2022年高考物理真题分类汇编：机械能

1、2022年高考物理试题分类汇编：机械能1（2022福建卷）如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块速率的变化量不同C.重力势能的变化量相同答案：D机械能的变化量不同D.重力做功的平均功率相同2.（2022天津卷）.如图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则0-J时间内F的功率逐渐增大t2时刻物块A的加速度最大t2时刻后物块A做反

2、向运动t3时刻物块A的动能最大解析：由F与t的关系图像0-拉力小于最大静摩擦力物块静止F的功率为0,A错误；在-r2阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度增大的加速运动，在r24阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度减小的加速运动，在t2时刻加速度最大，B正确，C错误；在-t3物块一直做加速运动，在t3t4拉力小于最大静摩擦力物块开始减速，在时刻速度最大，动能最大，D正确。答案BD。3.(2022上海卷).质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面,绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，直到全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为hA、hB，上述过程中克服重力做功分别为WA、”矿若()(A)hA=h

3、B，则一定有WA=WB(B)hAhB，则可能有WAWB(C)hAhB，则一定有WAWB答案：B4.(2022上海卷).如图，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R有光滑圆柱，A的质量为B的两倍。当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放，B上升的最大高度是()(A)2R(B)5R/3(C)4R/3(D)2R/3答案：C，5.（2022上海卷）.位于水平面上2F的物体在水平恒力F1作用下，做速度为V的匀速运动；若作用力变为斜面上的恒力f2,物体做速度为的匀速运动，且F1与F2功率相同。则可能有（(A)F2=F1，viv2(B)F2=F1，viF1，viv

4、2(D)F2F1，viv2答案：B、D,6.（2022安徽卷）.如图所示，在竖直平面内有一半径为r的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压则小球从P到B的运动过程中力。已知AP=2R,重力加速度为g（）重力做功2mgR机械能减少mgR合外力做功mgR克服摩擦力做功-mgR216D；解析：小球从P到B高度下降R,故重力做功mgR,A错。在B点小球对轨道恰好无压力，由重力提供向心力得v1R，取B点所在平B2面为零势能面，易知机械能减少量AE二mgR-1mv2=1mgR，B错。由2b2动能定理知合外力做功W=1

5、mv2二1mgR,C错。根据动能定理2b2mgR-W=1mv2-0可得w=mgR，D选项正确。f2bf27（2022江苏卷）.如图所示，细线的一端固定于0点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点，在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是逐渐增大逐渐减小先增大，后减小先减小，后增大.【解析】设F与速度v的夹角为6，则P二Fvcos9，力的分解，在切线上（速度方向上）合力为0，即mgsin6=Fcos6，所以P=mgsin6，随6增大，P增大。【答案】A8（2022海南卷）.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2

6、秒内受到同方向的IN的外力作用。下列判断正确的是02s内外力的平均功率是9W4第2秒内外力所做的功是5J4第2秒末外力的瞬时功率最大第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是45答案；CD解析：由动量定理求出1s末、2s末速度分别为：V=2m/s、v2=3m/s故合力做功为w=求此人落到破面试的动能；此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最mv2二4.5J功率为p二w二45w二1.5w1s末、2s末功率2t3分别为：4w、3w第1秒内与第2秒动能增加量分别为：1mv2二2J2111mv2一一mv22221二2.5J比值：4：59.(2022全国理综).(20分)一探险队员在探险时遇到一山

7、沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧，以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示，以沟底的0点为原点建立坐标系Oxy。已知,丄屮山沟竖直一侧的高度为2h，坡面的抛物线方程为y=，探险队员的质量为m。人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。y小？动能的最小值为多少?【解析】（1）平抛运动的分解：X=vt，y=2h-1gt2，得平抛运动的轨迹方02X2,2v2014h2v2为X=v2+gh丫0根据机械能守恒，mg2hv2y=0v2+gh。0C71-2h+mv22o=mgy程y=2h-丄X2，此方程与坡面的抛物线方程为y的交点解得E=2mgh+1mv2-如红20v

8、2+gh0求中2mgh+2(3)mv2-2m吧关于v的导数并令其等于0v2+gh000，解得当此人水平跳出的速度为v=丽时，他落在坡面时的动能最小，动能的最小值为E=7mgh-6mg2h2kmin2v2+gh010（2022广东卷）.（18分）图18（。）所示的装置中，小物块A、B质量均为水平面上PQ段长为/,与物块间的动摩擦因数为，其余段光滑。初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为r的连杆位于图中虚线位置；A紧靠滑杆（A、B间距大于2r）。随后，连杆以角速度e匀速转动，带动滑杆作水平运动，滑杆的速度-时间图像如图18（b）所示。A在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的B发生完全非弹性碰撞。

9、（1）求A脱离滑杆时的速度u。,及A与B碰撞过程的机械能损失AEO11（2）如果AB不能与弹簧相碰，设AB从P点到运动停止所用的时间为-，求e得取值范围，及t1与e的关系式。（3）如果AB能与弹簧相碰，但不能返回道P点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为6,求e的取值范围，及Ep与e的pp关系式（弹簧始终在弹性限度内）。答案:解：（1）由题知，A脱离滑杆时的速度u=3ro设A、B碰后的速度为v,由动量守恒定律1mu=2mvo1A与B碰撞过程损失的机械能ae=102i解得ae二1m2r28（2）AB不能与弹簧相碰，设AB在PQ上运动的加速度大小为a,由牛v=atii顿第二定律及运动学规

10、律卩-2mg=2ma由题知xl联立解得o理rt（3）AB能与弹簧相碰卩-2mglx2mv221解得2；2卩glu,B在传送带上开始做匀减速运动。设B一直减速滑过传送带的速度为v1由动能定理的-卩mgl=11mv2一mv22i2解得v11mv2=21Mv2A11+mv22B1I=*v2一2卩gl=4m/s由于v仍大于u,说明假设成立，即B与A碰前速度为4m/s1(2)设地一次碰后A的速度为v，B的速度为v，取向左为正A1B1方向，根据动量守恒定律和机械等守恒定律得：mv=Mv+mv1A1B1解得v=-二=_4m/sB133上式表明B碰后以4m/s的速度向右反弹。滑上传送带后做在摩擦力3的作用下减

11、速，设向左减速的最大位移为x，由动能定理得：m一卩mgx=0一mv2m2B解得x二4mm9因XVl，故B不能滑上右边曲面。m（3）B的速度减为零后，将在传送带的带动下向左匀加速，加速度与向右匀减速时相同，且由于v小于传送带的速度u,故B向左返回B1到平台上时速度大小仍为4m/s。由于第二次碰撞仍为对心弹性碰撞,3故由（2）中的关系可知碰后B仍然反弹，且碰后速度大小仍为B碰1v4.二一v=一亠二一m/s3B13232同理可推：B每次碰后都将被传送带带回与A发生下一次碰撞。则B与A碰撞n次后反弹，速度大小为兰m/s3n14.（2022江苏卷）.（10分）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了

12、如图所示的装置进行实验，实验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面，将A拉到P点，待B稳定后静止释放，A最终滑到Q点，分别测量OP、OQ的长度h和s，重复上述实验，分别记录几组实验数据（1）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮，请提出两个解决方案；（2）请根据下表的实验数据作出s-h关系图像tHi:sFWWh(cm)20.030.040.050.060.0s19.528.539.048.056.5(cm)（3）实验测得A、B的质量分别为m=0.40kg、M=0.50kg,根据s-h图像可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数片（结果保留一位有效数字）（4）实验中，滑轮轴的摩擦会导致X的

13、测量结果（选填“偏大”、或“偏小【解析】（3）在B下落至临落地时，据动能定理，有1Mgh一卩mgh=（M+m）v2，59s+4h9xIZ4hMh在B落地后，A运动到Q，据动能定理，有-卩mgs=0-*mv2，解得:卩=。将M=0.5kg，m=0.4kg代入得卩=（M+m）s+mh从s-h图象得斜率k二1.04，即扌二1.04，代入上式得-0.4本题易错点：认为A/B末速度都为0,根据丄1iiM14R-i-J-1、1ri址比J-ri-+-11；i二:上j-iJi卜r+r1L二亠-rir.lrr1h.7111.1h1I-j牛丄亠-亠4“-4-4irprlf亠:thy+十宀-11-4-b.-rrhI

14、w列一-111ri_J-1be：帝11:m-IIli:rfc|卄,1-,:治U-j-二h11il_1LWJ伺2D30M-初Mgh一卩mg（h+s）=0，解得卩=0.6（4）滑轮组的摩擦会导致s偏小，从而卩偏大。【答案】（1）减小B的质量，增加细线的长度，或增大A的质量，降低B的起始高度。（2）如图0.4（4）偏大15.（2022江苏卷）.（16分）某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为办轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作，一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动1/4,轻杆与槽间最大静摩擦力等于滑动摩

15、擦力，且不计小车与地面的摩擦。（1）若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量X；（2）为这使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度.（3）讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度厂与撞击速度v的关系【答案】（1）轻杆开始移动时，弹簧的弹力F二kx且F二f解得x二fk（2）设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W，则小车从撞击到停止的过程中，动能定理TOC o 1-5 h z小车以v撞击弹簧时f.-W二0-1mv2o420小车以v撞击弹簧时-fl-W二0-mv2m2m解v=.v2+fm02m设轻杆恰好移动时小车撞击速度为v1，2mvi2二w由解得v=.：v2-f102m当vZ2-2m时v二v当

16、:v2-fv:v2+3fl时，v=v2-f;02m02m02m由转动，也匪底一种摆式摩擦因数测量质细杆。摆T16.（2022重庆卷）.（16分）题23图所示为仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其中主要：部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻丿锤的质量为m，细杆可绕轴0在竖直平面内E摆锤重心到0点的距离为L.测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与0等高的位置由静止释放。摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s（sL）,之后继续摆动至与坚直方向成。角的最高位置。若摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力，重力加速度为g，求摆锤在上述过程中损失的机械能在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功橡胶片与

17、地面间的动摩擦因数23.（16分）损失的机械能AE二mgLcos9摩擦力做的功w二-mgLcos9f动摩擦因数卩二mgLcos/FS17.(2022福建卷).(19分)如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一搜失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v，小船从A点0沿直线加速运动到B点经历时间为t.A、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。求：小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功wf小船经过B点时的速度大小v1小船经过B点时的加速度大小a。21答案:21.(19分)(小曲从4点运和到占点克服阻力激功(2)小

18、貼6UK运动到R点电动肌牵引绳对小船做攻1T=Pi,由动能定理冇I.I,W-Wf=砒;由订)式解得C：L护+2)设八齟经过月点时堀的拉刀大小为只縄勺堪平肖向夹萌岂舐电勺札牵引翼时運童对P-Fu由牛顿第二定律有Ptff式解得18.（2022海南卷）.现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A,B两点的距离，将遮光片通过光电门