）若滑块b从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后，使小球恰好在竖直平面内做圆周运动，求此高度h（2）若滑块b从h5m处滑下，求滑块b与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力（3）若滑块b从h5m处下滑与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小球做完整圆周运动的次数n解析（20分）（1）小球刚能完成一次完整的圆周运动，它到最高点的速度为v0，在最高点，仅有重力充当向心力，则有（2分）lvmg20在小球从h处运动到最高点的过程中，机械能守恒，则有（3分）2012vs解上式有h05m（2分）（2）若滑块从5m处下滑到将要与小球碰撞时速度为，则有h1v（3分）21mvsg滑块与小球碰后的瞬间，同理滑块静止，小球以的速度开始作圆周运动，绳的拉力t和重力的合力充当向心力，则有（2分）lmvgt21解式得t48n（2分）3814分（2013届江西省重点中学高三联考）如图（a）所示，小球甲固定于足够长光滑水平面的左端，质量m04kg的小球乙可在光滑水平面的滑动，甲、乙两球之间因受到相互作用而具有一定的势能，相互作用力沿二者连线且随间距的变化而变化。现已测出势能随位置x的变化规律如图（b）所示中的实线所示。已知曲线最低点的横坐标x020cm，虚线为势能变化曲线的渐近线，虚线为经过曲线上x11cm点的切线，斜率绝对值k003j/cm。试求（1）将小球乙从x18cm处由静止释放，小球乙所能达到的最大速度为多大（2）小球乙在光滑水平面上何处由静止释放，小球乙不可能第二次经过x020cm的位置并写出必要的推断说明；（3）小球乙经过x11cm时加速度大小和方向。14分解（1）球乙运动到x020cm位置时势能最少，速度最大，能量守恒210pmev（2分）解得1m/s。（2分）mv39（2013安徽师大摸底）如图所示，一半径r02m的1/4光滑圆弧形槽底端b与水平传带相接，传送