2020年高考物理試題分類匯編 機(jī)械能（通用）

《2020年高考物理試題分類匯編 機(jī)械能（通用）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年高考物理試題分類匯編 機(jī)械能（通用）（15頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

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 D．t3時(shí)刻物塊A的動能最大 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，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，在t2時(shí)刻加速度最大，B正確，C錯誤；在t1～t3物塊一直做加速運(yùn)動，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。

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；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，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)恰好對軌道沒有壓力。已知=2,重力加速度為，則小球從到的運(yùn)動過程中 ( )

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。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)所在平面為零勢能面，易知機(jī)械能減少量，B錯。由動能定理知合外力做功W=,C錯。根據(jù)動能定理，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)動能增加量的比值是 答案 ；CD 解析：由動量定理求出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秒動能增加量分別為：、，比值：4：5 9．(2020全國理綜).（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)的動能最??？動能的最小值為多少？ 【解析】 （1） 平拋運(yùn)動的分解：

8、，，得平拋運(yùn)動的軌跡方程，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)的動能最小，動能的最小值為。 （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段長為l，與物塊間的動摩擦因數(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；長為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，帶動滑桿作水平運(yùn)動，滑桿的速度-時(shí)間圖像如圖18（b）所示。A在滑桿推動下運(yùn)動，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)動的加速度大小為a,由牛頓第二定律及運(yùn)動學(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，用一臺電動機(jī)通過傳動效率為80%的皮帶，帶動

11、效率為60%的離心水泵工作。工作電壓為380V，此時(shí)輸入電動機(jī)的電功率為9kW，電動機(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)電動機(jī)的電功率為P，則P=UI ① 設(shè)電動機(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能為△Ep，則△Ep=Mgh ⑤ 設(shè)電動機(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小； （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， 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，它與左右兩邊的臺面等高

14、，并能平滑對接。傳送帶始終以u=2m/s 的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。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)都會立即被鎖定，而當(dāng)他們再次碰撞前鎖定被解除，試求出物塊B第n次碰撞后運(yùn)動的速度大小。 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。 設(shè)B一直減速滑過傳送帶的速度為 由動能定理的 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?；蟼魉蛶Ш笞鲈谀Σ亮Φ淖饔孟聹p速，設(shè)向左減速的最大位移為，由動能定理得： 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向左返回到平臺上時(shí)速度大小仍為。由于第二次碰撞仍為對心彈性碰撞，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）為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數(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)，分別測量OP、OQ的長度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釋放后會撞到滑輪，請?zhí)岢鰞蓚€解決方案； （2）請根據(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)動能定理，有， 在B落地后，A運(yùn)動到Q，據(jù)動能定理，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，與槽間的滑動摩擦力恒為f，輕桿向右移動不超過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l/4，輕桿與槽間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，

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）輕桿開始移動時(shí)，彈簧的彈力 ① 且 ② 解得 ③ （2）設(shè)輕桿移動前小車對彈簧所做的功為W，則小車從撞擊到停止的過程中，動能定理 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)測量儀， 可測量輪胎與地面間動摩擦因數(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， 擺錘重心到O點(diǎn)的距離為L.測量時(shí)，測量儀固定于水 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力的小船沿直線拖向岸邊。已知拖動纜繩的電動機(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；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測試遮光片經(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)動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為____。動能的增加量可表示為_ _。若在運(yùn)動過程中機(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)，在答題卡上對應(yīng)圖2位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個數(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