2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)之機(jī)械能

2022高考物理一輪復(fù)習(xí)之機(jī)械能

一.選擇題（共15小題）

1.（2021?寧波二模）2020年12月17日凌晨1時(shí)59分，嫦娥五號(hào)月球采樣返回器成功著

陸于內(nèi)蒙古四子王旗主著陸場(chǎng).我國(guó)首次月球無(wú)人采樣返回任務(wù)圓滿完成。本次返回采

用“半彈道跳躍式”再入返回技術(shù)，形象地說(shuō)就是以“打水漂”方式兩度進(jìn)入大氣層，

其運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）

A.在減速下降階段的E點(diǎn)返回器處于失重狀態(tài)

B.在C點(diǎn)返回器受到的合力方向可能沿軌跡的切線方向

C.在A點(diǎn)返回器對(duì)大氣層的作用力小于大氣層對(duì)返回器的作用力

D.返回器在進(jìn)入點(diǎn)A的機(jī)械能大于其最后進(jìn)入大氣層D點(diǎn)的機(jī)械能

2.（2021?湖南模擬）跳高運(yùn)動(dòng)有跨越式、俯臥式、背越式等，其中背越式更為科學(xué)。如圖

所示是某次運(yùn)動(dòng)員背越式跳高頻閃拍照的示意圖（每次曝光的時(shí)間間隔相等），若運(yùn)動(dòng)員

的重心軌跡與同速度不計(jì)阻力的小球斜上拋運(yùn)動(dòng)軌跡重合，下列說(shuō)法正確的是（）

A.在A處地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功，運(yùn)動(dòng)員獲得斜向上方的速度

B.運(yùn)動(dòng)員從C到D與從E到F速度的變化量相同

C.與跨越式跳高比較，同樣的溶動(dòng)員同樣的起跳速度，背越式跳高運(yùn)動(dòng)員重心上升的高,

所以跳高成績(jī)好

D.運(yùn)動(dòng)員從B到D處于超重狀態(tài)，從D到F處于失重狀態(tài)

3.（2021?廣東二模）高鐵在高速行收時(shí)，受到的阻力f與速度v的關(guān)系為f=kv2（k為常量）.若

某高鐵以160km/h的速度勻速行駛時(shí)機(jī)車的輸出功率為P,則該高鐵以320km/h的速度

勻速行駛時(shí)機(jī)車的輸出功率為（）

A.8PB.4PC.2PD.P

4.（2021?臺(tái)州二模）北京已成功申辦2022年冬奧會(huì)，花樣滑冰運(yùn)動(dòng)是其中的一個(gè)項(xiàng)目。有

兩個(gè)穿著冰鞋的甲、乙運(yùn)動(dòng)員站在水平冰面上，當(dāng)甲猛推乙時(shí)，兩人會(huì)向相反的方向滑

行。不計(jì)冰面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的水平作用推乙的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.甲和乙的加速度大小總是相等

B.甲獲得的速度與乙獲得的速度大小總是相等

C.甲對(duì)乙的作用力與乙對(duì)甲的作用力總是大小相等

D.甲對(duì)乙做的功與乙對(duì)甲做的功一定相等

5.（2021?浙江）中國(guó)制造的某一型號(hào)泵車如圖所示，表中列出了其部分技術(shù)參數(shù)。已知混

凝土密度為2.4X103kg/m3,假設(shè)泵車的泵送系統(tǒng)以150m3/h的輸送量給30m高處輸送混

凝土，則每小時(shí)泵送系統(tǒng)對(duì)混凝土做的功至少為（）

發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率332最大輸送高度（m）63

（kW）

整車滿載質(zhì)量（kg）5.5X104最大輸送量（m3/h）180

A.1.08X107JB.5.04X107JC.1.08X108JD.2.72X108J

6.（2021?浙江模擬）籃球規(guī)則中規(guī)定：跳球時(shí)，裁判員在兩名跳球隊(duì)員之間將球豎直向上

拋起，球拋起的高度要超過(guò)跳球隊(duì)員跳起時(shí)能達(dá)到的最大高度，并且球在他們之間落下。

如圖所示，裁判員將球從離地2.0m處豎直向上拋出，球到達(dá)離地2.5m處的最高點(diǎn)。以

球的拋出點(diǎn)為零勢(shì)能參考面，當(dāng)球到距離拋出點(diǎn)hi高處時(shí)，其動(dòng)能和勢(shì)能恰好相等，到

最高點(diǎn)后球又落回，當(dāng)下降到距離拋出點(diǎn)h2處時(shí)，球的動(dòng)能和勢(shì)能再次相等。假設(shè)全程

空氣阻力大小恒定。在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.hi<0.25m,h2>0.25m

B.hi>0.25m,h2Vo.25m

C.與落回拋出點(diǎn)過(guò)程相比，籃球向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力的平均功率更小

D.與落回拋出點(diǎn)過(guò)程相比，籃球向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服空氣阻力做的功更多

7.（2020?江蘇）如圖所示，一小物塊由靜止開始沿斜面向下滑動(dòng)，最后停在水平地面上。

斜面和地面平滑連接，且物塊與斜面、物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為常數(shù)。該過(guò)程中,

物塊的動(dòng)能Ek與水平位移x關(guān)系的圖象是（）

8.（2021?湖北模擬）如圖所示，長(zhǎng)度為1的輕質(zhì)細(xì)桿的下端被地面上的臺(tái)階擋住，細(xì)桿頂

端固定著一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小重球，現(xiàn)讓小球由豎直位置無(wú)初速度地向右側(cè)倒下，已知

重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦，則小球落地時(shí)的速度（）

AL.等于倔L方向豎直向下

B.等于倔L方向斜向右下

C.小于42gl，方向斜向右下

D.大于J2gl，方向斜向左下

9.（2021?湖南）“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組用多節(jié)車廂提供動(dòng)力，從而達(dá)到提速的目的?？傎|(zhì)量為m

的動(dòng)車組在平直的軌道上行駛。該動(dòng)車組有四節(jié)動(dòng)力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率

均為P,若動(dòng)車組所受的阻力與其速率成正比（F產(chǎn)kv,k為常量），動(dòng)車組能達(dá)到的最

大速度為Vm。下列說(shuō)法正確的是（）

A.動(dòng)車組在勻加速啟動(dòng)過(guò)程中，牽引力恒定不變

B.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，則動(dòng)車組從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)

C.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為2.25P,則動(dòng)車組勻速行駛的速度為2Vm

4

D.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t達(dá)到最大速度

vm,則這一過(guò)程中該動(dòng)車組克服阻力做的功為^mvn?-Pt

2

10.（2021?浙江）如圖所示，同學(xué)們坐在相同的輪胎上，從傾角相同的平直雪道先后由同高

度靜止滑下，各輪胎與雪道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同，不計(jì)空氣阻力。雪道上的同學(xué)們

（）

A.沿雪道做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.下滑過(guò)程中機(jī)械能均守恒

C.前后間的距離隨時(shí)間不斷增大

D.所受重力沿雪道向下的分力相同

11.（2021?浙江模擬）一個(gè)小鐵球在水面上方自由下落，然后進(jìn)入水中，設(shè)水面足夠深，小

鐵球在水面上方的運(yùn)動(dòng)可視為自由落體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入水中后，所受水的阻力與速度大小成

正比?，F(xiàn)以水面為零勢(shì)能面，則小鐵球的速度v、小鐵球的重力勢(shì)能Ep、小球的動(dòng)能Ek

和小球的機(jī)械能E與下落高度h的關(guān)系圖像中可能正確的是（）

12.（2021?煙臺(tái)模擬）一個(gè)小球靜止放在水平地面上。從某個(gè)時(shí)刻開始，小球受到方向始終

豎直向上、大小可變的拉力作用，由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)。取水平地面為參考平面，運(yùn)動(dòng)

過(guò)程中小球的機(jī)械能E與小球經(jīng)過(guò)的路程上s的關(guān)系圖像如圖所示，其中圖像Osi段為

曲線，S1S2段為傾斜直線，s2s3段與橫軸平行。不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.小球路程為si時(shí)，速度最大

B.在Osi段過(guò)程中，小球一直處于超重狀態(tài)

C.在S1S2段過(guò)程中，小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

D.在S2s3段過(guò)程中，小球做勻速運(yùn)動(dòng)

13.（2021?桃城區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，在傾角為9=30。的光滑斜面的底端有一個(gè)固定擋

板，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的兩端分別拴接在固定擋板和質(zhì)量為m的小物體B上，質(zhì)

量為2m的小物體A與B靠在一起處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知彈簧的彈性勢(shì)能為Epx2,

其中X為彈簧的形變量，不計(jì)空氣阻力?，F(xiàn)用一沿斜面向上的恒力F=2mg（g為重力加

速度）拉動(dòng)小物體A使其向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小物體A、B恰好分隨時(shí)，小物體A的速度大小

14.（2021?株洲模擬）《國(guó)家地理頻道》做過(guò)如下實(shí)驗(yàn)：幾個(gè)完全相同的固定的水球緊挨在

一起水平排列，水平運(yùn)動(dòng)的子彈恰好能穿出第4個(gè)水球，如圖所示。設(shè)子彈受到的阻力

恒定，則子彈在穿過(guò)的每個(gè)水球中（)

A.速度變化相同B.運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

C.動(dòng)能變化相同D.動(dòng)量變化相同

15.（2021?湖北模擬）如圖所示，一輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)光滑定滑輪連接著兩個(gè)小物體A、B,已

知此時(shí)兩物體的速度分別為W、V2,細(xì)繩對(duì)A的拉力大小為E則下列說(shuō)法中正確的是

（）

A.細(xì)繩對(duì)B的拉力大于F

B.細(xì)繩對(duì)B的拉力的功率為FV2

C.細(xì)繩對(duì)A做功的功率的大小等于細(xì)繩對(duì)B做功的功率的大小

D.由細(xì)繩對(duì)A、B做功功率大小相等（即FVI=FV2）,可知VI=、2

二.多選題（共2小題）

16.（2021?廣東）長(zhǎng)征途中，為了突破敵方關(guān)隘，戰(zhàn)士爬上陡峭的山頭，居高臨下向敵方工

事內(nèi)投擲手榴彈。戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為m的手榴彈。手榴彈從

投出的位置到落地點(diǎn)的高度差為h,在空中的運(yùn)動(dòng)可視為平拋運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示，重力

加速度為g.下列說(shuō)法正確的有（）

A.甲在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比乙的長(zhǎng)

B.兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等

C.從投出到落地，每顆手榴強(qiáng)的重力勢(shì)能減少mgh

D.從投出到落地，每顆手榴彈的機(jī)械能變化量為mgh

17.（2020?新課標(biāo)I）一物塊在高3.0m、長(zhǎng)5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重

力勢(shì)能和動(dòng)能隨下滑距離s的變化如圖中直線I、II所示,重力加速度取lOmH.則（）

A.物塊下滑過(guò)程中機(jī)械能不守恒

B.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5

C.物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0m/s2

D.當(dāng)物塊下滑2.0m時(shí)機(jī)械能損失了12J

三.實(shí)驗(yàn)題（共2小題）

18.（2020?新課標(biāo)HI）某同學(xué)利用圖（a）所示裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。調(diào)整木板的傾角平衡摩

擦阻力后，掛上鉤碼，鉤碼下落，帶動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)并打出紙帶.某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶及相

關(guān)數(shù)據(jù)如圖（b）所示。已知打出圖（b）中相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s,從圖（b）給

出的數(shù)據(jù)中可以得到，打出B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小VB=m/s,打出P點(diǎn)時(shí)小車

的速度大小VP=m/s,（結(jié)果均保留2位小數(shù)）若要驗(yàn)證動(dòng)能定理，除了需測(cè)量

鉤碼的質(zhì)量和小車的質(zhì)量外，還需要從圖（b）給出的數(shù)據(jù)中求得的物理量為。

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器小車

19.（2021?山東）某乒乓球愛(ài)好者.利用手機(jī)研究乒乓球與球臺(tái)碰撞過(guò)程中能量損失的情況。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①固定好手機(jī)，打開錄音功能；

②從一定高度由靜止釋放乒乓球；

碰撞次序1234567

碰撞時(shí)刻1.121.582.002.402.783.143.47

（S）

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：

（1）利用碰撞時(shí)間間隔，計(jì)算出第3次碰撞后乒乓球的彈起高度為m（保留

2位有效數(shù)字，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80m/s2）。

（2）設(shè)碰撞后彈起瞬間與該次碰撞前瞬間速度大小的比值為k,則每次碰撞損失的動(dòng)能

為碰撞前動(dòng)能的倍（用k表示），第3次碰撞過(guò)程中k=（保留2

位有效數(shù)字）。

（3）由于存在空氣阻力，第（1）問(wèn)中計(jì)算的彈起高度（填“高于”或“低

于”）實(shí)際彈起高度。

四.計(jì)算題（共7小題）

20.（2021?五華區(qū)校級(jí)模擬）一小汽車停在傾角為30°的斜坡上，現(xiàn)啟動(dòng)汽車.上坡，汽車

先勻加速啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率從零開始經(jīng)過(guò)3s后逐漸增大到額定功率，后保持額定功率

繼續(xù)加速，又經(jīng)過(guò)至達(dá)到速度最大值。已知汽車的質(zhì)量為1【，在該斜坡上運(yùn)動(dòng)時(shí)，地

面和空氣對(duì)汽車的阻力為車身重量的0.1倍，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為81kW,重力加速度g

=10m/s2,求：

（1）汽車做句加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小：

（2）汽車從靜止開始加速到汽車速度恰好最大時(shí)發(fā)生的位移大小。

21.（2021?東城區(qū)校級(jí)三模）無(wú)人機(jī)是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不

載人飛機(jī)，它具有體積小、造價(jià)低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，隨著民用無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展，廣

告、影視、婚禮視頻記錄等正越來(lái)越多地出現(xiàn)無(wú)人機(jī)的身影，如圖所示是我國(guó)新研究生

產(chǎn)的一款航拍器無(wú)人機(jī)。該款無(wú)人機(jī)的總質(zhì)量為m=2.0kg,內(nèi)置電動(dòng)勢(shì)E=15.2V、容量

A=4500mA?h的智能電池，其內(nèi)電阻忽略不計(jì)。若該款無(wú)人機(jī)正常工作時(shí)電池輸出穩(wěn)定

的電流為I=4.5A,飛行時(shí)電動(dòng)機(jī)工作效率n=80%，智能電池還要提供其他設(shè)施正常工

作的功率為Pi=8.4W,假設(shè)無(wú)人機(jī)飛行時(shí)所受到空氣阻力恒為f=4N,g取10襁2。

（1）充滿一次電，該無(wú)人機(jī)理論上正常工作的最長(zhǎng)時(shí)間t；

（2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率P2；

（3）該款無(wú)人機(jī)豎直上升飛行時(shí)的最大速度Vmax。

22.（2021?張家口三模）小明自主探究豎式電梯，查閱銘牌得知轎廂A的質(zhì)量mi=200kg,

配重B質(zhì)量m2=600kg,最大載重m3=800kg,最大運(yùn)行速度vm=2m/s,電梯上行過(guò)程

可簡(jiǎn)化如圖?，F(xiàn)電梯滿載由靜止開始以加速度a=2m/s2上行，達(dá)到最大速度后勻速上行,

然后以加速度a=2m/減速上行直到停止，共升高30米。忽略一切摩擦，g?10m/s2,

電梯滿載時(shí)，求：

（1）電梯升高30米所用的時(shí)間t；

（2）上行過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的最大功率P。

23.（2021?乙卷）一籃球質(zhì)量為m=0.60kg,一運(yùn)動(dòng)員使其從距地面高度為hi=1.8m處由

靜止自由落下，反彈高度為h2=1.2m。若使籃球從距地面h3=1.5m的高度由靜止下落，

并在開始下落的同時(shí)向下拍球，球落地后反彈的高度也為1.5m。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)球

的作用力為恒力，作用時(shí)間為t=0.20s；該籃球每次與地面碰撞前后的動(dòng)能的比值不變。

重力加速度大小取g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力。求：

（1）運(yùn)動(dòng)員拍球過(guò)程中對(duì)籃球所做的功；

（2）運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)籃球的作用力的大小。

24.（2021?徐州模擬）如圖所示，為某小組設(shè)計(jì)的節(jié)能運(yùn)輸?shù)膶?shí)驗(yàn)裝置。小車攜帶貨物從斜

面頂端無(wú)初速度滑下。小車壓縮輕彈簧，速度減為零時(shí)貨物被卸下，空車恰好可以回到

斜面頂端。已知斜面頂端到彈簧的距離1=1m,傾角。=30°,空車質(zhì)量m=1kg,小車

在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力等于重力的0.1倍。因彈簧的勁度系數(shù)較大，小車與彈簧的接

2

觸過(guò)程極短，gIX10m/so

（1）求小車沿斜面下滑的時(shí)間I。

（2）求彈簧的最大彈性勢(shì)能Ep。

（3）若運(yùn)送貨物的質(zhì)量M較大，小車返回到斜面頂端時(shí)會(huì)騰空。為保證安全，小車騰

空的高度不超過(guò)0.1m,求M的最大值。

25.（2021?寧波二模）如圖所示，寧波某樂(lè)園2021年春節(jié)表演煙花秀，很多煙花炸開后，

形成漂亮的禮花，一邊擴(kuò)大，一邊下落。假設(shè)某種型號(hào)的禮花彈在地面上從專用炮筒中

沿豎直方向射出，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)炸開。已知禮花彈從炮筒射出的速度為vo,假設(shè)整個(gè)過(guò)

程中禮花彈、彈片所受的空氣阻力大小始終是重力的k倍（k<l）,忽略炮筒的高度，重

力加速度為g。

（1）求禮花彈射出后，上升的最大高度h；

（2）禮花彈炸開后的這些彈片中，最小加速度為多少？

（3）禮花彈在最高點(diǎn)炸開后，其中有一彈片速度大小也恰好為vo,方向豎直向上，求此

彈片炸開后在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

26.（2021?浙江）如圖所示，水平地面上有一高H=0.4m的水平臺(tái)面，臺(tái)面上豎直放置傾

角8=37°的粗糙直軌道AB、水平光滑直軟道BC、四分之一圓周光滑細(xì)圓管道CD和

半圓形光滑軌道DEF,它們平滑連接，其中管道CD的半徑r=0.1m、圓心在Oi點(diǎn)，軌

道DEF的半徑R=0.2m、圓心在02點(diǎn)，Oi、D、O2和F點(diǎn)均處在同一水平線上。小滑

塊從軌道AB上距臺(tái)面高為h的P點(diǎn)靜止下滑，與靜止在軌道BC上等質(zhì)量的小球發(fā)生

彈性碰撞，碰后小球經(jīng)管道CD、軌道DEF從F點(diǎn)豎直向下運(yùn)動(dòng)，與正下方固定在直桿

上的三棱柱G碰撞，碰后速度方向水平向右，大小與碰前相同，最終落在地面上Q點(diǎn)，

已知小滑塊與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)sin37°=0.6,cos37°=0.8。

（1）若小滑塊的初始高度h=0.9m,求小滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度VB的大小；

（2）若小球能完成整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，求h的最小值hmin;

（3）若小球恰好能過(guò)最高點(diǎn)E,且三棱柱G的位置上下可調(diào)，求落地點(diǎn)Q與F點(diǎn)的水

平距離X的最大值Xmaxo

五.解答題（共4小題）

27.（2021?浙江模擬）燃放煙花是人們慶祝節(jié)日的一種方式，如圖所示為某一型號(hào)的禮花

彈.某次技術(shù)指標(biāo)測(cè)試時(shí)，將一質(zhì)量m=0.5kg的禮花彈放入專用炮筒中，禮花彈豎直向

上射出并以初速度vo離開炮口，經(jīng)過(guò)口=4s上升了h=128m后到達(dá)最高點(diǎn)，最終落到地

面，整個(gè)過(guò)程中禮花彈并未爆炸.假設(shè)禮花彈整個(gè)過(guò)程均沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程

中所受空氣阻力大小恒定，忽略炮口與地面的高度差，重力加速度g=10m/s2,求禮花彈:

（1）被炮筒射出時(shí)的初速度vo的大??；

（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力f的大??；

（3）從最高點(diǎn)返回到地面的過(guò)程中重力的平均功率P.

28.（2021?桃城區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，AB為傾角0=37°的光滑斜面，斜面頂端A距離

水平面BC的高度h=1.2m,B、C兩點(diǎn)間的距離L=3.25m,半徑R=0.2m的光滑豎直

半圓形軌道CD與水平面BC相切。質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊P放在半圓形軌道最低點(diǎn)C

處，另一質(zhì)量也為m的小滑塊Q以初速度vo=4m/s從M點(diǎn)水平拋出，恰好能從A點(diǎn)沿

斜面下滑，小滑塊Q與小滑塊P碰后粘在一起運(yùn)動(dòng)。已知小滑塊Q與水平面之間的動(dòng)摩

擦因數(shù)ji=0.2,sin37°=0.6,cos370=0.8,重力加速度g=lOm/s2,不計(jì)小滑塊Q通

過(guò)斜面底端B時(shí)的機(jī)械能損失，小滑塊P、Q均可視為質(zhì)點(diǎn)，求：

Q

□

M

（1）M、A兩點(diǎn)間的水平距離x；

（2）小滑塊P與Q碰撞后瞬間速度大小v；

（3）判斷碰撞后小滑塊PQ能否沿半圓形軌道到達(dá)最高點(diǎn)D,若能到達(dá)，求軌道最高點(diǎn)

對(duì)小滑塊PQ的作用力FN的大??；若不能到達(dá)，說(shuō)明小滑塊PQ將做何種運(yùn)動(dòng)。

29.（2021?章丘區(qū)模擬）如圖所示，一質(zhì)量為m=0.5kg的小物塊靜置與水平面上的O點(diǎn)，

以。點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),沿水平而建立O—x坐標(biāo)系，在x=1m處有一由兩個(gè)內(nèi)壁光滑的半

圓弧管道拼接成的“S”形軌道，軌道內(nèi)徑略大于小物塊?，F(xiàn)給小物塊一水平拉力F,使

小物塊從靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)，已知拉力F隨坐標(biāo)變化的規(guī)律為F=kx（k=34N/m,x

W1）,小物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)“=0.2重力加速度g=10m/s2,小物塊可視作

質(zhì)點(diǎn)，求：

（1）x=lm處，小物塊的速度；

（2）組成軌道的圓弧半徑為多大時(shí)，小物塊離開軌道后落地點(diǎn)的坐標(biāo)最大；

（3）若物塊落地后與地面發(fā)生非彈性碰撞，每次反彈的高度為上一次的80%,求落地后

物塊在豎直方向運(yùn)動(dòng)的總路程。

30.（2021?浙江模擬）如圖所示，在離水平地面CD高h(yuǎn)i=30m的光滑水平平臺(tái)上，質(zhì)量m

=lkg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，彈簧原長(zhǎng)小于水平平臺(tái)的長(zhǎng)度，

此時(shí)彈簧儲(chǔ)存了一定量的彈性勢(shì)能Ep.若打開鎖扣K,物塊與彈簧脫離后從A點(diǎn)離開平

臺(tái)，并恰好能從光滑圓弧形軌道BC的B點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓弧形軌道.B點(diǎn)距地面CD

的高度h2=15m,圓弧軌道的圓心O與平臺(tái)等高，軌道最低點(diǎn)C的切線水平，并與長(zhǎng)為

L=70m的粗糙水平直軌道CD平滑連接.物塊沿軌道BCD運(yùn)動(dòng)并與右邊增壁發(fā)生碰撞,

且碰后速度等大反向，已知重力加速度g=

（1）求物塊從A到B的時(shí)間I及被K鎖住時(shí)彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能EP；

（2）求物塊第一次經(jīng)過(guò)圓軌道最低點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力大?。?/p>

（3）若物塊與墻壁只發(fā)生一次碰撞且不會(huì)從B點(diǎn)滑出BCD軌道，求物塊與軌道CD間

的動(dòng)摩擦因數(shù)卜的取值范圍.

2022高考物理一輪復(fù)習(xí)之機(jī)械能

參考答案與試題解析

一.選擇題（共15小題）

1.（2021?寧波二模）2020年12月17日凌晨1時(shí)59分，嫦娥五號(hào)月球采樣返回器成功著

陸于內(nèi)蒙古四子王旗主著陸場(chǎng).我國(guó)首次月球無(wú)人采樣返回任務(wù)圓滿完成。本次返回采

用“半彈道跳躍式”再入返回技術(shù)，形象地說(shuō)就是以“打水漂”方式兩度進(jìn)入大氣層，

其運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）

A.在減速下降階段的E點(diǎn)返回器處于失重狀態(tài)

B.在C點(diǎn)返回器受到的合力方向可能沿軌跡的切線方向

C.在A點(diǎn)返回器對(duì)大氣層的作用力小于大氣層對(duì)返回器的作用力

D.返回器在進(jìn)入點(diǎn)A的機(jī)械能大于其最后進(jìn)入大氣層D點(diǎn)的機(jī)械能

【考點(diǎn)】牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用■超重和失重；功能關(guān)系；機(jī)械能守恒定律.

【專題】定性思想；推理法；動(dòng)能定理的應(yīng)用專題；理解能力.

【分析】明確物體加速度向下時(shí)為失重狀態(tài)，加速度向上時(shí)為超重狀態(tài)；知道物體做曲

線運(yùn)動(dòng)時(shí)合力方向指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)；掌握牛頓第三定律的基本內(nèi)容，知道作用力和

反作用力總是大小相等方向相反的；根據(jù)功能關(guān)系確定AD兩點(diǎn)的機(jī)械能大小。

【解答】解：A、在減速下降階段的E點(diǎn)返回器的加速度向上，故處于超重狀態(tài)，故A

錯(cuò)誤；

B、在C點(diǎn)返回器受到的合力方向指向凹側(cè)，不會(huì)沿切線方向，故B錯(cuò)誤；

C、返回器對(duì)大氣層的作用力和大氣層對(duì)返回器的作用力為相互作用力，根據(jù)牛頓第三定

律可知，在A點(diǎn)返回器對(duì)大氣層的作用力等于大氣層對(duì)返回器的作用力，故C錯(cuò)誤；

D、由于A到D的過(guò)程中有空氣阻力做功，故返回器在進(jìn)入點(diǎn)A的機(jī)械能大于其最后進(jìn)

入大氣層D點(diǎn)的機(jī)械能，故D正確。

故選：D。

【點(diǎn)評(píng)】本題考查超重和失重、曲線運(yùn)動(dòng)、功能關(guān)系以及牛頓第三定律等的應(yīng)用，解決

本題的關(guān)鍵知道衛(wèi)星在大氣層中受到空氣阻力作用，注意分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及掌握功能關(guān)

系的準(zhǔn)確應(yīng)用。

2.（2021?湖南模擬）跳高運(yùn)動(dòng)有跨越式、俯臥式、背越式等，其中背越式更為科學(xué)。如圖

所示是某次運(yùn)動(dòng)員背越式跳高頻閃拍照的示意圖（每次曝光的時(shí)間間隔相等），若運(yùn)動(dòng)員

的重心軌跡與同速度不計(jì)阻力的小球斜上拋運(yùn)動(dòng)軌跡重合，下列說(shuō)法正確的是（）

A.在A處地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功，運(yùn)動(dòng)員獲得斜向上方的速度

B.運(yùn)動(dòng)員從C到D與從E到F速度的變化量相同

C.與跨越式跳高比較，同樣的運(yùn)動(dòng)員同樣的起跳速度，背越式跳高運(yùn)動(dòng)員重心上升的高,

所以跳高成績(jī)好

D.運(yùn)動(dòng)員從B到D處于超重狀態(tài)，從D到F處于失重狀態(tài)

【考點(diǎn)】牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用-超重和失重；拋體運(yùn)動(dòng)；功能關(guān)系.

【專題】定性思想；推理法；牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題；埋解能力.

【分析】明確運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)能量的轉(zhuǎn)化規(guī)律；利用豎直上拋規(guī)律運(yùn)動(dòng)員在空中過(guò)程速度

的變化以及如何提高跳高成績(jī)：知道加速度向上時(shí)物體處于超重狀態(tài)，加速度向下時(shí)，

物體處于失重狀態(tài)。

【解答】解：A、運(yùn)動(dòng)員在A處起跳獲得的動(dòng)能來(lái)源于自身的化學(xué)能，并非地面對(duì)其做

功，故A錯(cuò)誤；

B、運(yùn)動(dòng)員從C到D、從E到F速度的變化量均為△v=gl,故B正確；

C、同樣的運(yùn)動(dòng)員同樣的起跳速度，運(yùn)動(dòng)員重心上升的高度相同，只是跨越式桿在重心下

方，背越式桿在重心上方，因而背越式跳高成績(jī)好，故C錯(cuò)誤；

D、跳高運(yùn)動(dòng)員跳離地面后加速度為重力加速度，方向始終向下，則運(yùn)動(dòng)員始終處于失重

狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

【點(diǎn)評(píng)】本題利用常見(jiàn)的跳高考查了上拋運(yùn)動(dòng)、功能關(guān)系以及超重和失重規(guī)律，要注意

明確拋體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，知道人起跳時(shí)能量來(lái)源。

3.（2021?廣東二模）高鐵在高速行駛時(shí)，受到的阻力f與速度v的關(guān)系為f=kv2（k為常量）.若

某高鐵以160km/h的速度勻速行駛時(shí)機(jī)車的輸出功率為P,則該高鐵以320km/h的速度

勻速行駛時(shí)機(jī)車的輸出功率為（）

A.8PB.4PC.2PD.P

【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時(shí)功率.

【專題】定量思想；比較思想：比例法；功率的計(jì)算專題；推理能力.

【分析】由平衡條件表達(dá)輸出功率，比值解答即可。

【解答】解：設(shè)機(jī)車牽引力為F,由平衡條件：Fi=fi=kv2,機(jī)車輸出功率：P=Fivi

,13

=kv3,同理以速度V2勻速行駛時(shí)，機(jī)車輸出功率：P'=kv3,所以:三_=_^=（上）

12P舊一

3=（320）3=8,即P'=8P,故A正確，BCD錯(cuò)誤。

160

故選：Ao

【點(diǎn)評(píng)】本題寫出輸出功率進(jìn)行比值運(yùn)算，不要把速度統(tǒng)一換算成國(guó)際單位，直接比就

行。

4.（2021?臺(tái)州二模）北京已成功申辦2022年冬奧會(huì)，花樣滑冰運(yùn)動(dòng)是其中的一個(gè)項(xiàng)目。有

兩個(gè)穿著冰鞋的甲、乙運(yùn)動(dòng)員站在水平冰面上，當(dāng)甲猛推乙時(shí)，兩人會(huì)向相反的方向滑

行。不計(jì)冰面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的水平作用推乙的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.甲和乙的加速度大小總是相等

B.甲獲得的速度與乙獲得的速度大小總是相等

C.甲對(duì)乙的作用力與乙對(duì)甲的作用力總是大小相等

D.甲對(duì)乙做的功與乙對(duì)甲做的功一定相等

【考點(diǎn)】作用力和反作用力；牛頓第三定律；功的計(jì)算.

【專題】定性思想；推理法；功的計(jì)算專題；理解能力.

【分析】作用力和反作用力一定是兩個(gè)物體之間的相互作用力，并且大小相等，方向相

反，同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失。根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析求解。

【解答】解：ABC、一個(gè)人從背后輕輕推另一個(gè)人時(shí)，兩人之間有相互作用力，為作用

力與反作用力，作用力與反作用力大小相等，方向相反，根據(jù)牛頓第二定律可知F=ma,

由于甲乙運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量不同，故產(chǎn)生的加速度大小不同，由于作用時(shí)間相同，故最終獲

得速度不同，故AB錯(cuò)誤，C正確；

2

D、根據(jù)動(dòng)量定理可得Fl=mv,根據(jù)動(dòng)能定理可得：W=lmv=-（E12i,故甲對(duì)乙做

2皿丫2m

的功與乙對(duì)甲做的功一定不相等，故D錯(cuò)誤

故選：Co

【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是熟悉牛頓第三定律：作用力和反作用力大小相等，方向相反,

作用在同一直線上，以及能熟練運(yùn)用牛頓第二定律。

5.（2021?浙江）中國(guó)制造的某一型號(hào)泵車如圖所示，表中列出了其部分技術(shù)參數(shù)。已知混

凝土密度為2.4X103kg/m3,假設(shè)泵車的泵送系統(tǒng)以150m3/h的輸送量給30m高處輸送混

凝土，則每小時(shí)泵送系統(tǒng)對(duì)混凝土做的功至少為（）

發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率332最大輸送高度（m）63

（kW）

整車滿載質(zhì)量（kg）5.5X104最大輸送量（n?/h）180

a

A.1.08XIO7JB.5.04X107JC.1.08X108JD.2.72X)08J

【考點(diǎn)】功的計(jì)算.

【專題】定性思想；推理法；功的計(jì)算專題：推理能力.

【分析】先求出1小時(shí)時(shí)間內(nèi)輸送的混凝土質(zhì)量，再根據(jù)將混凝土勻速輸送時(shí)，泵送系

統(tǒng)對(duì)混凝土做的功最少，利用功的公式求出功的大小.

【解答】解：泵車的泵送排量為150m3/h,則1小時(shí)輸送的混凝土的體積為

V=150Xlm3=150m3

則在1小時(shí)時(shí)間內(nèi)輸送的混凝土質(zhì)量為

m=pV=2.4X103X,50kg=3.6X105kg

將混凝土勻速輸送到30m高處，泵送系統(tǒng)對(duì)混凝土做的功最少，泵送系統(tǒng)對(duì)混凝土做的

功至少為

W=mgh=3.6X105X10X30J=1.08X108J

故C正確，ABD錯(cuò)誤。

故選：Co

【點(diǎn)評(píng)】本題要注意理解在將混凝土勻速輸送時(shí)，泵送系統(tǒng)對(duì)混凝土做的功最少，此時(shí)

泵送系統(tǒng)對(duì)混凝土做的功等于克服重力做的功。

6.（2021?浙江模擬）籃球規(guī)則中規(guī)定：跳球時(shí)，裁判員在兩名跳球隊(duì)員之間將球豎直向上

拋起，球拋起的高度要超過(guò)跳球隊(duì)員跳起時(shí)能達(dá)到的最大高度，并且球在他們之間落下。

如圖所示，裁判員將球從離地2.0m處豎直向上拋出，球到達(dá)離地2.5m處的最高點(diǎn)。以

球的拋出點(diǎn)為零勢(shì)能參考面，當(dāng)球到距離拋出點(diǎn)hi高處時(shí)，其動(dòng)能和勢(shì)能恰好相等，到

最高點(diǎn)后球又落回，當(dāng)下降到距離拋出點(diǎn)h2處時(shí)，球的動(dòng)能和勢(shì)能再次相等。假設(shè)全程

空氣阻力大小恒定。在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.hi<0.25m,h2>0.25m

B.hi>0.25m,h2Vo.25m

C.與落回拋出點(diǎn)過(guò)程相比，籃球向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力的平均功率更小

D.與落回拋出點(diǎn)過(guò)程相比，籃球向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服空氣阻力做的功更多

【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時(shí)功率；動(dòng)能定理：功能關(guān)系.

【專題】比較思想；模型法；動(dòng)能定理的應(yīng)用專題；分析綜合能力.

【分析】涉及到三個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程.對(duì)每個(gè)過(guò)程分別應(yīng)用動(dòng)能定理，結(jié)合已知條件，聯(lián)立求

解hl、h2的取值范圍；平均功率等于功與時(shí)間的比值，注意功率不取負(fù)值；阻力總是做

負(fù)功，克服阻力做功為正值。

【解答】解：AB、設(shè)上拋的初速度大小為vo,最高點(diǎn)到拋出點(diǎn)的高度為h,貝ljh=2.5m

-2.0m=0.5m,

對(duì)從拋出點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：

-mgh-fHlh=O-Amy2

對(duì)從拋出點(diǎn)到距離?拋出點(diǎn)hl高處的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：

1H1O

_mghi-f阻-rnyQ,

由題意知：—mv?=mghi,

21

解得:mghi=(mg+fm)(h-hi)

可得：hi>h-hi,

解得：hi>—=rr=0.25m：

221r

對(duì)從拋出點(diǎn)到下降到距離拋出點(diǎn)h2處的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：

1219

_mgh2_f阻(h+h-h2)=—nv^-ymvQ

由題意知：—mv2=mgh2?

2

解得:(2mg-fpa)h2=(mg-fm)h

因：2mg-fR!>2(mg-fia),故：h2<2h,

解得：h2<—=-^-^-Tr=0.25m.故A錯(cuò)誤，B正確；

221r

C、平均功率p=乜，從拋出點(diǎn)到落回拋出點(diǎn)的過(guò)程，重力做功為零，則平均功率為零；

t

籃球向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程重力做功為-mgh,功率不取負(fù)值，則克服重力做功的平均功率為

皿；可知與落回拋出點(diǎn)過(guò)程相比，籃球向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力的平均功率更大(注：做

t

功為負(fù)功時(shí)，其功率不取負(fù)值)，故C錯(cuò)誤；

D、從拋出點(diǎn)到落回拋出點(diǎn)的過(guò)程中克服空氣阻力做的功：W=2f陽(yáng)h；籃球向上運(yùn)動(dòng)過(guò)

程中克服空氣阻力做的功：W'=fBlh;可知與落回拋出點(diǎn)過(guò)程相比，籃球向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程

中克服空氣阻力做的功更少，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

【點(diǎn)評(píng)】本題重點(diǎn)考查功能定理的應(yīng)用，涉及到重力做功與阻力做功的特點(diǎn)，平均功率

定義。掌握重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與高度差有關(guān)；阻力總是做負(fù)功；功率不取負(fù)值。

在應(yīng)用功能定理之前，要把握好所選取的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的初末狀態(tài)的判斷以及過(guò)程中哪些力

做功，做功的正負(fù)。初學(xué)時(shí)對(duì)做功的正負(fù)易忽略，多練習(xí)鞏固。

7.（2020?江蘇）如圖所示，一小物塊由靜止開始沿斜面向下滑動(dòng)，最后停在水平地面上。

斜面和地面平滑連接，且物塊與斜面、物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為常數(shù)。該過(guò)程中,

物塊的動(dòng)能Ek與水平位移x關(guān)系的圖象是（）

【考點(diǎn)】牛頓第二定律；動(dòng)能定理.

【專題】應(yīng)用題；定量思想；推理法；動(dòng)能定理的應(yīng)用專題；推理能力.

【分析】把小物塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分成沿斜面向下運(yùn)動(dòng)和水平方向上的運(yùn)動(dòng)，然后分過(guò)程應(yīng)

用動(dòng)能定理列方程，推導(dǎo)出小物塊的動(dòng)能Ek與水平位移x的函數(shù)關(guān)系即可。

【解答】解：設(shè)斜面傾角為0,小物塊的質(zhì)量為m,物塊與斜面、物塊與地面間的動(dòng)摩

擦因數(shù)均為U，小物塊由靜止開始在沿斜面上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，當(dāng)水平位移為x時(shí)，由動(dòng)

能定理得：

mg-xtanO-JlmgcosB?—=Ek-0

cosU

整理得小物塊的動(dòng)能Ek與水平位移x關(guān)系為：

Ek=（mgtan0-pmg）x

假設(shè)小物塊達(dá)到斜面底端的動(dòng)能為Eko,此時(shí)小物塊的水平位移為xo,在水平面上運(yùn)動(dòng)

的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：

-|img（x-xo）=Ek-Eko

整理得小物塊的動(dòng)能Ek與水平位移x關(guān)系為：

Ek=EkO+ymgxo-pmgx

所以小物塊的動(dòng)能Ek與水平位移x關(guān)系的圖象為正比關(guān)系和一次函數(shù)關(guān)系，故A正確，

BCD錯(cuò)誤。

故選：A。

【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是動(dòng)能定理與圖象相結(jié)合的問(wèn)題，解決本題的關(guān)鍵是要求同學(xué)們能

夠熟練應(yīng)用動(dòng)能定理推導(dǎo)出小物塊的動(dòng)能Ek與水平位移x的函數(shù)關(guān)系。

8.（2021?湖北模擬）如圖所示，長(zhǎng)度為1的輕質(zhì)細(xì)桿的下端被地面上的臺(tái)階擋住，細(xì)桿頂

端固定著一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小重球，現(xiàn)讓小球由豎直位置無(wú)初速度地向右側(cè)倒下，已知

重力加速度為g,不計(jì)一切摩擦，則小球落地時(shí)的速度（）

AL.等于倔L方向豎直向工

B.等于—2gl,方向斜向右下

C.小于/福，方向斜向右下

D.大于J函，方向斜向左下

【考點(diǎn)】平拋運(yùn)動(dòng)；機(jī)械能守恒定律.

【專題】探究題；比較思想；類比法；復(fù)雜運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析專題；分析綜合能力.

【分析1用類比的方法，來(lái)求解本題，先假設(shè)細(xì)桿下端被餃鏈固定，則小球落至水平地

面時(shí)，細(xì)桿中有拉力，再分析得出小球在之前某個(gè)時(shí)刻就開始對(duì)桿有向外的拉力，回到

本題，細(xì)桿下端沒(méi)有被固定，得出小球在這個(gè)時(shí)刻開始將帶著細(xì)桿脫離圓周軌道而做斜

拋運(yùn)勸，故落地速度斜向右下；根據(jù)機(jī)械能守恒解決小球落地時(shí)的速度大小。

【解答】解：小球在最高點(diǎn)時(shí)，速度為0,對(duì)桿有壓力。設(shè)細(xì)桿下端被餃鏈固定，則小球

落至水平地面時(shí)，細(xì)桿中有拉力，由此可知，小球在之前某個(gè)時(shí)刻就開始對(duì)桿有向外的

拉力，面本題中細(xì)桿下端沒(méi)有被固定，則小球在這個(gè)時(shí)刻開始將帶著細(xì)桿脫離圓周軌道

而做斜拋運(yùn)勸，故落地速度斜向右下，由機(jī)械能守恒，可■知小球落地時(shí)的速度大小等于

同

故選：Bo

【點(diǎn)評(píng)】考察圖周運(yùn)動(dòng)的受力分析，從兩個(gè)特殊位置推測(cè)中間狀態(tài)的推理能力。同時(shí)考

察機(jī)械能守恒定律。本題還可以用動(dòng)量定理來(lái)分析一一臺(tái)階對(duì)細(xì)桿有彈力時(shí)，彈力斜向

右上，有水平向右的分量，這個(gè)分量的沖量導(dǎo)致細(xì)桿、小球系統(tǒng)有水平向右的速度增量,

故小球落地速度針向右下。

9.（2021?湖南）“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組用多節(jié)車廂提供動(dòng)力，從而達(dá)到提速的目的。總質(zhì)量為m

的動(dòng)車組在平直的軌道上行駛。該動(dòng)車組有四節(jié)動(dòng)力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率

均為P，若動(dòng)車組所受的阻力與其速率成正比（FF1|二kv,k為常量），動(dòng)車組能達(dá)到的最

大速度為vm。下列說(shuō)法正確的是（）

A.動(dòng)車組在勻加速啟動(dòng)過(guò)程中，牽引力恒定不變

B.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，則動(dòng)車組從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)

C.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為2.25P,則動(dòng)車組勻速行駛的速度為2Vm

4

D.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t達(dá)到最大速度

Vm,則這一過(guò)程中該動(dòng)車組克服阻力做的功為^mvn?-Pt

2

【考點(diǎn)】功率、平均功率和瞬時(shí)功率；功能關(guān)系.

【專題】定量思想；推理法；功率的計(jì)算專題；理解能力.

【分析】根據(jù)受力分析，結(jié)合牛頓第二定律分析判斷在相關(guān)條件下加速度和牽引力的變

化；

當(dāng)牽引力和阻力的大小相等時(shí)，動(dòng)車的速度達(dá)到最大值，由此可求解最大速率；

根據(jù)動(dòng)能定理計(jì)算經(jīng)過(guò)時(shí)間t達(dá)到最大速度時(shí)克服阻力做的功。

【解答】解：A、若動(dòng)車組做勻加速啟動(dòng)，則加速度不變，而速度增大，則阻力也增大,

要使合力不變則牽引力也將增大，故A錯(cuò)誤；

4P“

F衣-f----kv

B、若動(dòng)車組輸出功率均為額定值，則其加速a=，一='——,隨著速度增大，加

mm

速度減小，所以動(dòng)車組做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；

C、當(dāng)動(dòng)車組的速度增大到最大Vm時(shí)，其加速度為零，則有：^-=kv,若總功率變?yōu)?/p>

2.25P,則同樣有：'，聯(lián)立兩式可得：vm',故C正確；

Ym1

22

D、對(duì)動(dòng)車組根據(jù)動(dòng)能定理有：4Pt-Wf=lmv,所以克服阻力做的功Wf=4Pl-±m(xù)v,

2m2m

故D錯(cuò)誤。

故選：Co

【點(diǎn)評(píng)】解決該題的關(guān)鍵是知道功率與牽引力之間的關(guān)系，知道什么時(shí)候速度達(dá)到最大,

應(yīng)用動(dòng)能定理求解在額定功率下達(dá)到最大速度時(shí)克服阻力做的功。

10.(2021?浙江)如圖所示，同學(xué)們坐在相同的輪胎上，從傾角相同的平直雪道先后由同高

度靜止滑下，各輪胎與雪道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同，不計(jì)空氣阻力。雪道上的同學(xué)們

()

A.沿雪道做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.下滑過(guò)程中機(jī)械能均守恒

C.前后間的距離隨時(shí)間不斷增大

D.所受重力沿雪道向下的分力相同

【考點(diǎn)】牛頓第二定律；機(jī)械能守恒定律.

【專題】定量思想；方程法；機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專題；理解能力.

【分析】根據(jù)牛頓第二定律求解加速度，由此分析運(yùn)動(dòng)情況；下滑過(guò)程中摩擦力做負(fù)功,

由此分析機(jī)械能的變化；根據(jù)位移-時(shí)間關(guān)系分析同學(xué)們前后距離是否變化；各同學(xué)質(zhì)

量可能不同，由此分析重力沿斜面向下的分力是否相同。

【解答】解：A、設(shè)平直雪道的傾角為e,同學(xué)坐在輪胎上從靜止開始沿雪道下滑，做加

速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度為：a=理應(yīng)"1也吧2=gsin0-ugcos。，

m

又因?yàn)閁相同，所以同學(xué)們做加速度相同的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B、下滑過(guò)程中摩擦力做負(fù)功，雪道上的同學(xué)們機(jī)械能減小，故B錯(cuò)誤；

C、設(shè)前一個(gè)同學(xué)下滑時(shí)間to后，另一個(gè)同學(xué)開始下滑，根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)

2

間的關(guān)系可得前后兩個(gè)同學(xué)的間距△xu'a(t+)2--i-at=atto+lat^可知同學(xué)

們前后距離隨著時(shí)間t的不斷增大而增大，故C正確；

D、各同學(xué)質(zhì)量可能不同，所以重力沿雪道向下的分力為mgsin。也可能不相同，故D錯(cuò)

誤。

故選：Co

【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查牛頓第二定律的綜合應(yīng)用、機(jī)械能守恒定律等知識(shí)，關(guān)鍵是弄

清楚同學(xué)們運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況，由此確定運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)機(jī)械能守恒定律的守恒條

件分析機(jī)械能是否守恒。

II.（2021?浙江模擬）一個(gè)小鐵球在水面上方自由下落，然后進(jìn)入水中，設(shè)水面足夠深，小

鐵球在水面上方的運(yùn)動(dòng)可視為自由落體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入水中后，所受水的阻力與速度大小成

正比。現(xiàn)以水面為零勢(shì)能面，則小鐵球的速度V、小鐵球的重力勢(shì)能Ep、小球的動(dòng)能Ek

和小球的機(jī)械能E與下落高度h的關(guān)系圖像中可能正確的是（）

【考點(diǎn)】功能關(guān)系；機(jī)械能守恒定律.

【專題】定性思想；推理法；機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專題；推理能力.

【分析】小鐵球自由下落進(jìn)入水中后，若要減速，則先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，最后

達(dá)到勻速。在自由落體階段速度與下落高度不是成正比關(guān)系；動(dòng)能先均勻增大，在水中

開始減小且不均勻。現(xiàn)以水面為零勢(shì)能面，故重力勢(shì)能隨下落高度而線性減小，旦機(jī)械

能不趨向于0.

【解答】解：A、小鐵球自由下落進(jìn)入水中后，若要減速，則先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),

最后達(dá)到勻速。在自由落體階段速度與下落高度不是成正比關(guān)系，故A錯(cuò)；

B、重力勢(shì)能隨下落高度增加而線性減少，在水面上方與在水中對(duì)應(yīng)圖像的斜率應(yīng)相同，

故B錯(cuò)；

C、根據(jù)動(dòng)能定理，在水面上方有：mgh=Ek-0,知?jiǎng)幽芘c下落高度成正比，進(jìn)入水中

后，若一開始水的阻力大于重力，則先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，最后達(dá)到勻速，合外

力先減小，后為零，勻速時(shí)其動(dòng)能不隨下落高度的變化而變化，故C正確：

D、進(jìn)入水中后，小球的機(jī)械一定越來(lái)越少，但不會(huì)趨于零，故D錯(cuò)。

故選：Co

【點(diǎn)評(píng)】考查功能關(guān)系，根據(jù)動(dòng)能、重力勢(shì)能的表達(dá)式結(jié)合牛頓第二定律定性判斷其與

高度h的關(guān)系。注意機(jī)械能是動(dòng)能與勢(shì)能之和。

12.（2021?煙臺(tái)模擬）一個(gè)小球靜止放在水平地面上。從某個(gè)時(shí)刻開始，小球受到方向始終

豎直向上、大小可變的拉力作用，由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)。取水平地面為參考平面，運(yùn)動(dòng)

過(guò)程中小球的機(jī)械能E與小球經(jīng)過(guò)的路程上s的關(guān)系圖像如圖所示，其中圖像Osi段為

曲線，S1S2段為傾斜直線，s2s3段與橫軸平行。不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.小球路程為S1時(shí)，速度最大

B.在Osi段過(guò)程中，小球一直處于超重狀態(tài)

C.在SIS2段過(guò)程中，小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

D.在S2s3段過(guò)程中，小球做勻速運(yùn)動(dòng)

【考點(diǎn)】牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用■超重和失重；功能關(guān)系；機(jī)械能守恒定律.

【專題】定量思想；圖析法；功能關(guān)系能量守恒定律；分析綜合能力.

【分析】根據(jù)功能關(guān)系可知：除重力以外的其它力對(duì)小球所做的功等于小球機(jī)械能的增

量，分析知道圖象的斜率等于拉力；根據(jù)圖象斜率的變化情況分析拉力大小的變化，由

此分析小球的運(yùn)動(dòng)情況。

E

【解答】解：拉力做的功等于小球機(jī)械能的變化，則有：AE=FA,所以F=△即

S旗'

E-s圖象的斜率表示拉力F。

A、根據(jù)E-s圖象可知，O?si過(guò)程中拉力做正功、si?S2過(guò)程中拉力做負(fù)功，由于拉力

F的方向始終向上，所以O(shè)?s過(guò)程中小球向上運(yùn)動(dòng)、si?S2過(guò)程中小球向下運(yùn)動(dòng)，則在

si處小球的速度為零，故A錯(cuò)誤；

B、Os】過(guò)程中小球先向上減速運(yùn)動(dòng)、后減速運(yùn)動(dòng)，所以小球先超重、后失重，故B錯(cuò)誤;

C、在sis2段過(guò)程中，E-s圖象的斜率恒定，說(shuō)明拉力F恒定、則小球的加速度為定值,

小球向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確；

D、在S2s3段過(guò)程中，E不變，說(shuō)明小球只受重力，小球做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng),

故D錯(cuò)誤。

故選：Co

【點(diǎn)評(píng)】運(yùn)用功能關(guān)系分析出：E-x圖象的斜率的絕對(duì)值等于小球所受拉力的大小是解

答本題的關(guān)鍵，要通過(guò)分析小球的受力情況，來(lái)判斷小球的運(yùn)動(dòng)情況，分析時(shí)要注意拉

力與重力的大小關(guān)系.

13.（2021?桃城區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，在傾角為0=30。的光滑斜面的底端有一個(gè)固定擋

板，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的兩端分別拴接在固定擋板和質(zhì)量為m的小物體B上，質(zhì)

量為2m的小物體A與B靠在一起處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知彈簧的彈性勢(shì)能為Epx2,

其中x為彈簧的形變量，不計(jì)空氣阻力。現(xiàn)用一沿斜面向上的恒力F=2mg（g為重力加

速度）拉動(dòng)小物體A使其向卜運(yùn)動(dòng),當(dāng)小物體A、B恰好分離時(shí).小物體A的速度大小

為（）

【考點(diǎn)】牛頓第二定律；功能關(guān)系.

【專題】定量思想；方程法；功能關(guān)系能量守恒定律；推理能力.

【分析】靜止時(shí)對(duì)A和B根據(jù)平衡條件求解彈簧的壓縮量，A、B恰好分離時(shí)二者之間

的彈力為零具有相同的加速度和速度，根據(jù)牛頓第二定律求解彈簧的壓縮量，根據(jù)功能

關(guān)系列方程求解速度大小。

【解答】解：設(shè)