2022年《机械能守恒定律》高考物理试题分类汇编

2022年《机械能守恒定律》高考物理试题分类汇编［2022•重庆卷］某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2倍，最大速率分别为vl和v2，则()k1k2A・v2=k1v1B・v2=v1C・v2=v1D・v2=k2v1k2k12.B［解析］本题考查机车启动过程中功率的相关知识.机车在不同的路面以相同的功率按最大速度行驶，可推断机车做匀速直线运动，受力平衡，由公式P=Fv,F=kmg,kl可推出P=k1mgv1=k2mgv2，解得v2=v1,故B正确，A、C、D错误.k2(2022・武汉11月调研)关于功和能的关系，下列说法正确的是()A.物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是1J，则物体重力势能的增加量也是1JB.—个重10N的物体，在15N的水平拉力的作用下，分别在光滑水平面和粗糙水平面上发生相同的位移，拉力做的功相等一辆汽车的速度从10km/h增加到20km/h，或从50km/h增加到60km/h，两种情况下牵引力做的功一样多“神舟十号”载人飞船的返回舱在大气层以外向着地球做无动力飞行的过程中，机械能增大B［解析］物体向上运动，重力以外的力(拉力)做功J，机械能的增加量为1J，选项A错误；由W=Flcoa知，水平拉力F和位移某均相同，拉力做的功相等，选项B正确；由动能定理可知，一辆汽车的速度从10km/h加速到20km/h比从50km/h加速到60km/h合外力做的功少，牵引力做功无法比较，选项c错误；“神舟十号”载人飞船的返回舱在大气层以外仅在引力作用下运动，机械能守恒，选项D错误.(2022•云南师大附中月考)如图某8-1所示，水平路面上有一辆质量为M的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是()图某8-1A.人对车的推力F做的功为FLB.人对车做的功为maLC.车对人的作用力大小为maD.车对人的摩擦力做的功为(F+ma)LAD［解析］由做功的定义可知选项A正确；对人进行受力分析，人受重力以及车对人的力，合力的大小为ma，方向水平向左，故车对人的作用力大小应为(ma)2+(mg)2，选项C错误；上述过程重力不做功，合外力对人做的功为maL，所以车对人做的功为maL，由相互作用力及人、车的位移相同可确定，人对车做的功为一maL，选项B错误；对人由牛顿第二定律知，在水平方向上有f—F=ma，摩擦力做的功为(F+ma)L，选项D正确.(2022•广州调研)同一辆货车两次匀速驶上同一坡路，在空载时上坡的速度为v1，牵引力为F1；在满载时上坡的速度为v2,牵引力为F2.已知两次上坡过程该货车的输出功率相同，则()A．v1>v2B．v1<v2C．F1>F2D．F1<F23・AD［解析］货车匀速上坡时的牵引力F=mgin0+umgco6,空载时的牵引力F1小于满载时的牵引力F2,选项D正确；由P=Fv相同可知vl〉v2，选项A正确．(2022・福州期末)如图某8-2所示，卡车通过定滑轮以恒定的功率P0拉绳，牵引河中的小船沿水面运动，已知小船的质量为m,沿水面运动时所受的阻力为f且保持不变，当绳A0段与水面的夹角为e时，小船的速度为v,不计绳子与滑轮的摩擦，则此时小船的加速度等于()图某8-2P0fP0fA.－B.co2e－mvmmvmfP0C.D.mmv4.A［解析］设绳子的拉力为F,功率P0=Fvcoe，对小船，由牛顿第二定律得加速Fcoe—fP0f度a==―，选项A正确.mmvm(2022・重庆五区调研)在一段平直的公路上，质量为2某103kg的汽车从静止开始做匀加速运动，经过2,速度达到10m/.随后汽车以P=6某104W的额定功率沿平直公路继续前进，又经过50达到最大速度.设汽车所受的阻力恒定，大小为1.5某103N.求：汽车行驶的最大速度的大小；汽车的速度为20m/时的加速度大小；(3)汽车从静止到达到最大速度所经过的路程.9.(1)40m/(2)0.75m/2(3)1010m［解析］(1)由P=fvm解得汽车行驶最大速度P6某104vm==m/=40m/.f1.5某103(2)由P=Fv解得P6某104牵引力F==N=3某103Nv20F_f3某103-1.5某103加速度a==m/2=0.75m/2.m2某103v1(3)由某1=t1解得匀加速运动的位移某1=10m2对以额定功率前进的过程由动能定理，有112Pt2_f某2=mv2m_mv122解得功率恒定段的位移某2=1000m汽车从静止到达到最大速度所经过的路程某=某1+某2=1010m.动能动能定理［2022・天津卷］如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A,质量mA=4kg,上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计.可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB=2kg.现对A施加一个水平向右的恒力F=10N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t=0.6，二者的速度达到vt=2m/.求：(1)A开始运动时加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；(3)A的上表面长度1.10．(1)2.5m/2(2)1m/(3)0.45m［解析］(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律有F=mAa①代入数据解得a=2.5m/2②(2)对A、B碰撞后共同运动七=0.6的过程，由动量定理得Ft=(mA+mB)vt—(mA+mB)v③代入数据解得v=lm/④设A、B发生碰撞前，A的速度为vA,对A、B发生碰撞的过程，由动量守恒定律有mAvA=(mA+mB)v⑤A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理有1FI=mAv2A⑥2由④⑤⑥式，代入数据解得l=0.45m⑦12.[2022•天津卷]同步加速器在粒子物理研究中有重要的应用，其基本原理简化为如图所示的模型.M、N为两块中心开有小孔的平行金属板.质量为m、电荷量为+q的粒子A(不计重力)从M板小孔飘入板间，初速度可视为零.每当A进入板间，两板的电势差变为U，粒子得到加速,当A离开N板时，两板的电荷量均立即变为零.两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场，A在磁场作用下做半径为R的圆周运动，R远大于板间距离.A经电场多次加速，动能不断增大，为使R保持不变，磁场必须相应地变化．不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应．求：（1）A运动第1周时磁场的磁感应强度Bl的大小；.（2）在人运动第n周的时间内电场力做功的平均功率Pn；（3）若有一个质量也为m、电荷量为+kq（k为大于1的整数）的粒子B（不计重力）与A同时从M板小孔飘入板间，A、B初速度均可视为零，不计两者间的相互作用，除此之外，其他条件均不变．下图中虚线、实线分别表示A、B的运动轨迹.在B的轨迹半径远大于板间距离的前提下，请指出哪个图能定性地反映A、B的运动轨迹，并经推导说明理由.ABCD910.在如图所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r=m的光滑圆44弧轨道分别相切于D点和G点，GH与水平面的夹角0=37°.过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B=1.25T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场,电场方向水平向右，电场强度E=1某104N/C.小物体P1质量m=2某103kg、电荷量q=+8某106C，受到水平向右的推力F=9.98某103N的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D点后撤去推力．当P1到达倾斜轨道底端G点时，不带电的小物体P2在GH顶端静止释放，经过时间t=0.1与Pl相遇.P1与P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为卩=0.5,g取10m/2,in37°=0.6,co37°=0.8，物体电荷量保持不变，不计空气阻力．求：(1)小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小；(2)倾斜轨道GH的长度.10.(1)4m/(2)0.56m［解析］(1)设小物体P1在匀强磁场中运动的速度为v,受到向上的