專題9機(jī)械能及其守恒定律（1）（原卷版）-2025年高考物理二輪復(fù)習(xí)培優(yōu)練（新高考用）

試卷第=page11頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)專題9機(jī)械能及其守恒定律（1）TOC\o"1-1"\h\u一、功與功率的計(jì)算 2二、機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題 3三、應(yīng)用動(dòng)能定理求變力的功 5四、應(yīng)用動(dòng)能定理解多段過(guò)程問(wèn)題 6五、用動(dòng)能定理解決物體在傳送帶運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 9六、利用動(dòng)能定理求解其他問(wèn)題（運(yùn)動(dòng)時(shí)間、力等） 10專題一功與功率的計(jì)算1．（2024·海南·高考真題）神舟十七號(hào)載人飛船返回艙于2024年4月30日在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸，在飛船返回至離地面十幾公里時(shí)打開(kāi)主傘飛船快速減速，返回艙速度大大減小，在減速過(guò)程中（）A．返回艙處于超重狀態(tài) B．返回艙處于失重狀態(tài)C．主傘的拉力不做功 D．重力對(duì)返回艙做負(fù)功2．（2023·北京·高考真題）如圖所示，一物體在力F作用下沿水平桌面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體質(zhì)量為m，加速度大小為a，物體和桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，在物體移動(dòng)距離為x的過(guò)程中（）

A．摩擦力做功大小與F方向無(wú)關(guān) B．合力做功大小與F方向有關(guān)C．F為水平方向時(shí)，F(xiàn)做功為 D．F做功的最小值為3．（2023·山東·高考真題）《天工開(kāi)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(kāi)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．nmgωRH4．（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專題二機(jī)車啟動(dòng)問(wèn)題5．（2023·湖北·高考真題）兩節(jié)動(dòng)車的額定功率分別為和，在某平直鐵軌上能達(dá)到的最大速度分別為和?，F(xiàn)將它們編成動(dòng)車組，設(shè)每節(jié)動(dòng)車運(yùn)行時(shí)受到的阻力在編組前后不變，則該動(dòng)車組在此鐵軌上能達(dá)到的最大速度為（

）A． B． C． D．6．（2023·山東·高考真題）質(zhì)量為M的玩具動(dòng)力小車在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力F和受到的阻力f均為恒力，如圖所示，小車用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩拉著質(zhì)量為m的物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小車拖動(dòng)物體行駛的位移為時(shí)，小車達(dá)到額定功率，輕繩從物體上脫落。物體繼續(xù)滑行一段時(shí)間后停下，其總位移為。物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，不計(jì)空氣阻力。小車的額定功率P0為（

）

A． B．C． D．7．（2024·山東·二模）某快遞公司用無(wú)人駕駛小車在平直的道路上轉(zhuǎn)運(yùn)貨物，該小車自靜止開(kāi)始加速到一定速度后勻速行駛，快接近終點(diǎn)時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)減速行駛。已知關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前小車的輸出功率不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程受到的阻力不變，減速階段的加速度大小恒為a；小車后輪半徑是前輪半徑的2倍，勻速行駛階段后輪的轉(zhuǎn)速為n。則小車在加速階段的加速度大小為2a時(shí)前輪的轉(zhuǎn)速為（）A． B． C． D．2n8．（2022·廣東·高考真題）如圖所示，載有防疫物資的無(wú)人駕駛小車，在水平段以恒定功率、速度勻速行駛，在斜坡段以恒定功率、速度勻速行駛。已知小車總質(zhì)量為，，段的傾角為，重力加速度g取，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的有（）A．從M到N，小車牽引力大小為 B．從M到N，小車克服摩擦力做功C．從P到Q，小車重力勢(shì)能增加 D．從P到Q，小車克服摩擦力做功9．（2025·福建福州·二模）一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持汽車發(fā)動(dòng)機(jī)恒定的牽引功率為P，其加速度a和速度的倒數(shù)（）圖像如圖所示，若已知汽車的質(zhì)量為2.4×103kg，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力保持不變，則根據(jù)圖像所給的信息，可以求出汽車的功率P=W，汽車行駛的最大速度。10．（2024·廣東廣州·二模）某型號(hào)“雙引擎”節(jié)能環(huán)保汽車的工作原理：當(dāng)行駛速度時(shí)僅靠電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力：當(dāng)行駛速度時(shí)，汽車自動(dòng)切換引擎，僅靠汽油機(jī)輸出動(dòng)力。該汽車在平直的公路上由靜止啟動(dòng)，其牽引力F隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖。已知該汽車質(zhì)量為1500kg，行駛時(shí)所受阻力恒為1250N。汽車在時(shí)刻自動(dòng)切換引擎后，保持牽引力功率恒定。求：(1)汽車切換引擎后的牽引力功率P；(2)汽車由啟動(dòng)到切換引擎所用的時(shí)間。專題三應(yīng)用動(dòng)能定理求變力的功11．（2025·廣東珠海·二模）網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員在離地面高度處將網(wǎng)球以大小為的速度斜向上擊出，空氣阻力的影響不可忽略，網(wǎng)球經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后升到最高點(diǎn)，此時(shí)網(wǎng)球離地面高為，速度大小為。已知網(wǎng)球質(zhì)量為，重力加速度為。則（）A．網(wǎng)球從被擊出到最高點(diǎn)的過(guò)程，機(jī)械能守恒B．網(wǎng)球從被擊出到最高點(diǎn)的過(guò)程，減少的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為增加的重力勢(shì)能C．網(wǎng)球在其軌跡最高點(diǎn)時(shí)重力的功率等于零D．網(wǎng)球從被擊出到最高點(diǎn)的過(guò)程，克服空氣阻力做功為12．（2024·貴州·高考真題）質(zhì)量為的物塊靜置于光滑水平地面上，設(shè)物塊靜止時(shí)的位置為x軸零點(diǎn)?，F(xiàn)給物塊施加一沿x軸正方向的水平力F，其大小隨位置x變化的關(guān)系如圖所示，則物塊運(yùn)動(dòng)到處，F(xiàn)做功的瞬時(shí)功率為（）

A． B． C． D．13．（2024·新疆河南·高考真題）將重物從高層樓房的窗外運(yùn)到地面時(shí)，為安全起見(jiàn)，要求下降過(guò)程中重物與樓墻保持一定的距離。如圖，一種簡(jiǎn)單的操作方法是一人在高處控制一端系在重物上的繩子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的繩子Q，二人配合可使重物緩慢豎直下降。若重物的質(zhì)量，重力加速度大小，當(dāng)P繩與豎直方向的夾角時(shí)，Q繩與豎直方向的夾角（1）求此時(shí)P、Q繩中拉力的大??；（2）若開(kāi)始豎直下降時(shí)重物距地面的高度，求在重物下降到地面的過(guò)程中，兩根繩子拉力對(duì)重物做的總功。專題四應(yīng)用動(dòng)能定理解多段過(guò)程問(wèn)題14．（2024·廣東·高考真題）如圖所示，光滑斜坡上，可視為質(zhì)點(diǎn)的甲、乙兩個(gè)相同滑塊，分別從、高度同時(shí)由靜止開(kāi)始下滑。斜坡與水平面在O處平滑相接，滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，乙在水平面上追上甲時(shí)發(fā)生彈性碰撞。忽略空氣阻力。下列說(shuō)法正確的有（）A．甲在斜坡上運(yùn)動(dòng)時(shí)與乙相對(duì)靜止B．碰撞后瞬間甲的速度等于碰撞前瞬間乙的速度C．乙的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與無(wú)關(guān)D．甲最終停止位置與O處相距15．（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。16．（2023·湖北·高考真題）如圖為某游戲裝置原理示意圖。水平桌面上固定一半圓形豎直擋板，其半徑為2R、內(nèi)表面光滑，擋板的兩端A、B在桌面邊緣，B與半徑為R的固定光滑圓弧軌道在同一豎直平面內(nèi)，過(guò)C點(diǎn)的軌道半徑與豎直方向的夾角為60°。小物塊以某一水平初速度由A點(diǎn)切入擋板內(nèi)側(cè)，從B點(diǎn)飛出桌面后，在C點(diǎn)沿圓弧切線方向進(jìn)入軌道內(nèi)側(cè)，并恰好能到達(dá)軌道的最高點(diǎn)D。小物塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g，忽略空氣阻力，小物塊可視為質(zhì)點(diǎn)。求：（1）小物塊到達(dá)D點(diǎn)的速度大?。唬?）B和D兩點(diǎn)的高度差；（3）小物塊在A點(diǎn)的初速度大小。專題五用動(dòng)能定理解決物體在傳送帶運(yùn)動(dòng)問(wèn)題17．（2024·吉林長(zhǎng)春·二模）如圖所示，以的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平傳送帶，左端與粗糙的弧形軌道平滑對(duì)接，右端與光滑水平面平滑對(duì)接。水平面上有位于同一直線上、處于靜止?fàn)顟B(tài)的5個(gè)相同小球，小球質(zhì)量。質(zhì)量的物體從軌道上高的點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，滑到傳送帶上的A點(diǎn)時(shí)速度大小，物體和傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，傳送帶之間的距離。物體與小球、小球與小球之間發(fā)生的都是彈性正碰，重力加速度。下列說(shuō)法正確的是（

）A．物體從點(diǎn)下滑到A點(diǎn)的過(guò)程中，克服摩擦力做的功為B．物體第一次向右通過(guò)傳送帶的過(guò)程中，摩擦生熱為C．第1個(gè)小球最終的速度大小為D．物體第一次與小球碰撞后，在傳送帶上向左滑行的最大距離為18．（2024·遼寧鞍山·二模）如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以某一恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，一根輕彈簧兩端分別與物塊和豎直墻面連接，將物塊在傳送帶左端無(wú)初速度釋放，此時(shí)彈簧恰處于原長(zhǎng)且為水平。物塊向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，受到的摩擦力大小與物塊位移的關(guān)系如圖乙所示，已知物塊質(zhì)量為m，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，為已知量，則下列說(shuō)法正確的是（

）A．過(guò)程，物塊所受摩擦力方向向右B．彈簧的勁度系數(shù)為C．傳送帶的速度為D．物塊能運(yùn)動(dòng)到處19．（24-25高三上·山東·二模）如圖所示，足夠長(zhǎng)的傳送帶傾角為，以恒定速率沿順時(shí)針?lè)较騻鲃?dòng)。一物塊從傳送帶頂端以沿傳送帶向下的初速度滑上傳送帶，已知，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)。以物塊剛滑上傳送帶的位置為位移起點(diǎn)，物塊的動(dòng)能與位移的關(guān)系圖像可能正確的是（）A．B．C．D．專題六利用動(dòng)能定理求解其他問(wèn)題（運(yùn)動(dòng)時(shí)間、力等）20．（2025·陜西寶雞·二模）在巴黎奧運(yùn)會(huì)上，中國(guó)運(yùn)動(dòng)員全紅嬋在10m跳臺(tái)跳水決賽中獲得冠軍。全紅嬋的質(zhì)量為40kg，假設(shè)她從10m跳臺(tái)由靜止跳入水中，水的平均阻力是她體重的3.5倍。在粗略計(jì)算時(shí)，空氣阻力不計(jì)，可以將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)。則水池的深度至少為（）A．5m B．4m C．3m D．2m21．（2024·四川攀枝花·二模）如圖所示，一傾角、長(zhǎng)度為的光滑絕緣斜槽固定在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一質(zhì)量為、電量絕對(duì)值為的帶電小球從斜槽頂端以速度沿斜槽向下運(yùn)動(dòng)，恰能到達(dá)斜面底端。已知重力加速度為，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，則小球的帶電性質(zhì)及場(chǎng)強(qiáng)的大小為（）A．小球帶正電， B．小球帶負(fù)電，C．小球帶正電， D．小球帶負(fù)電，22．（2025·安徽黃山·二模）一款能垂直起降的遙控?zé)o人機(jī)質(zhì)量m=200kg，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率最大值Pm=24000W，最大豎直升力Fm=3000N，執(zhí)行偵察任務(wù)時(shí)懸停在離地高度h1=189.6m的高空。執(zhí)行任務(wù)后需要盡快豎直上升到離地高度超過(guò)h2=240m的安全區(qū)域。忽略空氣阻力，g取10m/s2。求：(1)該過(guò)程的最大上升速度大小與最大上升加速度大??；(2)執(zhí)行任務(wù)后，無(wú)人機(jī)立即以最大豎直升力上升，到最大功率時(shí)所用的時(shí)間及該過(guò)程位移的大??；(3)執(zhí)行任務(wù)后，為盡快到達(dá)安全區(qū)域，無(wú)人機(jī)至少需要運(yùn)動(dòng)的時(shí)間（到達(dá)安全區(qū)域之前已經(jīng)達(dá)到最大速度）。23．（2021·全國(guó)甲卷·高考真題）如圖，一傾角為的光滑斜面上有50個(gè)減速帶（圖中未完全畫出），相鄰減速帶間的距離均為d，減速帶的寬度遠(yuǎn)小于d；一質(zhì)量為m的無(wú)動(dòng)力小車（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距第一個(gè)減速帶L處由靜止釋放。已知小