历届高考试题2012版6年高考4年模拟机械能

1【物理精品】2012版《6年高考4年模拟》机械能部分第一部分六年高考荟萃2011年高考题1(2011江苏第4题)．如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于A．0.3JB．3JC．30JD．300J2（2011全国卷1第20题）．质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。初始时小物块停在箱子正中间，如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，井与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为A．212mvB．212mMvmMC．12NmgLD．NmgL解析：两物体最终速度相等设为u由动量守恒得：mv=(m+M)u,系统损失的动能为：222111()222mMmvmMuvmM系统损失的动能转化为内能Q=fs=NmgL3．(四川第19题).如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B.返回舱在喷气过程中减速的住要原因是空气阻力C返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D.返回舱在喷气过程中处于失重状态解析：先从力学角度讨论A．B两项；而C项宜用动能定理；D项则考查超重、失重概念。答案选A。由整体法、隔离法结合牛顿第二定律，可知A正确B错；由动能定理可知C错；因为物体具有竖直向上的加速度，因此处于超重状态，D错。4(四川第21题)．质量为m的带正电小球由空中A点无初速度自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点，不计空气阻力且小球从末落地，则2A.整个过程中小球电势能变换了2232mgt？B.整个过程中小球动量增量的大小为2mgtC.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg2t2D.从A点到最低点小球重力势能变化了23mg2t2解析：选BD。从运动学公式（平均速度等）入手，可求出两次过程的末速度比例、加速度比例，做好准备工作。通过动能定律、机械能守恒定律等得出电场力做功，再由功能关系可知电势能增减以及动能变化等，从而排除A．C两项；借助运动学公式，选项B中的动量变化可直接计算；对于选项D，要先由运动学公式确定，再结合此前的机械能守恒定律来计算重力势能变化量。运动过程如上图所示，分析可知，加电场之前与加电场之后，小球的位移大小是相等的。由运动学公式得。对加电场之后的运动过程应用动能定理得，对此前的过程有机械能守恒，以及运动学公式。由以上各式联立可得，即整个过程中小球电势能减少了，A错；动量增量为，可知B正确；从加电场开始到小球运动到最低点时，，C错；由运动学公式知，以及，则从A点到最低点小球重力势能变化量为，D正确。5．（2011海南第9题）.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秒内受到同方向的1N的外力作用。下列判断正确的是A.0～2s内外力的平均功率是94WB.第2秒内外力所做的功是54J3C.第2秒末外力的瞬时功率最大D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是45解析：由动量定理求出1s末、2s末速度分别为：v1=2m/s、v2=3m/s故合力做功为w=214.52mvJ功率为4.51.53wpwwt1s末、2s末功率分别为：4w、3w第1秒内与第2秒动能增加量分别为：21122mvJ、2221112.522mvmvJ，比值：4：56（2011新课标理综第16题）.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（ABC）A.运动员到达最低点前重力势能始终减小B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C.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D.蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关解析：主要考查功和能的关系。运动员到达最低点过程中，重力做正功，所以重力势能始终减少，A项正确。蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加，B项正确。蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹性力做功，所以机械能守恒，C项正确。重力势能的改变与重力势能零点选取无关，D项错误。7（2011全国理综第18题）.电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（BD）A.只将轨道长度L变为原来的2倍B.只将电流I增加至原来的2倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变解析：主要考查动能定理。利用动能定理有221mvBIlL,B=kI解得mlLkIv22。所以正确答案是BD。8(2011上海15)．如图，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为4(A)mgL(B)32mgL(C)12mgL(D)36mgL答案：C9（2011山东第18题）.如图所示，将小球a从地面以初速度v。竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在2h处相遇（不计空气阻力）。则A.两球同时落地B.相遇时两球速度大小相等C.从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量D.相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等答案：C解析：相遇时满足hgttvgt2022121，2212hgt，所以ghv20，小球a落地时间ghta2，球b落地时间ghgghgvtb2220，因此A错误；相遇时，22hgva，22202hgvvb，0bv，所以B错误；因为两球恰在2h处相遇，说明重力做功的数值相等，根据动能定理，球a动能的减少量等于球b动能的增加量，C正确；相遇后的任意时刻，球a的速度始终大于球b的速度，因此重力对球a做功功率大于对球b做功功率，D错误。10（2011海南第14题）.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的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；bv0hh/2a5（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为____()hMmgsd。动能的增加量可表示为__221()2bmMt。若在运动过程中机械能守恒，21t与s的关系式为21t__2212()()hMdmgstMmdb(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：以s为横坐标，21t为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=________2.40___214.10sm(保留3位有效数字)由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出21st直线的斜率ok，将k和ok进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律。11(上海第33题)．(14分)如图(a)，磁铁A、B的同名磁极相对放置，置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端，B6的质量m=0.5kg，可在导轨上无摩擦滑动。将B在A附近某一位置由静止释放，由于能量守恒，可通过测量B在不同位置处的速度，得到B的势能随位置x的变化规律，见图(c)中曲线I。若将导轨右端抬高，使其与水平面成一定角度(如图(b)所示)，则B的总势能曲线如图(c)中II所示，将B在20.0xcm处由静止释放，求：(解答时必须写出必要的推断说明。取29.8/gms)(1)B在运动过程中动能最大的位置；(2)运动过程中B的最大速度和最大位移。(3)图(c)中直线III为曲线II的渐近线，求导轨的倾角。(4)若A、B异名磁极相对放置，导轨的倾角不变，在图(c)上画出B的总势能随x的变化曲线．答案．(14分)(1)势能最小处动能最大(1分)由图线II得6.1()xcm(2分)(在5.9~6.3cm间均视为正确)(2)由图读得释放处势能0.90pEJ，此即B的总能量。出于运动中总能量守恒，因此在势能最小处动能最大，由图像得最小势能为0.47J，则最大动能为0.90.470.43()kmEJ（2分)(kmE在0.42~0.44J间均视为正确)最大速度为220.431.31(/)0.5kmmEvmsm(1分)(mv在1.29～1.33m／s间均视为正确)x=20.0cm处的总能量为0.90J，最大位移由E=0.90J的水平直线与曲线II的左侧交点确定,由图中读出交点位置为x=2.0cm，因此，最大位移20.02.018.0()xcm(2分)(x在17.9~18.1cm间均视为正确)(3)渐近线III表示B的重力势能随位置变化关系，即sinPgEmgxkx（2分)7∴sinkmg由图读出直线斜率20.850.304.2310(/)20.07.0kJcm211104.23sin()sin59.70.59.8kmg（1分）（在59~61间均视为正确）（4）若异名磁极相对放置，A，B间相互作用势能为负值，总势能如图。（2分）12(江苏第14题)．(16分)如图所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置。将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连，小物块悬挂于管口。现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变。(重力加速度为g)(1)求小物块下落过程中的加速度大小；(2)求小球从管口抛出时的速度大小；(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于22L8解析：13(福建第21题).（19分）如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧。投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在弹簧上段放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去。设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g。求：(1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1;(2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep;（3）已知地面欲睡面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO-。在角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在到m之间变化，且均能落到水面。持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？解析：此题考查平抛运动规律、牛顿运动定律、竖直面内的圆周运动、机械能守恒定律等知识点（1）质量为m的鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供，则(1)解得(2)9(2)弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机