2022年《機(jī)械能守恒定律》高考物理試題分類匯編

2022年《機(jī)械能守恒定律》高考物理試題分類匯編［2022?重慶卷］某車以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛，受到的阻力分別為車重的k1和k2倍，最大速率分別為vl和v2，則()k1k2A?v2=k1v1B?v2=v1C?v2=v1D?v2=k2v1k2k12.B［解析］本題考查機(jī)車啟動(dòng)過(guò)程中功率的相關(guān)知識(shí).機(jī)車在不同的路面以相同的功率按最大速度行駛，可推斷機(jī)車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，由公式P=Fv,F=kmg,kl可推出P=k1mgv1=k2mgv2，解得v2=v1,故B正確，A、C、D錯(cuò)誤.k2(2022?武漢11月調(diào)研)關(guān)于功和能的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()A.物體受拉力作用向上運(yùn)動(dòng)，拉力做的功是1J，則物體重力勢(shì)能的增加量也是1JB.—個(gè)重10N的物體，在15N的水平拉力的作用下，分別在光滑水平面和粗糙水平面上發(fā)生相同的位移，拉力做的功相等一輛汽車的速度從10km/h增加到20km/h，或從50km/h增加到60km/h，兩種情況下?tīng)恳ψ龅墓σ粯佣唷吧裰凼?hào)”載人飛船的返回艙在大氣層以外向著地球做無(wú)動(dòng)力飛行的過(guò)程中，機(jī)械能增大B［解析］物體向上運(yùn)動(dòng)，重力以外的力(拉力)做功J，機(jī)械能的增加量為1J，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由W=Flcoa知，水平拉力F和位移某均相同，拉力做的功相等，選項(xiàng)B正確；由動(dòng)能定理可知，一輛汽車的速度從10km/h加速到20km/h比從50km/h加速到60km/h合外力做的功少，牽引力做功無(wú)法比較，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；“神舟十號(hào)”載人飛船的返回艙在大氣層以外僅在引力作用下運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.(2022?云南師大附中月考)如圖某8-1所示，水平路面上有一輛質(zhì)量為M的汽車，車廂中有一個(gè)質(zhì)量為m的人正用恒力F向前推車廂，在車以加速度a向前加速行駛距離L的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()圖某8-1A.人對(duì)車的推力F做的功為FLB.人對(duì)車做的功為maLC.車對(duì)人的作用力大小為maD.車對(duì)人的摩擦力做的功為(F+ma)LAD［解析］由做功的定義可知選項(xiàng)A正確；對(duì)人進(jìn)行受力分析，人受重力以及車對(duì)人的力，合力的大小為ma，方向水平向左，故車對(duì)人的作用力大小應(yīng)為(ma)2+(mg)2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；上述過(guò)程重力不做功，合外力對(duì)人做的功為maL，所以車對(duì)人做的功為maL，由相互作用力及人、車的位移相同可確定，人對(duì)車做的功為一maL，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)人由牛頓第二定律知，在水平方向上有f—F=ma，摩擦力做的功為(F+ma)L，選項(xiàng)D正確.(2022?廣州調(diào)研)同一輛貨車兩次勻速駛上同一坡路，在空載時(shí)上坡的速度為v1，牽引力為F1；在滿載時(shí)上坡的速度為v2,牽引力為F2.已知兩次上坡過(guò)程該貨車的輸出功率相同，則()A．v1>v2B．v1<v2C．F1>F2D．F1<F23?AD［解析］貨車勻速上坡時(shí)的牽引力F=mgin0+umgco6,空載時(shí)的牽引力F1小于滿載時(shí)的牽引力F2,選項(xiàng)D正確；由P=Fv相同可知vl〉v2，選項(xiàng)A正確．(2022?福州期末)如圖某8-2所示，卡車通過(guò)定滑輪以恒定的功率P0拉繩，牽引河中的小船沿水面運(yùn)動(dòng)，已知小船的質(zhì)量為m,沿水面運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力為f且保持不變，當(dāng)繩A0段與水面的夾角為e時(shí)，小船的速度為v,不計(jì)繩子與滑輪的摩擦，則此時(shí)小船的加速度等于()圖某8-2P0fP0fA.－B.co2e－mvmmvmfP0C.D.mmv4.A［解析］設(shè)繩子的拉力為F,功率P0=Fvcoe，對(duì)小船，由牛頓第二定律得加速Fcoe—fP0f度a==―，選項(xiàng)A正確.mmvm(2022?重慶五區(qū)調(diào)研)在一段平直的公路上，質(zhì)量為2某103kg的汽車從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)2,速度達(dá)到10m/.隨后汽車以P=6某104W的額定功率沿平直公路繼續(xù)前進(jìn)，又經(jīng)過(guò)50達(dá)到最大速度.設(shè)汽車所受的阻力恒定，大小為1.5某103N.求：汽車行駛的最大速度的大?。黄嚨乃俣葹?0m/時(shí)的加速度大小；(3)汽車從靜止到達(dá)到最大速度所經(jīng)過(guò)的路程.9.(1)40m/(2)0.75m/2(3)1010m［解析］(1)由P=fvm解得汽車行駛最大速度P6某104vm==m/=40m/.f1.5某103(2)由P=Fv解得P6某104牽引力F==N=3某103Nv20F_f3某103-1.5某103加速度a==m/2=0.75m/2.m2某103v1(3)由某1=t1解得勻加速運(yùn)動(dòng)的位移某1=10m2對(duì)以額定功率前進(jìn)的過(guò)程由動(dòng)能定理，有112Pt2_f某2=mv2m_mv122解得功率恒定段的位移某2=1000m汽車從靜止到達(dá)到最大速度所經(jīng)過(guò)的路程某=某1+某2=1010m.動(dòng)能動(dòng)能定理［2022?天津卷］如圖所示，水平地面上靜止放置一輛小車A,質(zhì)量mA=4kg,上表面光滑，小車與地面間的摩擦力極小，可以忽略不計(jì).可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B置于A的最右端，B的質(zhì)量mB=2kg.現(xiàn)對(duì)A施加一個(gè)水平向右的恒力F=10N，A運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小車左端固定的擋板與B發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，碰撞后經(jīng)時(shí)間t=0.6，二者的速度達(dá)到vt=2m/.求：(1)A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大??；(3)A的上表面長(zhǎng)度1.10．(1)2.5m/2(2)1m/(3)0.45m［解析］(1)以A為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有F=mAa①代入數(shù)據(jù)解得a=2.5m/2②(2)對(duì)A、B碰撞后共同運(yùn)動(dòng)七=0.6的過(guò)程，由動(dòng)量定理得Ft=(mA+mB)vt—(mA+mB)v③代入數(shù)據(jù)解得v=lm/④設(shè)A、B發(fā)生碰撞前，A的速度為vA,對(duì)A、B發(fā)生碰撞的過(guò)程，由動(dòng)量守恒定律有mAvA=(mA+mB)v⑤A從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到與B發(fā)生碰撞前，由動(dòng)能定理有1FI=mAv2A⑥2由④⑤⑥式，代入數(shù)據(jù)解得l=0.45m⑦12.[2022?天津卷]同步加速器在粒子物理研究中有重要的應(yīng)用，其基本原理簡(jiǎn)化為如圖所示的模型.M、N為兩塊中心開(kāi)有小孔的平行金屬板.質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子A(不計(jì)重力)從M板小孔飄入板間，初速度可視為零.每當(dāng)A進(jìn)入板間，兩板的電勢(shì)差變?yōu)閁，粒子得到加速,當(dāng)A離開(kāi)N板時(shí)，兩板的電荷量均立即變?yōu)榱?兩板外部存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A在磁場(chǎng)作用下做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，R遠(yuǎn)大于板間距離.A經(jīng)電場(chǎng)多次加速，動(dòng)能不斷增大，為使R保持不變，磁場(chǎng)必須相應(yīng)地變化．不計(jì)粒子加速時(shí)間及其做圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電磁輻射，不考慮磁場(chǎng)變化對(duì)粒子速度的影響及相對(duì)論效應(yīng)．求：（1）A運(yùn)動(dòng)第1周時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bl的大??；.（2）在人運(yùn)動(dòng)第n周的時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力做功的平均功率Pn；（3）若有一個(gè)質(zhì)量也為m、電荷量為+kq（k為大于1的整數(shù)）的粒子B（不計(jì)重力）與A同時(shí)從M板小孔飄入板間，A、B初速度均可視為零，不計(jì)兩者間的相互作用，除此之外，其他條件均不變．下圖中虛線、實(shí)線分別表示A、B的運(yùn)動(dòng)軌跡.在B的軌跡半徑遠(yuǎn)大于板間距離的前提下，請(qǐng)指出哪個(gè)圖能定性地反映A、B的運(yùn)動(dòng)軌跡，并經(jīng)推導(dǎo)說(shuō)明理由.ABCD910.在如圖所示的豎直平面內(nèi)，水平軌道CD和傾斜軌道GH與半徑r=m的光滑圓44弧軌道分別相切于D點(diǎn)和G點(diǎn)，GH與水平面的夾角0=37°.過(guò)G點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面左側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.25T；過(guò)D點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面右側(cè)有勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度E=1某104N/C.小物體P1質(zhì)量m=2某103kg、電荷量q=+8某106C，受到水平向右的推力F=9.98某103N的作用，沿CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)D點(diǎn)后撤去推力．當(dāng)P1到達(dá)傾斜軌道底端G點(diǎn)時(shí)，不帶電的小物體P2在GH頂端靜止釋放，經(jīng)過(guò)時(shí)間t=0.1與Pl相遇.P1與P2與軌道CD、GH間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為卩=0.5,g取10m/2,in37°=0.6,co37°=0.8，物體電荷量保持不變，不計(jì)空氣阻力．求：(1)小物體P1在水平軌道CD上運(yùn)動(dòng)速度v的大?。?2)傾斜軌道GH的長(zhǎng)度.10.(1)4m/(2)0.56m［解析］(1)設(shè)小物體P1在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為v,受到向上的