2020年高考物理試題分類匯編 機(jī)械能（通用）

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1、2020年高考物理試題分類匯編：機(jī)械能 1 （2020福建卷）如圖，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪（不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦）。初始時(shí)刻，A、B處于同一高度并恰好靜止?fàn)顟B(tài)。剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊 A．速率的變化量不同 B．機(jī)械能的變化量不同 C．重力勢(shì)能的變化量相同 D．重力做功的平均功率相同 答案：D 2．（2020天津卷）.如圖甲所示，靜止在水平地面的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則

2、 A．0 – t1時(shí)間內(nèi)F的功率逐漸增大 B．t2時(shí)刻物塊A的加速度最大 C．t2時(shí)刻后物塊A做反向運(yùn)動(dòng) D．t3時(shí)刻物塊A的動(dòng)能最大 解析：由F與t的關(guān)系圖像0～t1拉力小于最大靜摩擦力物塊靜止F的功率為0，A錯(cuò)誤；在t1～t2階段拉力大于最大靜摩擦力物塊做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，在t2～t3階段拉力大于最大靜摩擦力物塊做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，在t2時(shí)刻加速度最大，B正確，C錯(cuò)誤；在t1～t3物塊一直做加速運(yùn)動(dòng)，在t3～t4拉力小于最大靜摩擦力物塊開始減速，在時(shí)刻速度最大，動(dòng)能最大，D正確。答案BD。 3．（2020上海卷）．質(zhì)量相等的均質(zhì)柔軟細(xì)繩A、B平放于水平地面，繩A較長(zhǎng)。

3、分別捏住兩繩中點(diǎn)緩慢提起，直到全部離開地面，兩繩中點(diǎn)被提升的高度分別為hA、hB，上述過程中克服重力做功分別為WA、WB。若（ ） （A）hA＝hB，則一定有WA＝WB （B）hA＞hB，則可能有WA＜WB （C）hA＜hB，則可能有WA＝WB （D）hA＞hB，則一定有WA＞W(wǎng)B 答案：B 4．（2020上海卷）．如圖，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B用不可伸長(zhǎng)的細(xì)軟輕線連接，跨過固定在地面上半徑為R有光滑圓柱，A的質(zhì)量為B的兩倍。當(dāng)B位于地面時(shí)，A恰與圓柱軸心等高。將A由靜止釋放，B上升的最大高度是（ ） （A）2R （B）5R/3 （C）4R/3 （D）2R/3

4、答案： C， 5．（2020上海卷）．位于水平面上的物體在水平恒力F1作用下，做速度為v1的勻速運(yùn)動(dòng)；若作用力變?yōu)樾泵嫔系暮懔2，物體做速度為v2的勻速運(yùn)動(dòng)，且F1與F2功率相同。則可能有（ ） （A）F2＝F1，v1＞v2 （B）F2＝F1，v1＜v2 （C）F2＞F1，v1＞v2 （D）F2＜F1，v1＜v2 答案：B、D， 6．（2020安徽卷）.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為的圓弧軌道，半徑水平、豎直，一個(gè)質(zhì)量為的小球自的正上方點(diǎn)由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)恰好對(duì)軌道沒有壓力。已知=2,重力加速度為，則小球從到的運(yùn)動(dòng)過程中 ( )

5、 O B R 2R P A A. 重力做功 B. 機(jī)械能減少 C. 合外力做功 D. 克服摩擦力做功 16D； 解析：小球從P到B高度下降R，故重力做功mgR，A錯(cuò)。在B點(diǎn)小球?qū)壍狼『脽o壓力，由重力提供向心力得，取B點(diǎn)所在平面為零勢(shì)能面，易知機(jī)械能減少量，B錯(cuò)。由動(dòng)能定理知合外力做功W=,C錯(cuò)。根據(jù)動(dòng)能定理，可得，D選項(xiàng)正確。 B A F O 7．（2020江蘇卷）．如圖所示，細(xì)線的一端固定于O點(diǎn)，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在此過程中拉力的瞬時(shí)功率變化情況是 A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先

6、增大，后減小 D．先減小，后增大． 【解析】設(shè)F與速度的夾角為，則，力的分解，在切線上（速度方向上）合力為0，即，所以，隨增大，P增大。 【答案】A 8．（2020海南卷）.一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從t=0時(shí)起，第1秒內(nèi)受到2N的水平外力作用，第2秒內(nèi)受到同方向的1N的外力作用。下列判斷正確的是 A. 0～2s內(nèi)外力的平均功率是W B.第2秒內(nèi)外力所做的功是J C.第2秒末外力的瞬時(shí)功率最大 D.第1秒內(nèi)與第2秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加量的比值是 答案 ；CD 解析：由動(dòng)量定理求出1s末、2s末速度分別為：v1=2m/s、v2=3m/s 故合力做功為w=功率

7、為 1s末、2s末功率分別為：4w、3w 第1秒內(nèi)與第2秒動(dòng)能增加量分別為：、，比值：4：5 9．(2020全國(guó)理綜).（20分） 一探險(xiǎn)隊(duì)員在探險(xiǎn)時(shí)遇到一山溝，山溝的一側(cè)豎直，另一側(cè)的坡面呈拋物線形狀。此隊(duì)員從山溝的豎直一側(cè)，以速度v0沿水平方向跳向另一側(cè)坡面。如圖所示，以溝底的O點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系Oxy。已知，山溝豎直一側(cè)的高度為2h，坡面的拋物線方程為y=，探險(xiǎn)隊(duì)員的質(zhì)量為m。人視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，重力加速度為g。 （1） 求此人落到破面試的動(dòng)能； （2） 此人水平跳出的速度為多大時(shí)，他落在坡面時(shí)的動(dòng)能最??？動(dòng)能的最小值為多少？ 【解析】 （1） 平拋運(yùn)動(dòng)的分解：

8、，，得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡方程，此方程與坡面的拋物線方程為y=的交點(diǎn)為，。 根據(jù)機(jī)械能守恒， 解得 （3） （2）求關(guān)于的導(dǎo)數(shù)并令其等于0，解得當(dāng)此人水平跳出的速度為時(shí)，他落在坡面時(shí)的動(dòng)能最小，動(dòng)能的最小值為。 （4） 10．（2020廣東卷）.（18分） 圖18（a）所示的裝置中，小物塊A、B質(zhì)量均為m，水平面上PQ段長(zhǎng)為l，與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，其余段光滑。初始時(shí)，擋板上的輕質(zhì)彈簧處于原長(zhǎng)；長(zhǎng)為r的連桿位于圖中虛線位置；A緊靠滑桿（A、B間距大于2r）。隨后，連桿以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滑桿作水平運(yùn)動(dòng)，滑桿的速度-時(shí)間圖像如圖18（b）所示。A在滑桿推動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，并在脫離滑桿后與

9、靜止的B發(fā)生完全非彈性碰撞。 （1）求A脫離滑桿時(shí)的速度uo，及A與B碰撞過程的機(jī)械能損失ΔE。 （2）如果AB不能與彈簧相碰，設(shè)AB從P點(diǎn)到運(yùn)動(dòng)停止所用的時(shí)間為t1，求ω得取值范圍，及t1與ω的關(guān)系式。 （3）如果AB能與彈簧相碰，但不能返回道P點(diǎn)左側(cè)，設(shè)每次壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為Ep，求ω的取值范圍，及Ep與ω的關(guān)系式（彈簧始終在彈性限度內(nèi)）。 答案： 解：（1）由題知，A脫離滑桿時(shí)的速度uo=ωr 設(shè)A、B碰后的速度為v1，由動(dòng)量守恒定律 m uo=2m v1 A與B碰撞過程損失的機(jī)械能 解得 （2）AB不能與彈

10、簧相碰，設(shè)AB在PQ上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律 v1=at1 由題知 聯(lián)立解得 （3）AB能與彈簧相碰 不能返回道P點(diǎn)左側(cè) 解得 AB在的Q點(diǎn)速度為v2，AB碰后到達(dá)Q點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理 AB與彈簧接觸到壓縮最短過程，由能量守恒 解得 11.（2020四川卷）．（16分） 四川省“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃指出，若按現(xiàn)有供水能力測(cè)算，我省供水缺口極大，蓄引提水是目前解決供水問題的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，進(jìn)入蓄水池，用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)效率為80%的皮帶，帶動(dòng)

11、效率為60%的離心水泵工作。工作電壓為380V，此時(shí)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率為9kW，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.4Ω。已知水的密度為1×l03kg/m3，重力加速度取10m/s2。求： (1)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率； (2)將蓄水池蓄入864m3的水需要的時(shí)間（不計(jì)進(jìn)、出水口的水流速度）。 23．解： (l)設(shè)電動(dòng)機(jī)的電功率為P，則P=UI ① 設(shè)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r上消耗的熱功率為Pr，則Pr=I2r ② 代入數(shù)據(jù)解得Pr=1×103W ③ 說明：①③式各2分，②式3分。 (2)設(shè)蓄水總質(zhì)量為M，所用抽水時(shí)間為t。已知抽水高度為h，容積為V，水的密度

12、為ρ，則 M=ρV ④ 設(shè)質(zhì)量為M的河水增加的重力勢(shì)能為△Ep，則△Ep=Mgh ⑤ 設(shè)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P0，則P0=P-Pr ⑥ 根據(jù)能量守恒定律得 P0t×60%×80%=△Ep ⑦ 代人數(shù)據(jù)解得 t=2×l04s ⑧ 說明：④⑤式各1分，⑥⑧式各2分，⑦式3分。 Oo v(m/s) 0.5 4 t(s) 12.（2020安徽卷）.（14分）質(zhì)量為0.1 kg 的彈性球從空中某高度由靜止開始下落，該下落過程對(duì)應(yīng)的圖象如圖所示。球與水平地面相碰后離開地面時(shí)的速度大小為碰撞前的3/4。該球受到的

13、空氣阻力大小恒為，取=10 m/s2, 求： （1）彈性球受到的空氣阻力的大??； （2）彈性球第一次碰撞后反彈的高度。 22. (1)0.2N；(2)0.375m 解析：(1)由v—t圖像可知:小球下落作勻加速運(yùn)動(dòng)， 由牛頓第二定律得： 解得 (2)由圖知：球落地時(shí)速度，則反彈時(shí)速度 設(shè)反彈的加速度大小為a＇，由動(dòng)能定理得 解得 13.（2020安徽卷）.（20分） A ⊙ ⊙ B h l u=2m/s 如圖所示，裝置的左邊是足夠長(zhǎng)的光滑水平面，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接著質(zhì)量 M=2kg的小物塊A。裝置的中間是水平傳送帶，它與左右兩邊的臺(tái)面等高

14、，并能平滑對(duì)接。傳送帶始終以u(píng)=2m/s 的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。裝置的右邊是一光滑的曲面，質(zhì)量m=1kg的小物塊B從其上距水平臺(tái)面h=1.0m處由靜止釋放。已知物塊B與傳送帶之間的摩擦因數(shù) μ=0.2,l =1.0m。設(shè)物塊A、B中間發(fā)生的是對(duì)心彈性碰撞，第一次碰撞前物塊A靜止且處于平衡狀態(tài)。取g=10m/s2。 （1） 求物塊B與物塊A第一次碰撞前的速度大??； (2)通過計(jì)算說明物塊B與物塊A第一次碰撞后能否運(yùn)動(dòng)到右邊曲面上？ (3)如果物塊A、B每次碰撞后，物塊A再回到平衡位置時(shí)都會(huì)立即被鎖定，而當(dāng)他們?cè)俅闻鲎睬版i定被解除，試求出物塊B第n次碰撞后運(yùn)動(dòng)的速度大小。 答案： .（1

15、）4m/s （2）不能滑到右邊的曲面上 （3） 解：（1）設(shè)B滑到曲面底部速度為v,根據(jù)機(jī)械能守恒定律， 得 由于＞u,B在傳送帶上開始做勻減速運(yùn)動(dòng)。 設(shè)B一直減速滑過傳送帶的速度為 由動(dòng)能定理的 解得 由于仍大于u，說明假設(shè)成立，即B與A碰前速度為4m/s （2） 設(shè)地一次碰后A的速度為，B的速度為，取向左為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械等守恒定律得： 解得 上式表明B碰后以的速度向右反彈。滑上傳送帶后做在摩擦力的作用下減速，設(shè)向左減速的最大位移為，由動(dòng)能定理得： 解得 因，故B不能滑上右邊曲面。 （3）B的速度減為零后，將在傳送帶的帶動(dòng)下向左勻加速

16、，加速度與向右勻減速時(shí)相同，且由于小于傳送帶的速度u，故B向左返回到平臺(tái)上時(shí)速度大小仍為。由于第二次碰撞仍為對(duì)心彈性碰撞，故由（2）中的關(guān)系可知碰后B仍然反彈，且碰后速度大小仍為B碰前的，即 同理可推：B每次碰后都將被傳送帶帶回與A發(fā)生下一次碰撞。則B與A碰撞n次后反彈，速度大小為。 14.（2020江蘇卷）．（10分）為測(cè)定木塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，小亮設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)木塊A位于水平桌面上的O點(diǎn)時(shí)，重物B剛好接觸地面，將A拉到P點(diǎn)，待B穩(wěn)定后靜止釋放，A最終滑到Q點(diǎn)，分別測(cè)量OP、OQ的長(zhǎng)度h和s，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，分別記錄幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) （1）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，發(fā)現(xiàn)

17、A釋放后會(huì)撞到滑輪，請(qǐng)?zhí)岢鰞蓚€(gè)解決方案； （2）請(qǐng)根據(jù)下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出s-h關(guān)系圖像 h（cm） 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 s（cm） 19.5 28.5 39.0 48.0 56.5 （3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得A、B的質(zhì)量分別為m=0.40kg、M=0.50kg，根據(jù)s-h圖像可計(jì)算出A木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=__________（結(jié)果保留一位有效數(shù)字） （4）實(shí)驗(yàn)中，滑輪軸的摩擦?xí)?dǎo)致μ的測(cè)量結(jié)果_________（選填“偏大”、或“偏小” 【解析】（3）在B下落至臨落地時(shí)，據(jù)動(dòng)能定理，有， 在B落地后，A運(yùn)動(dòng)到Q，據(jù)動(dòng)能定理，有，解得：

18、。將，代入得=，從圖象得斜率，即，代入上式得。 本題易錯(cuò)點(diǎn)：認(rèn)為A/B末速度都為0，根據(jù)，解得。 （4）滑輪組的摩擦?xí)?dǎo)致偏小，從而偏大。 【答案】（1）減小B的質(zhì)量，增加細(xì)線的長(zhǎng)度，或增大A的質(zhì)量，降低B的起始高度。 （2）如圖 （3）0.4 （4）偏大 m v l 輕桿 15.（2020江蘇卷）．（16分）某緩沖裝置的理想模型如圖所示，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連，輕桿可在固定的槽內(nèi)移動(dòng)，與槽間的滑動(dòng)摩擦力恒為f，輕桿向右移動(dòng)不超過l時(shí)，裝置可安全工作，一質(zhì)量為m的小車若以速度v0撞擊彈簧，將導(dǎo)致輕桿向右移動(dòng)l/4，輕桿與槽間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，

19、且不計(jì)小車與地面的摩擦。 （1）若彈簧的勁度系數(shù)為k，求輕桿開始移動(dòng)時(shí)，彈簧的壓縮量x； （2）為這使裝置安全工作，允許該小車撞擊的最大速度vm （3）討論在裝置安全工作時(shí)，該小車彈回速度vˊ與撞擊速度v的關(guān)系 【答案】 （1）輕桿開始移動(dòng)時(shí)，彈簧的彈力 ① 且 ② 解得 ③ （2）設(shè)輕桿移動(dòng)前小車對(duì)彈簧所做的功為W，則小車從撞擊到停止的過程中，動(dòng)能定理 小車以撞擊彈簧時(shí) ④ 小車以撞擊彈簧時(shí) ⑤ 解 ⑥ （3）設(shè)輕桿恰好移動(dòng)時(shí)，小車撞擊速度為， ⑦ 由④⑦解得 當(dāng)時(shí)， 當(dāng)時(shí)，。 16.（202

20、0重慶卷）．（16分）題23圖所示為一種擺式摩擦因數(shù)測(cè)量?jī)x， 可測(cè)量輪胎與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)，其中主要部件有：底 部固定有輪胎橡膠片的擺錘和連接擺錘的輕質(zhì)細(xì)桿。擺 錘的質(zhì)量為m，細(xì)桿可繞軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)， 擺錘重心到O點(diǎn)的距離為L(zhǎng).測(cè)量時(shí)，測(cè)量?jī)x固定于水 平地面，將擺錘從與0等高的位置由靜止釋放。擺錘到 最低點(diǎn)附近時(shí)，橡膠片緊壓地面擦過一小段距離s(s<

21、3．（16分） ⑴損失的機(jī)械能ΔE= mgL ⑵摩擦力做的功= -mgL ⑶動(dòng)摩擦因數(shù)μ= mgL/FS 17.（2020福建卷）.（19分） 如圖，用跨過光滑定滑輪的纜繩將海面上一搜失去動(dòng)力的小船沿直線拖向岸邊。已知拖動(dòng)纜繩的電動(dòng)機(jī)功率恒為P，小船的質(zhì)量為m，小船受到的阻力大小恒為f，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度大小為，小船從A點(diǎn)沿直線加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)經(jīng)歷時(shí)間為t1，A、B兩點(diǎn)間距離為d,纜繩質(zhì)量忽略不計(jì)。求： （1）小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的全過程克服阻力做的功； （2）小船經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小； （3）小船經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的加速度大小a。 21答案： 18.（2020海南

22、卷）.現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)試遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t，用d表示A點(diǎn)到導(dǎo)軌低端C點(diǎn)的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A ,B 兩點(diǎn)的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作圖； （1）若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從A運(yùn)動(dòng)至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量可表示為____。動(dòng)能的增加量可表示為_ _。若在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，與s的關(guān)系式為= __ (2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)（A點(diǎn)）下滑，測(cè)量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如下表所示： 以s為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在答題卡上對(duì)應(yīng)圖2位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該直線的斜率k=________2.40___(保留3位有效數(shù)字) 由測(cè)得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出直線的斜率，將k和進(jìn)行比較，若其差值在試驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此試驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。 答案：（1）、、 （2）2.40