專題06+機(jī)械能守恒定律+能量守恒定律（練習(xí)）-【含解析】2025年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新高考用）

專題06+機(jī)械能守恒定律+能量守恒定律（練習(xí)）-【含解析】2025年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新高考通用）專題06機(jī)械能守恒定律能量守恒定律目錄TOC\o"1-2"\h\z\u01模擬基礎(chǔ)練 2題型一機(jī)械能及其守恒的判斷和簡(jiǎn)單應(yīng)用 2題型二多物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化及守恒 4題型三機(jī)械能相關(guān)的圖象類問(wèn)題 8題型四涉及摩擦力的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題 11題型五能量的轉(zhuǎn)化與守恒綜合類問(wèn)題 1502重難創(chuàng)新練 19題型六涉及彈簧的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題 19

題型一機(jī)械能及其守恒的判斷和簡(jiǎn)單應(yīng)用1．（2024·重慶·高考真題）2024年5月3日，嫦娥六號(hào)探測(cè)成功發(fā)射，開啟月球背面采樣之旅，探測(cè)器的著陸器上升器組合體著陸月球要經(jīng)過(guò)減速、懸停、自由下落等階段。則組合體著陸月球的過(guò)程中（

）A．減速階段所受合外力為0 B．懸停階段不受力C．自由下落階段機(jī)械能守恒 D．自由下落階段加速度大小g=9.8m/s22．（2023·遼寧·高考真題）某大型水陸兩棲飛機(jī)具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演練中，該飛機(jī)在水面上由靜止開始勻加速直線滑行并汲水，速度達(dá)到v?=80m/s時(shí)離開水面，該過(guò)程滑行距離L=1600m、汲水質(zhì)量m=1.0×10?kg。離開水面后，飛機(jī)攀升高度h=100m時(shí)速度達(dá)到v?=100m/s，之后保持水平勻速飛行，待接近目標(biāo)時(shí)開始空中投水。取重力加速度g=10m/s2。求：（1）飛機(jī)在水面滑行階段的加速度a的大小及滑行時(shí)間t；（2）整個(gè)攀升階段，飛機(jī)汲取的水的機(jī)械能增加量ΔE。

3．（2025·云南·模擬預(yù)測(cè)）游樂(lè)項(xiàng)目“滑草”的模型如圖所示，某質(zhì)量m=80kg的游客（包括滑板，可視為質(zhì)點(diǎn)）由靜止從距水平滑道高h(yuǎn)=20m的P點(diǎn)沿坡道PM滑下，滑到坡道底部M點(diǎn)后進(jìn)入水平減速滑道MN，在水平滑道上勻減速滑行了l=9.0m后停止，水平滑行時(shí)間t=3.0s，取重力加速度大小g=10m/s2，求：(1)該游客滑到M點(diǎn)的速度大小和滑板與水平滑道MN之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)該游客（包括滑板）從P點(diǎn)滑到M點(diǎn)的過(guò)程中損失的機(jī)械能。

題型二多物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化及守恒4．（2023·北京·高考真題）如圖所示，質(zhì)量為m的小球A用一不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方的光滑桌面上有一個(gè)與A完全相同的靜止小球B，B距O點(diǎn)的距離等于繩長(zhǎng)L?，F(xiàn)將A拉至某一高度，由靜止釋放，A以速度v在水平方向和B發(fā)生正碰并粘在一起。重力加速度為g。求：（1）A釋放時(shí)距桌面的高度H；（2）碰撞前瞬間繩子的拉力大小F；（3）碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能。

5．（2023·浙江·高考真題）為了探究物體間碰撞特性，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。水平直軌道AB、CD和水平傳送帶平滑無(wú)縫連接，兩半徑均為的四分之一圓周組成的豎直細(xì)圓弧管道DEF與軌道CD和足夠長(zhǎng)的水平直軌道FG平滑相切連接。質(zhì)量為3m的滑塊b與質(zhì)量為2m的滑塊c用勁度系數(shù)的輕質(zhì)彈簧連接，靜置于軌道FG上?，F(xiàn)有質(zhì)量的滑塊a以初速度從D處進(jìn)入，經(jīng)DEF管道后，與FG上的滑塊b碰撞（時(shí)間極短）。已知傳送帶長(zhǎng)，以的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊a與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其它摩擦和阻力均不計(jì)，各滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，彈簧的彈性勢(shì)能（x為形變量）。（1）求滑塊a到達(dá)圓弧管道DEF最低點(diǎn)F時(shí)速度大小vF和所受支持力大小FN；（2）若滑塊a碰后返回到B點(diǎn)時(shí)速度，求滑塊a、b碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能；（3）若滑塊a碰到滑塊b立即被粘住，求碰撞后彈簧最大長(zhǎng)度與最小長(zhǎng)度之差。

6．（2025·云南昆明·模擬預(yù)測(cè)）（多選）如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧一端固定于光滑豎直桿上，另一端與質(zhì)量為m的滑塊P連接，P穿在桿上，一根輕繩跨過(guò)定滑輪將滑塊P和重物Q連接起來(lái)，重物Q的質(zhì)量M=6m，把滑塊從圖中A點(diǎn)由靜止釋放后沿豎直桿上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)彈簧對(duì)滑塊的彈力大小相等，已知OA與水平面的夾角θ=53°，OB長(zhǎng)為L(zhǎng)，與AB垂直，不計(jì)滑輪的摩擦力，重力加速度為g，sin53°=0.8，cos53°=0.6，滑塊P從A到B的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．對(duì)于滑塊Q，其重力的功率一直減小B．P與Q的機(jī)械能之和先增加后減小C．輕繩對(duì)滑塊P做功為4mgLD．滑塊P運(yùn)動(dòng)到位置B處速度達(dá)到最大，且大小為7．（2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)）（多選）如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球a的質(zhì)量是小球b質(zhì)量的倍，兩小球用一剛性輕桿連接，置于固定的光滑半球內(nèi)，輕桿長(zhǎng)度為半球半徑的倍，半球的直徑水平。現(xiàn)將a球從半球右邊最高點(diǎn)由靜止釋放（如圖所示），已知兩球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中均沒有離開半球內(nèi)表面，不計(jì)空氣阻力，則小球a到達(dá)半球最低點(diǎn)前，下列說(shuō)法正確的是（）A．同一時(shí)刻兩球的向心加速度大小相等B．同一時(shí)刻a球重力的功率是b球重力功率的倍C．當(dāng)輕桿與水平方向成15°角時(shí)a球速度最大D．當(dāng)輕桿與水平方向成30°角時(shí)b球速度最大8．（2024·廣東·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，帶孔物塊A穿在豎直固定的細(xì)桿上，不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)柔軟細(xì)繩一端連接物塊A，另一端跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪連接物塊B，用手將物塊A向上移動(dòng)到與定滑輪等高處由靜止釋放后，兩物塊開始在豎直方向上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。已知物塊A的質(zhì)量為m，物塊B的質(zhì)量為2m，定滑輪到細(xì)桿的距離為L(zhǎng)，細(xì)繩的長(zhǎng)度為2L，重力加速度大小為g，忽略一切阻力，定滑輪大小不計(jì)，兩物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，求：(1)物塊A下降的最大高度h；(2)物塊A、B處于同一高度時(shí)物塊B的動(dòng)能EkB；(3)物塊A、B的總動(dòng)能最大時(shí)物塊A的動(dòng)能EkA。

題型三機(jī)械能相關(guān)的圖象類問(wèn)題9．（2022·江蘇·高考真題）某滑雪賽道如圖所示，滑雪運(yùn)動(dòng)員從靜止開始沿斜面下滑，經(jīng)圓弧滑道起跳。將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)摩擦力及空氣阻力，此過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能與水平位移x的關(guān)系圖像正確的是（）A． B．C． D．10．（2023·全國(guó)·高考真題）（多選）一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下，由靜止開始在水平地面上沿x軸運(yùn)動(dòng)，出發(fā)點(diǎn)為x軸零點(diǎn)，拉力做的功W與物體坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，重力加速度大小取10m/s2。下列說(shuō)法正確的是（

）

A．在x=1m時(shí)，拉力的功率為6WB．在x=4m時(shí)，物體的動(dòng)能為2JC．從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m，物體克服摩擦力做的功為8JD．從x=0運(yùn)動(dòng)到x=4的過(guò)程中，物體的動(dòng)量最大為2kg?m/s11．（2022·全國(guó)·高考真題）（多選）質(zhì)量為的物塊在水平力F的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度大小取。則（）A．時(shí)物塊的動(dòng)能為零B．時(shí)物塊回到初始位置C．時(shí)物塊的動(dòng)量為D．時(shí)間內(nèi)F對(duì)物塊所做的功為12．（2022·湖南·高考真題）（多選）神舟十三號(hào)返回艙進(jìn)入大氣層一段時(shí)間后，逐一打開引導(dǎo)傘、減速傘、主傘，最后啟動(dòng)反沖裝置，實(shí)現(xiàn)軟著陸。某興趣小組研究了減速傘打開后返回艙的運(yùn)動(dòng)情況，將其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為豎直方向的直線運(yùn)動(dòng)，其圖像如圖所示。設(shè)該過(guò)程中，重力加速度不變，返回艙質(zhì)量不變，下列說(shuō)法正確的是（）A．在時(shí)間內(nèi)，返回艙重力的功率隨時(shí)間減小B．在時(shí)間內(nèi)，返回艙的加速度不變C．在時(shí)間內(nèi)，返回艙的動(dòng)量隨時(shí)間減小D．在時(shí)間內(nèi)，返回艙的機(jī)械能不變13．（2022·重慶·高考真題）（多選）一物塊在傾角為的固定斜面上受到方向與斜面平行、大小與摩擦力相等的拉力作用，由靜止開始沿斜面向下做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同。若拉力沿斜面向下時(shí)，物塊滑到底端的過(guò)程中重力和摩擦力對(duì)物塊做功隨時(shí)間的變化分別如圖曲線①、②所示，則（）A．物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為B．當(dāng)拉力沿斜面向上，重力做功為時(shí)，物塊動(dòng)能為C．當(dāng)拉力分別沿斜面向上和向下時(shí)，物塊的加速度大小之比為1∶3D．當(dāng)拉力分別沿斜面向上和向下時(shí)，物塊滑到底端時(shí)的動(dòng)量大小之比為14．（2022·福建·高考真題）（多選）一物塊以初速度自固定斜面底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后回到斜面底端。該物體的動(dòng)能隨位移x的變化關(guān)系如圖所示，圖中、、均已知。根據(jù)圖中信息可以求出的物理量有（）A．重力加速度大小 B．物體所受滑動(dòng)摩擦力的大小C．斜面的傾角 D．沿斜面上滑的時(shí)間15．（2024·廣東廣州·模擬預(yù)測(cè)）網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員沿水平方向擊出網(wǎng)球后，網(wǎng)球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程（不計(jì)空氣阻力），其動(dòng)能Ek和機(jī)械能E隨時(shí)間t變化圖像可能正確的是（）A． B．C． D．16．（2024·浙江·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示為2022年北京冬奧會(huì)某運(yùn)動(dòng)員滑雪比賽的場(chǎng)景，假設(shè)滑板與雪面的動(dòng)摩擦因數(shù)一定，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員從坡度一定的雪坡上沿直線勻加速下滑時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的速度v、加速度a、重力勢(shì)能、機(jī)械能E隨時(shí)間的變化圖像，正確的是（）A． B．C． D．題型四涉及摩擦力的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題17．（2024·廣西·高考真題）（多選）如圖，堅(jiān)硬的水平地面上放置一木料，木料上有一個(gè)豎直方向的方孔，方孔各側(cè)壁完全相同。木栓材質(zhì)堅(jiān)硬，形狀為正四棱臺(tái)，上下底面均為正方形，四個(gè)側(cè)面完全相同且與上底面的夾角均為。木栓質(zhì)量為m，與方孔側(cè)壁的動(dòng)摩擦因數(shù)為。將木栓對(duì)準(zhǔn)方孔，接觸但無(wú)擠壓，錘子以極短時(shí)間撞擊木栓后反彈，錘子對(duì)木栓沖量為I，方向豎直向下。木栓在豎直方向前進(jìn)了的位移，未到達(dá)方孔底部。若進(jìn)入的過(guò)程方孔側(cè)壁發(fā)生彈性形變，彈力呈線性變化，最大靜摩擦力約等于滑動(dòng)摩擦力，則（）A．進(jìn)入過(guò)程，木料對(duì)木栓的合力的沖量為B．進(jìn)入過(guò)程，木料對(duì)木栓的平均阻力大小約為C．進(jìn)入過(guò)程，木料和木栓的機(jī)械能共損失了D．木栓前進(jìn)后木料對(duì)木栓一個(gè)側(cè)面的最大靜摩擦力大小約為18．（2024·安徽·二模）一塊質(zhì)量為M、長(zhǎng)為l的長(zhǎng)木板A靜止放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的物體B（視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度從左端滑上長(zhǎng)木板A的上表面并從右端滑下。該過(guò)程中，物體B的動(dòng)能減少量大小為，長(zhǎng)木板A的動(dòng)能增加量為，A、B間摩擦產(chǎn)生的熱量為Q，關(guān)于，，Q的值，下列情況可能的是（）A． B．C． D．19．（2024·安徽·三模）如圖所示，用長(zhǎng)L=1m的繩子拴住一質(zhì)量為m0=0.5kg的小球，繩的一端固定在O點(diǎn)，起始時(shí)，小球位于O點(diǎn)豎直平面內(nèi)右上方的A點(diǎn)，繩子處于繃直狀態(tài)，OA與水平方向夾角為53°，給小球一向左的水平初速度v0，當(dāng)繩子再次繃直時(shí)，小球剛好運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)左側(cè)等高的B點(diǎn)（繩子繃直后立即在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)）。小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與地面上質(zhì)量為M=1.5kg的木板發(fā)生彈性碰撞，木板最右端靜止一質(zhì)量為m=1kg的物塊，板塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2。（1）求小球平拋出去的初速度大小v0；（2）求小球與木板碰后木板的瞬時(shí)速度的大小v2；（3）木板足夠長(zhǎng)，物塊與木板間由于發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的熱量Q。

20．（2024·安徽·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一足夠長(zhǎng)的固定斜面與水平方向夾角為α，質(zhì)量為3m的物塊A在斜面上恰好不下滑，質(zhì)量為m的光滑物塊B從距A一定距離處由靜止釋放，與A發(fā)生正碰，碰撞時(shí)間極短。B與A碰撞前瞬間的速度大小為v0，碰撞后B以的速率彈回。已知重力加速度大小為g，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，兩物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。求：(1)B從釋放到與A碰撞所運(yùn)動(dòng)的距離；(2)B與A第一次碰撞過(guò)程中，B對(duì)A的沖量大??；(3)B與A第一次碰撞到第二次碰撞過(guò)程中，A與斜面因摩擦產(chǎn)生的熱量。

題型五能量的轉(zhuǎn)化與守恒綜合類問(wèn)題21．（2022·浙江·高考真題）某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示，水以的速度水平噴出，每秒噴出水的質(zhì)量為2.0kg。噴出的水是從井下抽取的，噴口離水面的高度保持H=3.75m不變。水泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，輸入電壓為220V，輸入電流為2.0A。不計(jì)電動(dòng)機(jī)的摩擦損耗，電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的輸出功率與輸入功率之比）為75%，忽略水在管道中運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能損失，則（）A．每秒水泵對(duì)水做功為75JB．每秒水泵對(duì)水做功為225JC．水泵輸入功率為440WD．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為1022．（2023·山東·高考真題）《天工開物》中記載了古人借助水力使用高轉(zhuǎn)筒車往稻田里引水的場(chǎng)景。引水過(guò)程簡(jiǎn)化如下：兩個(gè)半徑均為R的水輪，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。水筒在筒車上均勻排布，單位長(zhǎng)度上有n個(gè)，與水輪間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。每個(gè)水筒離開水面時(shí)裝有質(zhì)量為m的水，其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻田。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則筒車對(duì)灌入稻田的水做功的功率為（

）

A． B． C． D．nmgωRH23．（2024·浙江·高考真題）一個(gè)音樂(lè)噴泉噴頭出水口的橫截面積為，噴水速度約為10m/s，水的密度為kg/m3，則該噴頭噴水的功率約為（）A．10W B．20W C．100W D．200W24．（2024·江西·高考真題）廬山瀑布“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”瀑布高150m，水流量10m3/s，假設(shè)利用瀑布來(lái)發(fā)電，能量轉(zhuǎn)化效率為70%，則發(fā)電功率為（

）A．109W B．107W C．105W D．103W25．（2024·浙江紹興·一模）《天工開物》中記載了古人借助水力使用高轉(zhuǎn)筒車往稻田里引水的場(chǎng)景。引水過(guò)程簡(jiǎn)化如下：兩個(gè)半徑均為R的水輪，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。水筒在筒車上均勻排布，與水輪間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，單位長(zhǎng)度上有n個(gè)。每個(gè)水筒離開水面時(shí)裝有質(zhì)量為m的水，其中的75%被輸送到高出水面H處灌入稻田。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則（）A．筒車對(duì)灌入稻田的水做功的功率為B．筒車對(duì)灌入稻田的水做功的功率為C．筒車消耗的功率等于D．筒車消耗的功率小于26．（2024·浙江金華·二模）某地區(qū)常年有風(fēng)，風(fēng)速基本保持在5m/s，該地區(qū)有一風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其葉片轉(zhuǎn)動(dòng)可形成半徑為10m的圓面，若保持風(fēng)垂直吹向葉片，空氣密度為，風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為20％。現(xiàn)用這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)給一小區(qū)供電，則下列說(shuō)法正確的是（）A．該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率約為25.5kwB．風(fēng)力發(fā)電機(jī)一天的發(fā)電量C．假設(shè)一戶家庭在晚上同時(shí)開著兩盞40W的燈，為保證供電正常，則該風(fēng)力發(fā)電機(jī)同時(shí)能給約64戶家庭供電D．若風(fēng)速變?yōu)?.5m/s，則該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率變?yōu)樵瓉?lái)的一半27．（2024·浙江金華·三模）一種配有小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光電池的新型路燈功率為120W，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能轉(zhuǎn)化率為，工作原理如圖所示，內(nèi)部的線圈面積為、匝數(shù)匝，磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，風(fēng)葉的半徑為，空氣的密度為。太陽(yáng)垂直照射的單位面積功率為1，光電池板被太陽(yáng)光直射的等效面積為，光能轉(zhuǎn)化率為。如果在一個(gè)風(fēng)速穩(wěn)定的晴天，經(jīng)3小時(shí)的光照和風(fēng)吹，路燈可正常工作7小時(shí)，測(cè)得風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電流強(qiáng)度大小為1A。下列對(duì)風(fēng)速和風(fēng)葉轉(zhuǎn)速估算合理的是（

）A．10，4.6 B．10，2.3 C．20，4.6 D．20，2.328．（2024·廣東廣州·三模）（多選）如圖所示是明代宋應(yīng)星所著《天工開物》中記載的我國(guó)古代的一種農(nóng)業(yè)機(jī)械——水碾，當(dāng)水沖擊下部水輪時(shí)，水輪會(huì)帶動(dòng)上部的碾來(lái)碾米。假設(shè)水流沿水平方向垂直沖擊水輪中的葉片，每秒沖擊葉片的水量為10kg，水速?gòu)?m/s減小為1m/s，水流動(dòng)能的減少量全部用來(lái)對(duì)水輪做功，下列說(shuō)法正確的是（

）A．水碾每秒從水流中獲得的能量為180JB．水流對(duì)葉片的平均作用為的大小為50NC．葉片對(duì)水流的作用力方向與水流速度方向相反D．不同葉片上到轉(zhuǎn)軸距離相同的點(diǎn)線速度相同（2024·臺(tái)灣·模擬預(yù)測(cè)）風(fēng)能為再生能源，可作為凈零碳排的綠色能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)（簡(jiǎn)稱：風(fēng)機(jī)）利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)的動(dòng)能經(jīng)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)換成電能，其功率P與單位時(shí)間內(nèi)空氣流向風(fēng)機(jī)的氣流動(dòng)能成正比。29．空氣以速度v垂直流向風(fēng)機(jī)葉片，葉片旋轉(zhuǎn)所形成的假想圓形平面其面積為A，如圖。a.在時(shí)間內(nèi)，密度為的空氣流向風(fēng)機(jī)的質(zhì)量m為何？（以試題中所定義的參數(shù)符號(hào)表示）b.風(fēng)機(jī)的功率P與風(fēng)速三次方（）成正比，說(shuō)明其原因?yàn)楹危?0．風(fēng)機(jī)所標(biāo)示的[額定功率]通常為風(fēng)速時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的功率。近五年來(lái)臺(tái)灣平均每發(fā)100度電的二氧化碳排放量約為。以一座額定功率為的風(fēng)機(jī)來(lái)發(fā)電，若全年中有的時(shí)間風(fēng)速皆為，另外的時(shí)間風(fēng)速皆為，則下列敘述哪些正確？（1年有8760小時(shí)；1度電）（）A．當(dāng)風(fēng)速為時(shí)，該風(fēng)機(jī)功率為風(fēng)速額定功率時(shí)的B．當(dāng)風(fēng)速為時(shí)，該風(fēng)機(jī)功率為風(fēng)速額定功率時(shí)的C．若該風(fēng)機(jī)全年以額定功率發(fā)電，則1年發(fā)電量為70080度D．該風(fēng)機(jī)1年實(shí)際發(fā)電量為19710度E．在相同發(fā)電量下，該風(fēng)機(jī)1年實(shí)際發(fā)電比臺(tái)灣近五年平均發(fā)電，約可減少的二氧化碳排放量題型六涉及彈簧的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題31．（2024·北京·高考真題）如圖所示，光滑水平軌道AB與豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道BC在B點(diǎn)平滑連接。一小物體將輕彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，物體脫離彈簧后進(jìn)入半圓形軌道，恰好能夠到達(dá)最高點(diǎn)C。下列說(shuō)法正確的是（）A．物體在C點(diǎn)所受合力為零B．物體在C點(diǎn)的速度為零C．物體在C點(diǎn)的向心加速度等于重力加速度D．物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于物體在C點(diǎn)的動(dòng)能32．（2023·浙江·高考真題）一位游客正在體驗(yàn)蹦極，綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺(tái)縱身而下。游客從跳臺(tái)下落直到最低點(diǎn)過(guò)程中（）A．彈性勢(shì)能減小 B．重力勢(shì)能減小C．機(jī)械能保持不變 D．繩一繃緊動(dòng)能就開始減小33．（2022·江蘇·高考真題）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與物塊A連接在一起，處于壓縮狀態(tài)，A由靜止釋放后沿斜面向上運(yùn)動(dòng)到最大位移時(shí)，立即將物塊B輕放在A右側(cè)，A、B由靜止開始一起沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，下滑過(guò)程中A、B始終不分離，當(dāng)A回到初始位置時(shí)速度為零，A、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同、彈簧未超過(guò)彈性限度，則（）A．當(dāng)上滑到最大位移的一半時(shí)，A的加速度方向沿斜面向下B．A上滑時(shí)、彈簧的彈力方向不發(fā)生變化C．下滑時(shí)，B對(duì)A的壓力先減小后增大D．整個(gè)過(guò)程中A、B克服摩擦力所做的總功大于B的重力勢(shì)能減小量34．（2022·湖北·高考真題）如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的小物塊Р和Q，用輕質(zhì)彈簧連接后放在水平地面上，Р通過(guò)一根水平輕繩連接到墻上。P的下表面光滑，Q與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。用水平拉力將Q向右緩慢拉開一段距離，撤去拉力后，Q恰好能保持靜止。彈簧形變始終在彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)為k，重力加速度大小為g。若剪斷輕繩，Р在隨后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相對(duì)于其初始位置的最大位移大小為（）A．μmgk B． C． D．35．（2023·湖北·高考真題）（多選）如圖所示，原長(zhǎng)為l的輕質(zhì)彈簧，一端固定在O點(diǎn)，另一端與一質(zhì)量為m的小球相連。小球套在豎直固定的粗糙桿上，與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。桿上M、N兩點(diǎn)與O點(diǎn)的距離均為l，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為，OP與桿垂直。當(dāng)小球置于桿上P點(diǎn)時(shí)恰好能保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為g。小球以某一初速度從M點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，在此過(guò)程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。下列說(shuō)法正確的是（

）

A．彈簧的勁度系數(shù)為B．小球在P點(diǎn)下方處的加速度大小為C．從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球受到的摩擦力先變小再變大D．從M點(diǎn)到P點(diǎn)和從P點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球受到的摩擦力做功相同36．（2024·福建·高考真題）如圖，木板A放置在光滑水平桌面上，通過(guò)兩根相同的水平輕彈簧M、N與桌面上的兩個(gè)固定擋板相連。小物塊B放在A的最左端，通過(guò)一條跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪的輕繩與帶正電的小球C相連，輕繩絕緣且不可伸長(zhǎng)，B與滑輪間的繩子與桌面平行。桌面右側(cè)存在一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，A、B、C均靜止，M、N處于原長(zhǎng)狀態(tài)，輕繩處于自然伸直狀態(tài)。時(shí)撤去電場(chǎng)，C向下加速運(yùn)動(dòng)，下降后開始勻速運(yùn)動(dòng)，C開始做勻速運(yùn)動(dòng)瞬間彈簧N的彈性勢(shì)能為。已知A、B、C的質(zhì)量分別為、、，小球C的帶電量為，重力加速度大小取，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，輕繩與滑輪間的摩擦力不計(jì)。(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小；(2)求A與B間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)及C做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大??；(3)若時(shí)電場(chǎng)方向改為豎直向下，當(dāng)B與A即將發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)瞬間撤去電場(chǎng)，A、B繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后，A從右向左運(yùn)動(dòng)。求A第一次從右向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度的大小。（整個(gè)過(guò)程B未與A脫離，C未與地面相碰）

37．（2023·全國(guó)·高考真題）如圖，光滑水平桌面上有一輕質(zhì)彈簧，其一端固定在墻上。用質(zhì)量為m的小球壓彈簧的另一端，使彈簧的彈性勢(shì)能為。釋放后，小球在彈簧作用下從靜止開始在桌面上運(yùn)動(dòng)，與彈簧分離后，從桌面水平飛出。小球與水平地面碰撞后瞬間，其平行于地面的速度分量與碰撞前瞬間相等；垂直于地面的速度分量大小變?yōu)榕鲎睬八查g的。小球與地面碰撞后，彈起的最大高度為h。重力加速度大小為g，忽略空氣阻力。求（1）小球離開桌面時(shí)的速度大??；（2）小球第一次落地點(diǎn)距桌面上其飛出點(diǎn)的水平距離。

38．（2024·遼寧·高考真題）如圖，高度的水平桌面上放置兩個(gè)相同物塊A、B，質(zhì)量。A、B間夾一壓縮量的輕彈簧，彈簧與A、B不栓接。同時(shí)由靜止釋放A、B，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)A恰好從桌面左端沿水平方向飛出，水平射程；B脫離彈簧后沿桌面滑行一段距離后停止。A、B均視為質(zhì)點(diǎn)，取重力加速度。求：（1）脫離彈簧時(shí)A、B的速度大小和；（2）物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（3）整個(gè)過(guò)程中，彈簧釋放的彈性勢(shì)能。

39．（2024·廣東廣州·模擬預(yù)測(cè)）如圖是一款彈球投籃游戲示意圖，圓形籃筐水平，其邊緣固定在豎直籃板上的E點(diǎn)。游戲者控制小球壓縮輕彈簧，小球由靜止釋放向左彈出，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)；小球沿水平軌道進(jìn)入圓弧軌道BC，從C點(diǎn)沿切線飛出，小球運(yùn)動(dòng)軌跡平面與籃板垂直。某次游戲，小球恰好垂直擊中籃板，擊中點(diǎn)D在E點(diǎn)正上方。已知小球質(zhì)量為m；圓弧軌道的半徑為R，圓心角，C點(diǎn)到籃板的水平距離為12R，C點(diǎn)與籃筐的高度差為7R，籃筐的直徑為R，忽略空氣阻力和小球體積大小，不計(jì)摩擦，重力加速度為g。(1)求游戲者釋放小球時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能；(2)求小球經(jīng)過(guò)圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力；(3)若小球經(jīng)籃板反彈后能進(jìn)入籃筐，求碰撞過(guò)程小球損失動(dòng)能的最小值。專題06機(jī)械能守恒定律能量守恒定律目錄TOC\o"1-2"\h\z\u01模擬基礎(chǔ)練 2題型一機(jī)械能及其守恒的判斷和簡(jiǎn)單應(yīng)用 2題型二多物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化及守恒 3題型三機(jī)械能相關(guān)的圖象類問(wèn)題 9題型四涉及摩擦力的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題 16題型五能量的轉(zhuǎn)化與守恒綜合類問(wèn)題 2002重難創(chuàng)新練 27題型六涉及彈簧的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題 27

題型一機(jī)械能及其守恒的判斷和簡(jiǎn)單應(yīng)用1．（2024·重慶·高考真題）2024年5月3日，嫦娥六號(hào)探測(cè)成功發(fā)射，開啟月球背面采樣之旅，探測(cè)器的著陸器上升器組合體著陸月球要經(jīng)過(guò)減速、懸停、自由下落等階段。則組合體著陸月球的過(guò)程中（

）A．減速階段所受合外力為0 B．懸停階段不受力C．自由下落階段機(jī)械能守恒 D．自由下落階段加速度大小g=9.8m/s2【答案】C【詳解】A．組合體在減速階段有加速度，合外力不為零，故A錯(cuò)誤；B．組合體在懸停階段速度為零，處于平衡狀態(tài)，合力為零，仍受重力和升力，故B錯(cuò)誤；C．組合體在自由下落階段只受重力，機(jī)械能守恒，故C正確；D．月球表面重力加速度不為9.8m/s2，故D錯(cuò)誤。故選C。2．（2023·遼寧·高考真題）某大型水陸兩棲飛機(jī)具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演練中，該飛機(jī)在水面上由靜止開始勻加速直線滑行并汲水，速度達(dá)到v?=80m/s時(shí)離開水面，該過(guò)程滑行距離L=1600m、汲水質(zhì)量m=1.0×10?kg。離開水面后，飛機(jī)攀升高度h=100m時(shí)速度達(dá)到v?=100m/s，之后保持水平勻速飛行，待接近目標(biāo)時(shí)開始空中投水。取重力加速度g=10m/s2。求：（1）飛機(jī)在水面滑行階段的加速度a的大小及滑行時(shí)間t；（2）整個(gè)攀升階段，飛機(jī)汲取的水的機(jī)械能增加量ΔE?！敬鸢浮浚?），；（2）【詳解】（1）飛機(jī)做從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，平均速度為，則解得飛機(jī)滑行的時(shí)間為飛機(jī)滑行的加速度為（2）飛機(jī)從水面至處，水的機(jī)械能包含水的動(dòng)能和重力勢(shì)能，則機(jī)械能變化量為3．（2025·云南·模擬預(yù)測(cè)）游樂(lè)項(xiàng)目“滑草”的模型如圖所示，某質(zhì)量m=80kg的游客（包括滑板，可視為質(zhì)點(diǎn)）由靜止從距水平滑道高h(yuǎn)=20m的P點(diǎn)沿坡道PM滑下，滑到坡道底部M點(diǎn)后進(jìn)入水平減速滑道MN，在水平滑道上勻減速滑行了l=9.0m后停止，水平滑行時(shí)間t=3.0s，取重力加速度大小g=10m/s2，求：(1)該游客滑到M點(diǎn)的速度大小和滑板與水平滑道MN之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)該游客（包括滑板）從P點(diǎn)滑到M點(diǎn)的過(guò)程中損失的機(jī)械能?！敬鸢浮?1)6m/s，0.2(2)14560J【詳解】（1）由于游客在水平滑道上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)位移關(guān)系和速度關(guān)系公式，根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立解得，（2）游客（包括滑板）從P點(diǎn)滑到M點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)能量守恒可得損失的機(jī)械能為題型二多物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化及守恒4．（2023·北京·高考真題）如圖所示，質(zhì)量為m的小球A用一不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方的光滑桌面上有一個(gè)與A完全相同的靜止小球B，B距O點(diǎn)的距離等于繩長(zhǎng)L?，F(xiàn)將A拉至某一高度，由靜止釋放，A以速度v在水平方向和B發(fā)生正碰并粘在一起。重力加速度為g。求：（1）A釋放時(shí)距桌面的高度H；（2）碰撞前瞬間繩子的拉力大小F；（3）碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能。

【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）A釋放到與B碰撞前，根據(jù)動(dòng)能定理得解得（2）碰前瞬間，對(duì)A由牛頓第二定律得解得（3）A、B碰撞過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得解得則碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為5．（2023·浙江·高考真題）為了探究物體間碰撞特性，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。水平直軌道AB、CD和水平傳送帶平滑無(wú)縫連接，兩半徑均為的四分之一圓周組成的豎直細(xì)圓弧管道DEF與軌道CD和足夠長(zhǎng)的水平直軌道FG平滑相切連接。質(zhì)量為3m的滑塊b與質(zhì)量為2m的滑塊c用勁度系數(shù)的輕質(zhì)彈簧連接，靜置于軌道FG上?，F(xiàn)有質(zhì)量的滑塊a以初速度從D處進(jìn)入，經(jīng)DEF管道后，與FG上的滑塊b碰撞（時(shí)間極短）。已知傳送帶長(zhǎng)，以的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊a與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其它摩擦和阻力均不計(jì)，各滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，彈簧的彈性勢(shì)能（x為形變量）。（1）求滑塊a到達(dá)圓弧管道DEF最低點(diǎn)F時(shí)速度大小vF和所受支持力大小FN；（2）若滑塊a碰后返回到B點(diǎn)時(shí)速度，求滑塊a、b碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能；（3）若滑塊a碰到滑塊b立即被粘住，求碰撞后彈簧最大長(zhǎng)度與最小長(zhǎng)度之差。【答案】（1）10m/s；31.2；（2）0；（3）0.2m【詳解】（1）滑塊a從D到F，由能量關(guān)系在F點(diǎn)解得，F(xiàn)N=31.2N（2）滑塊a返回B點(diǎn)時(shí)的速度vB=1m/s，滑塊a一直在傳送帶上減速，加速度大小為根據(jù)可得在C點(diǎn)的速度vC=3m/s則滑塊a從碰撞后到到達(dá)C點(diǎn)解得v1=5m/s因ab碰撞動(dòng)量守恒，則解得碰后b的速度v2=5m/s則碰撞損失的能量（3）若滑塊a碰到滑塊b立即被粘住，則ab碰后的共同速度解得v=2.5m/s當(dāng)彈簧被壓縮到最短或者伸長(zhǎng)到最長(zhǎng)時(shí)有共同速度則當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)壓縮量為x1，由能量關(guān)系解得同理當(dāng)彈簧被拉到最長(zhǎng)時(shí)伸長(zhǎng)量為x2=x1則彈簧最大長(zhǎng)度與最小長(zhǎng)度之差6．（2025·云南昆明·模擬預(yù)測(cè)）（多選）如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧一端固定于光滑豎直桿上，另一端與質(zhì)量為m的滑塊P連接，P穿在桿上，一根輕繩跨過(guò)定滑輪將滑塊P和重物Q連接起來(lái)，重物Q的質(zhì)量M=6m，把滑塊從圖中A點(diǎn)由靜止釋放后沿豎直桿上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)彈簧對(duì)滑塊的彈力大小相等，已知OA與水平面的夾角θ=53°，OB長(zhǎng)為L(zhǎng)，與AB垂直，不計(jì)滑輪的摩擦力，重力加速度為g，sin53°=0.8，cos53°=0.6，滑塊P從A到B的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．對(duì)于滑塊Q，其重力的功率一直減小B．P與Q的機(jī)械能之和先增加后減小C．輕繩對(duì)滑塊P做功為4mgLD．滑塊P運(yùn)動(dòng)到位置B處速度達(dá)到最大，且大小為【答案】BC【詳解】A．釋放重物Q后，Q向下運(yùn)動(dòng)，P向上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度關(guān)聯(lián)可知，P沿繩方向的速度分量等于Q運(yùn)動(dòng)的速度，當(dāng)P運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，Q的速度為零，所以P從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的過(guò)程中，重物Q的速度先增加后減小，根據(jù)，可知，重物Q的重力的功率先增加后減小，故A錯(cuò)誤；B．對(duì)于P、Q系統(tǒng)，豎直桿不做功，系統(tǒng)的機(jī)械能變化只與彈簧對(duì)P的做功有關(guān)，由題知，P經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)彈簧彈力大小相等，則P在A處時(shí)彈簧被壓縮，P在B處時(shí)彈簧被拉伸，壓縮量等于伸長(zhǎng)量，故P從A到B的過(guò)程中，彈簧對(duì)P先做正功，后做負(fù)功，所以P、Q系統(tǒng)的機(jī)械能先增加后減小，故B正確；C．設(shè)P從A到B過(guò)程中，輕繩拉力對(duì)Q做功為W，P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)Q的速度為0，對(duì)Q，根據(jù)動(dòng)能定理得，解得，則輕繩對(duì)P做功為，故C正確；D．由于滑塊P在A、B兩點(diǎn)處彈簧的彈力大小相等，所以滑塊P在A點(diǎn)時(shí)受到彈簧向上的彈力，運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)受到彈簧向下的彈力，對(duì)P受力分析可知，滑塊P運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)所受合力豎直向下，則加速度豎直向下，所以滑塊P從A到B過(guò)程中，開始時(shí)加速最后減速，即在A、B間某位置速度最大，故D錯(cuò)誤。故選BC。7．（2024·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)）（多選）如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球a的質(zhì)量是小球b質(zhì)量的倍，兩小球用一剛性輕桿連接，置于固定的光滑半球內(nèi)，輕桿長(zhǎng)度為半球半徑的倍，半球的直徑水平?，F(xiàn)將a球從半球右邊最高點(diǎn)由靜止釋放（如圖所示），已知兩球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中均沒有離開半球內(nèi)表面，不計(jì)空氣阻力，則小球a到達(dá)半球最低點(diǎn)前，下列說(shuō)法正確的是（）A．同一時(shí)刻兩球的向心加速度大小相等B．同一時(shí)刻a球重力的功率是b球重力功率的倍C．當(dāng)輕桿與水平方向成15°角時(shí)a球速度最大D．當(dāng)輕桿與水平方向成30°角時(shí)b球速度最大【答案】AC【詳解】A．設(shè)半球半徑為，則輕桿長(zhǎng)度，可知任意時(shí)刻兩球與半球球心O的連線與輕桿的夾角均為45°，兩球的速度va、vb分別與兩球所在位置的半徑垂直，va、vb的方向與輕桿的夾角均為45°，同一時(shí)刻兩球沿桿方向的分速度相等，即，故同一時(shí)刻兩球的速度大小，由可知同一時(shí)刻兩球的向心加速度大小相等，A正確；B．重力的功率，同一時(shí)刻兩球速度方向與豎直向下方向的夾角β不一定相等，故a球重力的功率不一定等于b球重力功率的倍，B錯(cuò)誤；CD．不計(jì)空氣阻力，兩球及輕桿組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，設(shè)輕桿與水平方向的夾角為θ時(shí)a球所在位置的半徑與水平方向的夾角為α，此時(shí)系統(tǒng)的總動(dòng)能，整理可得，可知當(dāng)時(shí)Ek最大，此時(shí)兩球的速度同時(shí)達(dá)到最大，根據(jù)幾何關(guān)系可得，C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。8．（2024·廣東·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，帶孔物塊A穿在豎直固定的細(xì)桿上，不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)柔軟細(xì)繩一端連接物塊A，另一端跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪連接物塊B，用手將物塊A向上移動(dòng)到與定滑輪等高處由靜止釋放后，兩物塊開始在豎直方向上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。已知物塊A的質(zhì)量為m，物塊B的質(zhì)量為2m，定滑輪到細(xì)桿的距離為L(zhǎng)，細(xì)繩的長(zhǎng)度為2L，重力加速度大小為g，忽略一切阻力，定滑輪大小不計(jì)，兩物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，求：(1)物塊A下降的最大高度h；(2)物塊A、B處于同一高度時(shí)物塊B的動(dòng)能EkB；(3)物塊A、B的總動(dòng)能最大時(shí)物塊A的動(dòng)能EkA。【答案】(1)(2)(3)【詳解】（1）釋放瞬間系統(tǒng)總動(dòng)能為零，物塊A下降到最低點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)總動(dòng)能又為零，因此物塊A減少的重力勢(shì)能等于物塊B增加的重力勢(shì)能，有解得（2）設(shè)物塊A、B處于同一高度時(shí)定滑輪左側(cè)細(xì)繩與水平方向所成的角為β，物塊B的速度大小為vB，根據(jù)幾何關(guān)系有根據(jù)機(jī)械能守恒定律解得（3）設(shè)定滑輪左側(cè)細(xì)繩與水平方向所成的角為θ時(shí)，物塊A的速度大小為vA，物塊A的動(dòng)能為，則有令，顯然k為第一象限內(nèi)單位圓上的點(diǎn)與定點(diǎn)（0，2）連線的斜率，如圖所示易得k的最大值為，此時(shí)解得題型三機(jī)械能相關(guān)的圖象類問(wèn)題9．（2022·江蘇·高考真題）某滑雪賽道如圖所示，滑雪運(yùn)動(dòng)員從靜止開始沿斜面下滑，經(jīng)圓弧滑道起跳。將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)摩擦力及空氣阻力，此過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能與水平位移x的關(guān)系圖像正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】設(shè)斜面傾角為θ，不計(jì)摩擦力和空氣阻力，由題意可知運(yùn)動(dòng)員在沿斜面下滑過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理有，即，下滑過(guò)程中開始階段傾角θ不變，Ek-x圖像為一條直線；經(jīng)過(guò)圓弧軌道過(guò)程中θ先減小后增大，即圖像斜率先減小后增大。故選A。10．（2023·全國(guó)·高考真題）（多選）一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下，由靜止開始在水平地面上沿x軸運(yùn)動(dòng)，出發(fā)點(diǎn)為x軸零點(diǎn)，拉力做的功W與物體坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，重力加速度大小取10m/s2。下列說(shuō)法正確的是（

）

A．在x=1m時(shí)，拉力的功率為6WB．在x=4m時(shí)，物體的動(dòng)能為2JC．從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m，物體克服摩擦力做的功為8JD．從x=0運(yùn)動(dòng)到x=4的過(guò)程中，物體的動(dòng)量最大為2kg?m/s【答案】BC【詳解】由于拉力在水平方向，則拉力做的功為W=Fx，可看出W—x圖像的斜率代表拉力F。AB．在物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理有，則x=1m時(shí)物體的速度為v1=2m/sx=1m時(shí)，拉力為，則此時(shí)拉力的功率P=Fv1=12W，x=4m時(shí)物體的動(dòng)能為Ek=2J，A錯(cuò)誤、B正確；C．從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m，物體克服摩擦力做的功為Wf=μmgx=8J，C正確；D．根據(jù)W—x圖像可知在0—2m的過(guò)程中F1=6N，2—4m的過(guò)程中F2=3N，由于物體受到的摩擦力恒為f=4N，則物體在x=2m處速度最大，且根據(jù)選項(xiàng)AB分析可知此時(shí)的速度，則從x=0運(yùn)動(dòng)到x=4的過(guò)程中，物體的動(dòng)量最大為，D錯(cuò)誤。故選BC。11．（2022·全國(guó)·高考真題）（多選）質(zhì)量為的物塊在水平力F的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度大小取。則（）A．時(shí)物塊的動(dòng)能為零B．時(shí)物塊回到初始位置C．時(shí)物塊的動(dòng)量為D．時(shí)間內(nèi)F對(duì)物塊所做的功為【答案】AD【詳解】物塊與地面間的摩擦力為AC．對(duì)物塊從s內(nèi)由動(dòng)量定理可知，即，得，3s時(shí)物塊的動(dòng)量為，設(shè)3s后經(jīng)過(guò)時(shí)間t物塊的速度減為0，由動(dòng)量定理可得，即，解得，所以物塊在4s時(shí)速度減為0，則此時(shí)物塊的動(dòng)能也為0，故A正確，C錯(cuò)誤；B．s物塊發(fā)生的位移為x1，由動(dòng)能定理可得，即，得，過(guò)程中，對(duì)物塊由動(dòng)能定理可得，即，得,物塊開始反向運(yùn)動(dòng)，物塊的加速度大小為，發(fā)生的位移為，即6s時(shí)物塊沒有回到初始位置，故B錯(cuò)誤；D．物塊在6s時(shí)的速度大小為,拉力所做的功為故D正確。故選AD。12．（2022·湖南·高考真題）（多選）神舟十三號(hào)返回艙進(jìn)入大氣層一段時(shí)間后，逐一打開引導(dǎo)傘、減速傘、主傘，最后啟動(dòng)反沖裝置，實(shí)現(xiàn)軟著陸。某興趣小組研究了減速傘打開后返回艙的運(yùn)動(dòng)情況，將其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為豎直方向的直線運(yùn)動(dòng)，其圖像如圖所示。設(shè)該過(guò)程中，重力加速度不變，返回艙質(zhì)量不變，下列說(shuō)法正確的是（）A．在時(shí)間內(nèi)，返回艙重力的功率隨時(shí)間減小B．在時(shí)間內(nèi)，返回艙的加速度不變C．在時(shí)間內(nèi)，返回艙的動(dòng)量隨時(shí)間減小D．在時(shí)間內(nèi)，返回艙的機(jī)械能不變【答案】AC【詳解】A．重力的功率為，由圖可知在0~t1時(shí)間內(nèi)，返回艙的速度隨時(shí)間減小，故重力的功率隨時(shí)間減小，故A正確；B．根據(jù)v-t圖像的斜率表示加速度可知在0~t1時(shí)間內(nèi)返回艙的加速度減小，故B錯(cuò)誤；C．在t1~t2時(shí)間內(nèi)由圖像可知返回艙的速度減小，故可知?jiǎng)恿侩S時(shí)間減小。故C正確；D．在t2~t3時(shí)間內(nèi)，由圖像可知返回艙的速度不變，則動(dòng)能不變，但由于返回艙高度下降，重力勢(shì)能減小，故機(jī)械能減小，故D錯(cuò)誤。故選AC。13．（2022·重慶·高考真題）（多選）一物塊在傾角為的固定斜面上受到方向與斜面平行、大小與摩擦力相等的拉力作用，由靜止開始沿斜面向下做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同。若拉力沿斜面向下時(shí)，物塊滑到底端的過(guò)程中重力和摩擦力對(duì)物塊做功隨時(shí)間的變化分別如圖曲線①、②所示，則（）A．物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為B．當(dāng)拉力沿斜面向上，重力做功為時(shí)，物塊動(dòng)能為C．當(dāng)拉力分別沿斜面向上和向下時(shí)，物塊的加速度大小之比為1∶3D．當(dāng)拉力分別沿斜面向上和向下時(shí)，物塊滑到底端時(shí)的動(dòng)量大小之比為【答案】BC【詳解】A．對(duì)物體受力分析可知，平行于斜面向下的拉力大小等于滑動(dòng)摩擦力，有，由牛頓第二定律可知，物體下滑的加速度為，則拉力沿斜面向下時(shí)，物塊滑到底端的過(guò)程中重力和摩擦力對(duì)物塊做功為,，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得，故A錯(cuò)誤；C．當(dāng)拉力沿斜面向上，由牛頓第二定律有，解得，則拉力分別沿斜面向上和向下時(shí)，物塊的加速度大小之比為，故C正確；B．當(dāng)拉力沿斜面向上，重力做功為，合力做功為，則其比值為，則重力做功為時(shí)，物塊的動(dòng)能即合外力做功為，故B正確；D．當(dāng)拉力分別沿斜面向上和向下時(shí)，物塊滑到底端時(shí)的動(dòng)量大小為，則動(dòng)量的大小之比為，故D錯(cuò)誤。故選BC。14．（2022·福建·高考真題）（多選）一物塊以初速度自固定斜面底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后回到斜面底端。該物體的動(dòng)能隨位移x的變化關(guān)系如圖所示，圖中、、均已知。根據(jù)圖中信息可以求出的物理量有（）A．重力加速度大小 B．物體所受滑動(dòng)摩擦力的大小C．斜面的傾角 D．沿斜面上滑的時(shí)間【答案】BD【詳解】ABC．由動(dòng)能定義式得，則可求解質(zhì)量m；上滑時(shí)，由動(dòng)能定理下滑時(shí)，由動(dòng)能定理,x0為上滑的最遠(yuǎn)距離；由圖像的斜率可知，兩式相加可得相減可知即可求解gsinθ和所受滑動(dòng)摩擦力f的大小，但重力加速度大小、斜面的傾角不能求出，故AC錯(cuò)誤，B正確；D．根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系得，故可求解沿斜面上滑的時(shí)間，D正確。故選BD。15．（2024·廣東廣州·模擬預(yù)測(cè)）網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員沿水平方向擊出網(wǎng)球后，網(wǎng)球在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程（不計(jì)空氣阻力），其動(dòng)能Ek和機(jī)械能E隨時(shí)間t變化圖像可能正確的是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】AB．根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得，由此可知，Ek-t圖像為開口向上的拋物線，但頂點(diǎn)不在坐標(biāo)原點(diǎn)，故AB錯(cuò)誤；CD．由于網(wǎng)球做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。16．（2024·浙江·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示為2022年北京冬奧會(huì)某運(yùn)動(dòng)員滑雪比賽的場(chǎng)景，假設(shè)滑板與雪面的動(dòng)摩擦因數(shù)一定，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員從坡度一定的雪坡上沿直線勻加速下滑時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的速度v、加速度a、重力勢(shì)能、機(jī)械能E隨時(shí)間的變化圖像，正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】A．由于運(yùn)動(dòng)員由靜止勻加速下滑，根據(jù)，可知，速度與時(shí)間成正比，A正確；B．勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度不變，B錯(cuò)誤；C．加速下滑的過(guò)程中，重力勢(shì)能減小，C錯(cuò)誤；D．下滑的過(guò)程中，由于要克服摩擦力做功，機(jī)械能減小，但速度增大，相同時(shí)間內(nèi)位移變大，克服摩擦力做功變大，因此機(jī)械能并不是均勻減小的，D錯(cuò)誤。故選A。題型四涉及摩擦力的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題17．（2024·廣西·高考真題）（多選）如圖，堅(jiān)硬的水平地面上放置一木料，木料上有一個(gè)豎直方向的方孔，方孔各側(cè)壁完全相同。木栓材質(zhì)堅(jiān)硬，形狀為正四棱臺(tái)，上下底面均為正方形，四個(gè)側(cè)面完全相同且與上底面的夾角均為。木栓質(zhì)量為m，與方孔側(cè)壁的動(dòng)摩擦因數(shù)為。將木栓對(duì)準(zhǔn)方孔，接觸但無(wú)擠壓，錘子以極短時(shí)間撞擊木栓后反彈，錘子對(duì)木栓沖量為I，方向豎直向下。木栓在豎直方向前進(jìn)了的位移，未到達(dá)方孔底部。若進(jìn)入的過(guò)程方孔側(cè)壁發(fā)生彈性形變，彈力呈線性變化，最大靜摩擦力約等于滑動(dòng)摩擦力，則（）A．進(jìn)入過(guò)程，木料對(duì)木栓的合力的沖量為B．進(jìn)入過(guò)程，木料對(duì)木栓的平均阻力大小約為C．進(jìn)入過(guò)程，木料和木栓的機(jī)械能共損失了D．木栓前進(jìn)后木料對(duì)木栓一個(gè)側(cè)面的最大靜摩擦力大小約為【答案】BD【詳解】A．錘子撞擊木栓到木栓進(jìn)入過(guò)程，對(duì)木栓分析可知合外力的沖量為0，錘子對(duì)木栓的沖量為I，由于重力有沖量，則木料對(duì)木栓的合力沖量不為-I，故A錯(cuò)誤；B．錘子撞擊木栓后木栓獲得的動(dòng)能為，木栓進(jìn)入過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理有，解得平均阻力為，故B正確；C．木栓進(jìn)入過(guò)程損失的動(dòng)能與重力勢(shì)能，一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能另一部分轉(zhuǎn)化為木栓的彈性勢(shì)能，故C錯(cuò)誤；D．對(duì)木栓的一個(gè)側(cè)面受力分析如圖由于方孔側(cè)壁彈力成線性變化，則有，且根據(jù)B選項(xiàng)求得平均阻力，又因?yàn)?，?lián)立可得，故D正確。故選BD。18．（2024·安徽·二模）一塊質(zhì)量為M、長(zhǎng)為l的長(zhǎng)木板A靜止放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的物體B（視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度從左端滑上長(zhǎng)木板A的上表面并從右端滑下。該過(guò)程中，物體B的動(dòng)能減少量大小為，長(zhǎng)木板A的動(dòng)能增加量為，A、B間摩擦產(chǎn)生的熱量為Q，關(guān)于，，Q的值，下列情況可能的是（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】AC．根據(jù)木板A和物體B組成的系統(tǒng)能量守恒，故AC錯(cuò)誤；BD．畫出物體B和長(zhǎng)木板A的速度一時(shí)間圖線，分別如圖中1和2所示圖中1和2之間的梯形面積表示板長(zhǎng)，1與軸所圍的面積表示物體B的位移，2與軸所圍的面積表示長(zhǎng)木板A的位移，由圖可知，，根據(jù)功能關(guān)系，，，聯(lián)立解得，故B正確，D錯(cuò)誤。故選B。19．（2024·安徽·三模）如圖所示，用長(zhǎng)L=1m的繩子拴住一質(zhì)量為m0=0.5kg的小球，繩的一端固定在O點(diǎn)，起始時(shí)，小球位于O點(diǎn)豎直平面內(nèi)右上方的A點(diǎn)，繩子處于繃直狀態(tài)，OA與水平方向夾角為53°，給小球一向左的水平初速度v0，當(dāng)繩子再次繃直時(shí)，小球剛好運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)左側(cè)等高的B點(diǎn)（繩子繃直后立即在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)）。小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與地面上質(zhì)量為M=1.5kg的木板發(fā)生彈性碰撞，木板最右端靜止一質(zhì)量為m=1kg的物塊，板塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2。（1）求小球平拋出去的初速度大小v0；（2）求小球與木板碰后木板的瞬時(shí)速度的大小v2；（3）木板足夠長(zhǎng)，物塊與木板間由于發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的熱量Q?！敬鸢浮浚?）4m/s；（2）3m/s；（3）0.72J【詳解】（1）小球從A到B做平拋運(yùn)動(dòng)，有解得，（2）小球到B點(diǎn)時(shí)，水平分速度因?yàn)槔K子作用瞬間變?yōu)?，小球從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得解得小球與木板發(fā)生彈性碰撞有解得，（3）木板向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)木板M，有對(duì)物塊，有當(dāng)二者共速時(shí)有解得，所以相對(duì)位移為物塊與木板間由于發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的熱量為20．（2024·安徽·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一足夠長(zhǎng)的固定斜面與水平方向夾角為α，質(zhì)量為3m的物塊A在斜面上恰好不下滑，質(zhì)量為m的光滑物塊B從距A一定距離處由靜止釋放，與A發(fā)生正碰，碰撞時(shí)間極短。B與A碰撞前瞬間的速度大小為v0，碰撞后B以的速率彈回。已知重力加速度大小為g，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，兩物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。求：(1)B從釋放到與A碰撞所運(yùn)動(dòng)的距離；(2)B與A第一次碰撞過(guò)程中，B對(duì)A的沖量大小；(3)B與A第一次碰撞到第二次碰撞過(guò)程中，A與斜面因摩擦產(chǎn)生的熱量。【答案】(1)(2)(3)【詳解】（1）對(duì)B物體，根據(jù)動(dòng)能定理，有解得（2）在B與A碰撞時(shí)，以沿斜面向下為正方向，設(shè)碰撞后A的速度為v，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有：解得對(duì)A應(yīng)用動(dòng)量定理，有聯(lián)立解得（3）設(shè)第一次碰撞后，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，B與A要發(fā)生第二次碰撞，在這過(guò)程中，兩者運(yùn)動(dòng)的位移相同。對(duì)B根據(jù)牛頓第二定律，有則對(duì)A、B根據(jù)位移與時(shí)間公式有對(duì)A受力分析可知，A受到的摩擦力大小在這過(guò)程中，物塊A與斜面因摩擦產(chǎn)生的熱量聯(lián)立解得題型五能量的轉(zhuǎn)化與守恒綜合類問(wèn)題21．（2022·浙江·高考真題）某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示，水以的速度水平噴出，每秒噴出水的質(zhì)量為2.0kg。噴出的水是從井下抽取的，噴口離水面的高度保持H=3.75m不變。水泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，輸入電壓為220V，輸入電流為2.0A。不計(jì)電動(dòng)機(jī)的摩擦損耗，電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的輸出功率與輸入功率之比）為75%，忽略水在管道中運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能損失，則（）A．每秒水泵對(duì)水做功為75JB．每秒水泵對(duì)水做功為225JC．水泵輸入功率為440WD．電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為10【答案】D【詳解】AB．每秒噴出水的質(zhì)量為,抽水增加了水的重力勢(shì)能和動(dòng)能，則每秒水泵對(duì)水做功為，故AB錯(cuò)誤；C．水泵的輸出能量轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能，則，而水泵的抽水效率（水泵的輸出功率與輸入功率之比）為75%，則，故C錯(cuò)誤；D．電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于水泵所需要的輸入功率，則電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率為，而電動(dòng)機(jī)的電功率為，由能量守恒可知，聯(lián)立解得，故D正確；故選D。22．（2023·山東·高考真題）《天工開物》中記載了古人借助水力使用高轉(zhuǎn)筒車往稻田里引水的場(chǎng)景。引水過(guò)程簡(jiǎn)化如下：兩個(gè)半徑均為R的水輪，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。水筒在筒車上均勻排布，單位長(zhǎng)度上有n個(gè)，與水輪間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。每個(gè)水筒離開水面時(shí)裝有質(zhì)量為m的水，其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻田。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則筒車對(duì)灌入稻田的水做功的功率為（

）

A． B． C． D．nmgωRH【答案】B【詳解】由題知，水筒在筒車上均勻排布，單位長(zhǎng)度上有n個(gè)，且每個(gè)水筒離開水面時(shí)裝有質(zhì)量為m的水、其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻田，則水輪轉(zhuǎn)一圈灌入農(nóng)田的水的總質(zhì)量為m總=2πRnm×60%=1.2πRnm，則水輪轉(zhuǎn)一圈灌入稻田的水克服重力做的功W=1.2πRnmgH，則筒車對(duì)灌入稻田的水做功的功率為，，聯(lián)立有故選B。23．（2024·浙江·高考真題）一個(gè)音樂(lè)噴泉噴頭出水口的橫截面積為，噴水速度約為10m/s，水的密度為kg/m3，則該噴頭噴水的功率約為（）A．10W B．20W C．100W D．200W【答案】C【詳解】設(shè)時(shí)間內(nèi)從噴頭流出的水的質(zhì)量為，噴頭噴水的功率等于時(shí)間內(nèi)噴出的水的動(dòng)能增加量，即，聯(lián)立解得故選C。24．（2024·江西·高考真題）廬山瀑布“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”瀑布高150m，水流量10m3/s，假設(shè)利用瀑布來(lái)發(fā)電，能量轉(zhuǎn)化效率為70%，則發(fā)電功率為（

）A．109W B．107W C．105W D．103W【答案】B【詳解】由題知，Δt時(shí)間內(nèi)流出的水量為m=ρQΔt=1.0×104Δt，發(fā)電過(guò)程中水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，則有故選B。25．（2024·浙江紹興·一模）《天工開物》中記載了古人借助水力使用高轉(zhuǎn)筒車往稻田里引水的場(chǎng)景。引水過(guò)程簡(jiǎn)化如下：兩個(gè)半徑均為R的水輪，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。水筒在筒車上均勻排布，與水輪間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，單位長(zhǎng)度上有n個(gè)。每個(gè)水筒離開水面時(shí)裝有質(zhì)量為m的水，其中的75%被輸送到高出水面H處灌入稻田。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則（）A．筒車對(duì)灌入稻田的水做功的功率為B．筒車對(duì)灌入稻田的水做功的功率為C．筒車消耗的功率等于D．筒車消耗的功率小于【答案】A【詳解】AB．由題知，水筒在筒車上均勻排布，單位長(zhǎng)度上有n個(gè)，且每個(gè)水筒離開水面時(shí)裝有質(zhì)量為m的水，其中的75%被輸送到高出水面H處灌入稻田，則水輪轉(zhuǎn)一圈灌入農(nóng)田的水的總質(zhì)量為，則水輪轉(zhuǎn)一圈灌入稻田的水克服重力做的功，則筒車對(duì)灌入稻田的水做功的功率為,，聯(lián)立解得，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．筒車消耗的功率大于，故CD錯(cuò)誤。故選A。26．（2024·浙江金華·二模）某地區(qū)常年有風(fēng)，風(fēng)速基本保持在5m/s，該地區(qū)有一風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其葉片轉(zhuǎn)動(dòng)可形成半徑為10m的圓面，若保持風(fēng)垂直吹向葉片，空氣密度為，風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為20％?，F(xiàn)用這臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)給一小區(qū)供電，則下列說(shuō)法正確的是（）A．該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率約為25.5kwB．風(fēng)力發(fā)電機(jī)一天的發(fā)電量C．假設(shè)一戶家庭在晚上同時(shí)開著兩盞40W的燈，為保證供電正常，則該風(fēng)力發(fā)電機(jī)同時(shí)能給約64戶家庭供電D．若風(fēng)速變?yōu)?.5m/s，則該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率變?yōu)樵瓉?lái)的一半【答案】C【詳解】AD．單位時(shí)間(1s)內(nèi)沖擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的體積為，單位時(shí)間內(nèi)沖擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的動(dòng)能為，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率，解得，若風(fēng)速變?yōu)?.5m/s，則該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率變?yōu)樵瓉?lái)的18，故AD錯(cuò)誤；B．風(fēng)力發(fā)電機(jī)一天的發(fā)電量，故B錯(cuò)誤；C．假設(shè)一戶家庭在晚上同時(shí)開著兩盞40W的燈，為保證供電正常，根據(jù)，則該風(fēng)力發(fā)電機(jī)同時(shí)能給約64戶家庭供電,故C正確；故選C。27．（2024·浙江金華·三模）一種配有小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光電池的新型路燈功率為120W，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能轉(zhuǎn)化率為，工作原理如圖所示，內(nèi)部的線圈面積為、匝數(shù)匝，磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，風(fēng)葉的半徑為，空氣的密度為。太陽(yáng)垂直照射的單位面積功率為1，光電池板被太陽(yáng)光直射的等效面積為，光能轉(zhuǎn)化率為。如果在一個(gè)風(fēng)速穩(wěn)定的晴天，經(jīng)3小時(shí)的光照和風(fēng)吹，路燈可正常工作7小時(shí)，測(cè)得風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電流強(qiáng)度大小為1A。下列對(duì)風(fēng)速和風(fēng)葉轉(zhuǎn)速估算合理的是（

）A．10，4.6 B．10，2.3 C．20，4.6 D．20，2.3【答案】A【詳解】設(shè)經(jīng)的光照和風(fēng)吹，光能轉(zhuǎn)化為電能為E3，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能為E4，則，，又，聯(lián)立解得風(fēng)速，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能為，設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電的峰值電壓為Um，則UmNBS1ωNBS1，所以，解得，即風(fēng)速為10m/s，風(fēng)葉的轉(zhuǎn)速為4.6r/s。故選A。28．（2024·廣東廣州·三模）（多選）如圖所示是明代宋應(yīng)星所著《天工開物》中記載的我國(guó)古代的一種農(nóng)業(yè)機(jī)械——水碾，當(dāng)水沖擊下部水輪時(shí)，水輪會(huì)帶動(dòng)上部的碾來(lái)碾米。假設(shè)水流沿水平方向垂直沖擊水輪中的葉片，每秒沖擊葉片的水量為10kg，水速?gòu)?m/s減小為1m/s，水流動(dòng)能的減少量全部用來(lái)對(duì)水輪做功，下列說(shuō)法正確的是（

）A．水碾每秒從水流中獲得的能量為180JB．水流對(duì)葉片的平均作用為的大小為50NC．葉片對(duì)水流的作用力方向與水流速度方向相反D．不同葉片上到轉(zhuǎn)軸距離相同的點(diǎn)線速度相同【答案】BC【詳解】A．水碾每秒從水流中獲得的能量等于水流動(dòng)能的變化量的大小，即，故A錯(cuò)誤；B．由動(dòng)量定理可得，葉片對(duì)水流的平均作用力的沖量等于水流動(dòng)量的變化，得到N由牛頓第三定律得到水流對(duì)該葉片的平均作用力的大小為50N，故B正確；C．葉片對(duì)水流做負(fù)功，則葉片的作用力方向與水流速度方向相反，故C正確；D．線速度是矢量，不同葉片上到轉(zhuǎn)軸距離相同的點(diǎn)線速度方向不同，故D錯(cuò)誤；故選BC。（2024·臺(tái)灣·模擬預(yù)測(cè)）風(fēng)能為再生能源，可作為凈零碳排的綠色能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)（簡(jiǎn)稱：風(fēng)機(jī)）利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)的動(dòng)能經(jīng)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)換成電能，其功率P與單位時(shí)間內(nèi)空氣流向風(fēng)機(jī)的氣流動(dòng)能成正比。29．空氣以速度v垂直流向風(fēng)機(jī)葉片，葉片旋轉(zhuǎn)所形成的假想圓形平面其面積為A，如圖。a.在時(shí)間內(nèi)，密度為的空氣流向風(fēng)機(jī)的質(zhì)量m為何？（以試題中所定義的參數(shù)符號(hào)表示）b.風(fēng)機(jī)的功率P與風(fēng)速三次方（）成正比，說(shuō)明其原因?yàn)楹危?0．風(fēng)機(jī)所標(biāo)示的[額定功率]通常為風(fēng)速時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的功率。近五年來(lái)臺(tái)灣平均每發(fā)100度電的二氧化碳排放量約為。以一座額定功率為的風(fēng)機(jī)來(lái)發(fā)電，若全年中有的時(shí)間風(fēng)速皆為，另外的時(shí)間風(fēng)速皆為，則下列敘述哪些正確？（1年有8760小時(shí)；1度電）（）A．當(dāng)風(fēng)速為時(shí)，該風(fēng)機(jī)功率為風(fēng)速額定功率時(shí)的B．當(dāng)風(fēng)速為時(shí)，該風(fēng)機(jī)功率為風(fēng)速額定功率時(shí)的C．若該風(fēng)機(jī)全年以額定功率發(fā)電，則1年發(fā)電量為70080度D．該風(fēng)機(jī)1年實(shí)際發(fā)電量為19710度E．在相同發(fā)電量下，該風(fēng)機(jī)1年實(shí)際發(fā)電比臺(tái)灣近五年平均發(fā)電，約可減少的二氧化碳排放量【答案】29．a(chǎn).；b.見解析30．BCE【解析】29．1.a.在時(shí)間內(nèi)，密度為的空氣流向風(fēng)機(jī)的質(zhì)量，b.風(fēng)機(jī)的功率30．AB．根據(jù)，可知，當(dāng)風(fēng)速為時(shí)，該風(fēng)機(jī)功率為風(fēng)速額定功率時(shí)的；當(dāng)風(fēng)速為時(shí)，該風(fēng)機(jī)功率為風(fēng)速額定功率時(shí)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C．若該風(fēng)機(jī)全年以額定功率發(fā)電，則1年發(fā)電量為，選項(xiàng)C正確；D．該風(fēng)機(jī)1年實(shí)際發(fā)電量為，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；E．在相同發(fā)電量下，該風(fēng)機(jī)1年實(shí)際發(fā)電比臺(tái)灣近五年平均發(fā)電，約可減少的二氧化碳排放量，選項(xiàng)E正確。故選BCE。題型六涉及彈簧的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題31．（2024·北京·高考真題）如圖所示，光滑水平軌道AB與豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道BC在B點(diǎn)平滑連接。一小物體將輕彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，物體脫離彈簧后進(jìn)入半圓形軌道，恰好能夠到達(dá)最高點(diǎn)C。下列說(shuō)法正確的是（）A．物體在C點(diǎn)所受合力為零B．物體在C點(diǎn)的速度為零C．物體在C點(diǎn)的向心加速度等于重力加速度D．物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于物體在C點(diǎn)的動(dòng)能【答案】C【詳解】AB．物體恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C，則物體在最高點(diǎn)只受重力，且重力全部用來(lái)提供向心力，設(shè)半圓軌道的半徑為r，由牛頓第二定律得,解得物體在C點(diǎn)的速度,AB錯(cuò)誤；C．由牛頓第二定律得,解得物體在C點(diǎn)的向心加速度，C正確；D．由能量守恒定律知，物體在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于物體在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和，D錯(cuò)誤。故選C。32．（2023·浙江·高考真題）一位游客正在體驗(yàn)蹦極，綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺(tái)縱身而下。游客從跳臺(tái)下落直到最低點(diǎn)過(guò)程中（）A．彈性勢(shì)能減小 B．重力勢(shì)能減小C．機(jī)械能保持不變 D．繩一繃緊動(dòng)能就開始減小【答案】B【詳解】游客從跳臺(tái)下落，開始階段橡皮繩未拉直，只受重力作用做勻加速運(yùn)動(dòng)，下落到一定高度時(shí)橡皮繩開始繃緊，游客受重力和向上的彈力作用，彈力從零逐漸增大，游客所受合力先向下減小后向上增大，速度先增大后減小，到最低點(diǎn)時(shí)速度減小到零，彈力達(dá)到最大值。A．橡皮繩繃緊后彈性勢(shì)能一直增大，A錯(cuò)誤；B．游客高度一直降低，重力一直做正功，重力勢(shì)能一直減小，B正確；C．下落階段橡皮繩對(duì)游客做負(fù)功，游客機(jī)械能減少，轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，C錯(cuò)誤；D．繩剛繃緊開始一段時(shí)間內(nèi)，彈力小于重力，合力向下做正功，游客動(dòng)能在增加；當(dāng)彈力大于重力后，合力向上對(duì)游客做負(fù)功，游客動(dòng)能逐漸減小，D錯(cuò)誤。故選B。33．（2022·江蘇·高考真題）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與物塊A連接在一起，處于壓縮狀態(tài)，A由靜止釋放后沿斜面向上運(yùn)動(dòng)到最大位移時(shí)，立即將物塊B輕放在A右側(cè)，A、B由靜止開始一起沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，下滑過(guò)程中A、B始終不分離，當(dāng)A回到初始位置時(shí)速度為零，A、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同、彈簧未超過(guò)彈性限度，則（）A．當(dāng)上滑到最大位移的一半時(shí)，A的加速度方向沿斜面向下B．A上滑時(shí)、彈簧的彈力方向不發(fā)生變化C．下滑時(shí)，B對(duì)A的壓力先減小后增大D．整個(gè)過(guò)程中A、B克服摩擦力所做的總功大于B的重力勢(shì)能減小量【答案】B【詳解】B．由于A、B在下滑過(guò)程中不分離，設(shè)在最高點(diǎn)的彈力為F，方向沿斜面向下為正方向，斜面傾角為θ，AB之間的彈力為FAB，摩擦因素為μ，剛下滑時(shí)根據(jù)牛頓第二定律對(duì)AB有，對(duì)B有，聯(lián)立可得，由于A對(duì)B的彈力FAB方向沿斜面向上，故可知在最高點(diǎn)F的方向沿斜面向上；由于在最開始彈簧彈力也是沿斜面向上的，彈簧一直處于壓縮狀態(tài)，所以A上滑時(shí)、彈簧的彈力方向一直沿斜面向上，不發(fā)生變化，故B正確；A．設(shè)彈簧原長(zhǎng)在O點(diǎn)，A剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)距離O點(diǎn)為x1，A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)距離O點(diǎn)為x2；下滑過(guò)程AB不分離，則彈簧一直處于壓縮狀態(tài)，上滑過(guò)程根據(jù)能量守恒定律可得，化簡(jiǎn)得，當(dāng)位移為最大位移的一半時(shí)有，帶入k值可知F合=0，即此時(shí)加速度為0，故A錯(cuò)誤；C．根據(jù)B的分析可知，再結(jié)合B選項(xiàng)的結(jié)論可知下滑過(guò)程中F向上且逐漸變大，則下滑過(guò)程FAB逐漸變大，根據(jù)牛頓第三定律可知B對(duì)A的壓力逐漸變大，故C錯(cuò)誤；D．整個(gè)過(guò)程中彈力做的功為0，A重力做的功為0，當(dāng)A回到初始位置時(shí)速度為零，根據(jù)功能關(guān)系可知整個(gè)過(guò)程中A、B克服摩擦力所做的總功等于B的重力勢(shì)能減小量，故D錯(cuò)誤。故選B。34．（2022·湖北·高考真題）如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的小物塊Р和Q，用輕質(zhì)彈簧連接后放在水平地面上，Р通過(guò)一根水平輕繩連接到墻上。P的下表面光滑，Q與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。用水平拉力將Q向右緩慢拉開一段距離，撤去拉力后，Q恰好能保持靜止。彈簧形變始終在彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)為k，重力加速度大小為g。若剪斷輕繩，Р在隨后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相對(duì)于其初始位置的最大位移大小為（）A．μmgk B． C． D．【答案】C【詳解】Q恰好能保持靜止時(shí)，設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)量為x，滿足，若剪斷輕繩后，物塊P與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧的最大壓縮量也為x，因此Р相對(duì)于其初始位置的最大位移大小為故選C。35．（2023·湖北·高考真題）（多選）如圖所示，原長(zhǎng)為l的輕質(zhì)彈簧，一端固定在O點(diǎn)，另一端與一質(zhì)量為m的小球相連。小球套在豎直固定的粗糙桿上，與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。桿上M、N兩點(diǎn)與O點(diǎn)的距離均為l，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為，OP與桿垂直。當(dāng)小球置于桿上P點(diǎn)時(shí)恰好能保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為g。小球以某一初速度從M點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，在此過(guò)程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。下列說(shuō)法正確的是（

）

A．彈簧的勁度系數(shù)為B．小球在P點(diǎn)下方處的加速度大小為C．從M點(diǎn)到N點(diǎn)