历年高考全国卷物理真题专题六 机械能及其守恒定律

1、专题六机械能及其守恒定律一、选择题（2020年全国卷I）行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是增加了司机单位面积的受力大小减少了碰撞前后司机动量的变化量将司机的动能全部转换成汽车的动能延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积（2020年全国卷I）一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化图中直线I、II所示，重力加速度取10m/s2。则物块下滑过程中机械能不守恒物块与斜面间的动摩擦因数为0.5物块下滑时加速度的大小为6.0m

2、/s2当物块下滑2.0m时机械能损失了12J（2019年全国II卷）如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h,其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的动能为E（2020年全国III卷）甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为D.6J（2019年全国II卷）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E等于动能E与重力势能E之和。取地面总kp为重力势能零点，该物体的E和E随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取

3、10总pm/s2。由图中数据可得1008060200EpE/J物体的质量为2kgh=0时，物体的速率为20m/sh=2m时，物体的动能E=40Jk从地面至h=4m,物体的动能减少100J（2019年全国III卷）从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3m以内时，物体上升、下落过程中动能E随k力的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。该物体的质量为A.2kgB.1.5kgC.1kgD.0.5kg（2018年全国卷I）如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；be是半径为R的四分之一的圆弧，与a

4、b相切于b点。一质量为m的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为A2mgRB4mgRC5mgRD6mgR8.（2018年全国卷II）如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一（2018年全国卷III）在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落2在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的A.2倍B.4倍C.6倍D.8倍（2018年全国卷III）地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小

5、v随时间t的变化关系如图所示，其中图线分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第次和第次提升过程，矿车上升所用的时间之比为4:5B.电机的最大牵引力之比为2:1C.电机输出的最大功率之比为2:1D.电机所做的功之比为4:511.（2017新课标I）将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）A.30kg-m/sB.5.7x102kg-m/sA.30kg-m/sB.5.7x10

6、2kg-m/sC.6.0 x102kg-m/sD.6.3x102kg-m/s12.（2017新课标II）如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小C.始终指向大圆环圆心D.始终背离大圆环圆心13.（2017新课标）如图，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距*l。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为A.9mglB.1mgl6C.1mglD.-mgl214.（2017新课标III）一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则F/N4t/S

7、t=1s时物块的速率为1m/st=2s时物块的动量大小为4kgm/st=3s时物块的动量大小为5kgm/st=4s时物块的速度为零1（2017新课标II）如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时。对应的轨道半径为（重力加速度大小为g）而B8gC石d.（2016年新课标ID如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点。已知M、N两点处，弹簧对小球的弹兀力大小相等，且ZONMZOMN2mgR

8、，质点不能到达Q点1c.W二2mgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离1D.W4W，W2WB.W4W，W=2WF2F1f2f1F2F1f2f1c.w4W，W2WD.W4W，W2WF2F1f2f1F2F1f2f1（2013新课标I）2012年11日，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图（a）为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止，某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度一时间图线如图（b）所示。

9、假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为I000m。已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。则u(mi)3010050il,I,I,i：.O：.52.O2.图(b)阻拦菊宦滑轮图3）从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10在0.42.5s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5g在0.42.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变（2011新课标）一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能直增大先逐渐减小至零，再逐渐增大先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小先逐渐减小至某一非零的最小值，

10、再逐渐增大（2011新课标）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。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是运动员到达最低点前重力势能始终减小蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关23.（2010新课标）如图所示，在外力作用下某质点运动的v-1图象为正弦曲线。从图中可以判断A.在0t时间内，外力做正功1C.在t时刻，外力的功率最大2B.在0t时间内，外力的功率逐渐增大1在tt时间内，外力做的总功为零13、非选择题24.（201

11、9年全国I卷）竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图（a）所示。t=0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞(碰撞时间极短)；当A返回到倾斜轨道上的P点(图中未标出)时,速度减为0,此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止。物块A运动的v-1图像如图(b)所示，图中的V和t均为未知量。已知A的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重力加速度大11小为g,不计空气阻力。AtH图求物块B的质量；在图(b)所描述的整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功；已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块B停

12、止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数,然后将A从P点释放，一段时间后A刚好能与B再次碰上。求改变前面动摩擦因数的比值。25.(2019年全国III卷)静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为=1.0kg,=4.0kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为E=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直k的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为卩=0.20。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；物块

13、A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？(2017新课标I)一质量为8.00 x104kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60 x105m处以7.50 x103m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8m/s2。(结果保留2位有效数字)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；2）求飞船从离地面高度600m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.

14、0%。（2016年全国新课标I卷）如图，一轻弹簧原长为2R,其一端固定在倾角为37的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为5R的光滑圆弧轨道相6切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，最高点到达F点，AF=4R,已知P与直134轨道间的动摩擦因数卩=4，重力加速度大小为g。（取sin37=5，cos37=5）（1）求P第一次运动到B点时速度的大小。（2）求P运动到E点时弹簧的弹性势能。（3）改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞7出后，恰好通过G点。G点在C点左下方，与C点水平相距R、竖直相距R，求P运动到D厶点时速度的大小和改变后P的质量。的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度