全國近三年高考物理真題演練及分類解析—【考點(diǎn)9】功能關(guān)系機(jī)械能守恒定律及應(yīng)用

1、精品試卷推薦下載高中物理學(xué)習(xí)材料（燦若寒星*整理制作）【考點(diǎn)91功能關(guān)系機(jī)械能守恒定律及應(yīng)用1 . （2007山東理綜，20, 4分）如圖1-1甲所示，光滑軌道 MO和ON底端對(duì)接且 ON = 2MO , M、N兩點(diǎn)高度相同。小球自M點(diǎn)由靜止自由滾下，忽略小球經(jīng)過。點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能損失，以 u、s、a、Ek分別表示小球的速度、位移、加速度和動(dòng)能四個(gè)物理量的大小。下列圖像中能正確反映小球自M點(diǎn)到N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程的是（）圖1-12 . （2007廣東理科基礎(chǔ)，10, 2分）某位同學(xué)做“難機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，下列操作步驟中錯(cuò)誤（ ）的是A .把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線連接低壓交流電源B.將連有重

2、錘的紙帶穿過限位孔，將紙帶和重錘提升到一定高度C.先釋放紙帶，再接通電源D.更換紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)處理數(shù)據(jù)3. （2007海南單科，9, 4分）如圖3-1,卷揚(yáng)機(jī)的繩索通過定滑輪用力 F拉位于粗斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動(dòng)。在移動(dòng)過程中，下列說法正確的是（ ）A . F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服摩擦力所做的功之和B . F對(duì)木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和推薦下載圖3-1C.木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢(shì)能D . F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能與木箱克服摩擦力做的功之和4. （2006江蘇物理，10, 4分）我省沙河抽水蓄能電站自2003年

3、投入運(yùn)行以來,電高峰電力緊張方面，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。抽水蓄能電站理，在用電低谷時(shí)（如深夜），電站利用電網(wǎng)多余電能把水抽到高處蓄水池高峰時(shí)，再利用蓄水池中的水發(fā)電。如圖 4-1 ,蓄水池（上游水庫）可視為在緩解用 的工作原 中，到用電 長方體，有效總庫容量（可用于發(fā)電）為 V,蓄水后水位高出下游水面H,發(fā)電過程中上游水庫水位最大落差為d。統(tǒng)計(jì)資料表時(shí)，該電站年抽水用電為 2.4X 108kW，h ,年發(fā)電量為1.8X 108kW，h。則下列計(jì)算結(jié)果正確的是 （水 的密度為P,重力加速度為g ,涉及重力勢(shì)能的計(jì)算均以下游水面為零勢(shì)能面） （）A.能用于發(fā)電的水的最大重力勢(shì)能Ep =

4、PVgHB.能用于發(fā)電的水的最大重力勢(shì)能dEp = PVg H -d Ip /2 J510 kW 計(jì)）約 10hC.電站的總效率達(dá) 75%D.該電站平均每天所發(fā)電能可供給一個(gè)大城市居民用電（電功率以5 . （2008廣東文科基礎(chǔ)，60, 2分）汽車沿一段坡面向下行駛，通過剎車使速度逐漸減小。在剎車過程中（ ）A .重力勢(shì)能增加B .動(dòng)能增加C.重力做負(fù)功D.機(jī)械能不守恒6. （2008海南單科，5, 3分）質(zhì)子和中子是由更基本的粒子即所謂“夸克”組成的。兩個(gè)強(qiáng)作用荷相反（類似于正負(fù)電荷）的夸克在距離很近時(shí)幾乎沒有相互作用（稱為“漸近自由” ）；在距離較遠(yuǎn)時(shí)，它們之間就會(huì)出現(xiàn)很強(qiáng)的引力（導(dǎo)致所謂

5、“夸克禁閉”）。作為一個(gè)簡單的模型，設(shè)這樣的兩夸克之間的相互作用力F與它們之間的距離r的關(guān)系為F= -FoJ1 < r < r2 ,式中F0為大于零的常量，負(fù)號(hào)表示引力。用U表示夸克間的勢(shì)能，令Uo = F0（r2 -1）,取無窮遠(yuǎn)為勢(shì)能零點(diǎn)。下列 U -r圖示中正確的是圖6-17. （2008上海單科，8, 4分）物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，Ek代表動(dòng)能，Ep代表勢(shì)能，h代表下落的距離，以水平地面為零勢(shì)能面。下列所示圖像中，能正確反映各物理量之間的關(guān)系的是（）圖7-18. （2008四川非延考區(qū)，18, 6分）一物體沿固定斜面從靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間to滑至斜面底端。已知在物體運(yùn)動(dòng)過

6、程中物體所受的摩擦力恒定。若用F、u、s和E分別表示該物體所受的合力、物體的速度、位移和機(jī)械能，則下列圖像中可能正確的是（）m的質(zhì)點(diǎn)在外力F的作角圖8-19. （2008上海單科，4, 4分）如圖9-1所示，在豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系中，一個(gè)質(zhì)量為用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)。由靜止開始沿直線 ON斜向下運(yùn)動(dòng)，直線ON與y軸負(fù)方向成日（9 < n/4 ）。則F大小于少為;若F =mgtan ,則質(zhì)點(diǎn)機(jī)械能大小的變化情況是 10. （2007天津理綜，23, 16分）如圖10-1所示，水平光滑地面上停放著一輛小車，左在豎直墻壁上，小車的四分之一圓弧軌道AB是光滑的，在最低點(diǎn) B與水平軌道BC切，BC的長

7、度是圓弧半徑的 10倍，整個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi)?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的從A點(diǎn)正上方某處無初速下落，恰好落入小車圓弧軌道滑動(dòng)，然后沿水平軌道滑行至軌道末端C處恰好沒有滑出。已知物塊到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力是物塊重力的 9倍，小車是物塊的3倍，不考慮空氣阻力和物塊落入圓弧軌道時(shí)的能量損失。求：（1）物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高是圓弧半徑的幾倍;（2）物塊與水平軌道 BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)N。圖 10-1（2007全國n, 23, 16分）如圖11-1所示，位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，由一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而成，圓形軌道的半徑為Ro 一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止

8、開始下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)。要求物塊能通過圓形軌道最高點(diǎn)。且在該最高點(diǎn)軌道間的壓力不能超過5mg （g為重力加速度）。求物塊初始位置相對(duì)于圓形軌道底部的高度h的取值范圍。圖 11-1412.（2009上海物理，20, 10分）質(zhì)量為5M103 kg的汽車在t=0時(shí)刻速度vo=10m/s,隨后以P= 6父104 W的額定功率沿平直公路繼續(xù)前進(jìn)，經(jīng)72s達(dá)到最大速度，設(shè)汽車受恒定阻力，其大小為2.5M103N。求：（1）汽車的最大速度Vm； （2）汽車在72s內(nèi)經(jīng)過的路程So13.（2009江蘇物理，9, 4分）如圖所示，兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接， B足夠長、放置在水平面上，所有

9、接觸面均光滑。彈簧開始時(shí)處于原長，運(yùn)動(dòng)過程中始終處在彈性限度內(nèi)。在物塊A上施加一個(gè)水平恒力，A、B從靜止開始運(yùn)動(dòng)到第一次速度相等的過程中，下列說法中正確的有（第9題圖）A.當(dāng)A、B加速度相等時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大B.當(dāng)A、B加速度相等時(shí)，A、B的速度差最大C.當(dāng)A、B的速度相等時(shí)，A的速度達(dá)到最大D.當(dāng)A、B的速度相等時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大14. （2009山東理綜，24, 15分）如圖所示，某貨場而將質(zhì)量為mi=100 kg的貨物（可視為質(zhì)點(diǎn)）從高處運(yùn)送至地面，為避免貨物與地面發(fā)生撞擊，現(xiàn)利用固定于地面的光滑四分之一圓軌道，使貨物中軌道頂端無初速滑下,N =0.2。軌道半徑R=1.8 m。地面

10、上緊靠軌道次排放兩聲完全相同的木板長度土勻?yàn)閘=2m,質(zhì)量均為m2=100 kg,木板上表面與軌道末端相與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卜1,木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)（最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，取g=10 m/s2）（1）求貨物到達(dá)圓軌道末端時(shí)對(duì)軌道的壓力。B時(shí)，木板B開始滑動(dòng)，求 卜1應(yīng)滿足的條件。（2）若貨物滑上木板 4時(shí)，木板不動(dòng)，而滑上木板（3）若卜1=0。5,求貨物滑到木板 A末端時(shí)的速度和在木板 A上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。15. （2009浙江理綜，24, 18分）某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽。比賽路徑如圖所示，賽車從起點(diǎn)A出發(fā)，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng) L后，由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為 R的光滑豎直

11、圓軌道，離開豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運(yùn)動(dòng)到 C點(diǎn)，并能越過壕溝。已知賽車質(zhì)量m=0.1kg ,通電后以額定功率P=1.5w工作，進(jìn)入豎直軌道前受到阻力恒為0.3N ,隨后在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力均可不記。圖中 L=10.00m,R=0.32m , h=1.25m , S=1.50m。問：要使賽車完成比賽，電動(dòng)機(jī)至少工作多長時(shí)間？（取 g=10）高考真題答案與解析【考點(diǎn)9】 功能關(guān)系機(jī)械能守恒定律及應(yīng)用1 .答案：A【解析】因ON =2OM , m、N高度相同，故圖中ot A P ,小球自M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)過程中，在 MO階段C選項(xiàng)是錯(cuò)誤的，A、B、Da1 = gsin 口，在ON階段a2 = g

12、 sin P ,都是常量，故C錯(cuò)誤。u -t圖像是直線，故 A正確。s-t圖像是二次曲線，故 B錯(cuò)誤。而MO階Ek段,212.2 (at) =3 ma t，為t的二次函數(shù)，故D錯(cuò)誤。2 .答案：C【解析】根據(jù)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)要求，應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故均符合實(shí)驗(yàn)要求，故選出錯(cuò)誤選項(xiàng)Co3 .答案：CD【解析】由動(dòng)能定理得，物體在上升過程中有Wf -mgh -Wf =恥口 故有：Wf =Wf +mgh+AEk,由此判斷D選項(xiàng)正確。又因在此過程中重力做負(fù)功，所以木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢(shì)能，所以C選項(xiàng)正確。4 .答案：BC d【解析】上游水庫的有效庫容為V,能用于發(fā)電的水

13、的最大重力勢(shì)能Ep = Pvg(H -3),故A錯(cuò)、B對(duì)。電1.8 108站的總效率 刈=8 X100%=75% ,故C正確。電站平均每天發(fā)電供給一個(gè)城市居民用電的時(shí)間2.4 10精品試卷1.8 108t =5h=5h,故 D 錯(cuò)。360 105 .答案：D【解析】機(jī)械能守恒條件是只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈簧的彈力做功，D對(duì)。6 .答案：B【解析】由題意知，U0表示夸克由at匕克服引力所做功，取無窮遠(yuǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，因由 =0至=1間無作用力，其勢(shì)能均為 一U0,由r1T r2引力做負(fù)功，其勢(shì)能增加，故只有B圖符合能量變化情況，只有 B正確。7 .答案：B12 2-12【解析】設(shè)物體的質(zhì)量為 m,初態(tài)勢(shì)能

14、為E°=則有Ep = E。 mg2t2 = E。 mu2 = E。-Ek = E0 -mgh。綜上可知只有 B對(duì)。8.答案：AD【解析】物體沿斜面下滑時(shí)，受到的合外力F為恒力，故A正確物體下滑的加速度 a = F也為恒定值，由u = at m1 2可知B錯(cuò)誤。由s = at2可知C錯(cuò)誤。設(shè)初態(tài)時(shí)物體的機(jī)械能為E。，由功能關(guān)系可得末態(tài)的機(jī)械能2E = Eo - f s=Eo- ffat2,又因?yàn)槲矬w滑到底端時(shí)仍有動(dòng)能，故在t=t0時(shí)刻E#,故D正確。9 .答案：mg sin日增大、減小都有可能【解析】欲使物體由靜止沿 ON方向運(yùn)動(dòng)，則F與重力mg的合力須沿ON由力的矢量圖可知F的最小值

15、應(yīng)為F= mg sin g。質(zhì)點(diǎn)機(jī)械能的增大與減小，F(xiàn)對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功的正或負(fù)，因 F方向未知，故F對(duì)質(zhì)點(diǎn)可能做正功也可能做 質(zhì)點(diǎn)機(jī)械能可能增大，也可能減小。方向，取決于負(fù)功，10 .答案：(1) h =4R (2) N =0.3【解析】（1）設(shè)物塊的質(zhì)量為 m,其開始下落處的位置距BC的豎直高度為h ,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為u，小車圓弧軌道半徑為 Ro由機(jī)械能守恒定律，有mgh = ；m 2由牛頓第三定律，可知 B點(diǎn)對(duì)物塊的支持力為 9mg2根據(jù)牛頓第一te律，有 9mg -mg =m-解得h = 4R即物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的 4倍。推薦下載(2)設(shè)物塊與BC間的滑動(dòng)摩

16、擦力的大小為F,物塊滑到C點(diǎn)時(shí)與小車的共同速度為"":'，物塊在小車上由 B 運(yùn)動(dòng)到C的過程中小車對(duì)地面的位移大小為 So依題意，小車的質(zhì)量為3m, BC長度為10R。由滑動(dòng)摩擦定律，有F= Nmg由動(dòng)量守恒定律，有 mu=(m+3m)3 對(duì)物塊、小車分別應(yīng)用動(dòng)能定理，有12 12-F(10R+s) =-mu'mv 2212Fs=5(3m"2-0解得N=0.3-5r, 一11.答案：一R <h <5R2【解析】設(shè)物塊在圓形軌道最高點(diǎn)的速度為u ,由機(jī)械能守恒定律得1-2mg、軌道的壓力No重力與壓力的合力提供向心力，有mgh =2mgR

17、 -m物塊在最高點(diǎn)受的力為重力2mg N = m 物塊能通過最高點(diǎn)的條件是 N>0由式得:.gR由式得5 _h之5R2按題的要求N <5mg ,則式得u <x;6Rg由式得h <5Rh的取值范圍是5R <h <5R2評(píng)分細(xì)則：、式各 4分，式2分，式1分，式2分，式1分，式2分。12.【解析】4(1)當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)，P=Fv=fVm, Vm=f = rr-T3 m/s=24m/s,f 2.5 10(2)從開始到72s時(shí)刻依據(jù)動(dòng)能定理得：2,._212 12 2Pt- mvm + mv0Pt-fs=2 mvm -2 mv0 ,解得：s=2f = 1252m。

18、13.答案：BCD推薦下載精品試卷14.15.【解析】處理本題的關(guān)鍵是對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析，使用圖象處理則可以使問題大大簡化。對(duì)A、B在水平方向受力分析如圖， Fi為彈簧的拉力；當(dāng)加速度大小相同為a時(shí)，對(duì)，,一 一一，,一 F町 - FA有F F1 =ma ,對(duì)B有F1 =ma ,得F1 =一，在整個(gè)過程中a的七 > 合 力2（加速度）一直減小而B的合力（加速度）一直增大，在達(dá)到共同加速|(zhì)m度之前A的合力（加速度）一直大于B的合力（加速度），之后A的合力（加速度）一直小于B的合力（加速度）.兩物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖，ti時(shí)刻，兩物體加速度相等，斜率相同，速度差最大，t2時(shí)刻兩物體的速度相等，A速度達(dá)到最大值，兩實(shí)線之間圍成的面積有最大值即兩物體的相對(duì)位移最大，彈簧被拉到最長；除重力和彈簧彈力外其它力對(duì)系統(tǒng)正功，系統(tǒng)機(jī)械能增 加，ti時(shí)刻之后拉力依然做正功，即加速度相等時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能并非最大 值?！窘馕觥浚?）設(shè)貨物滑到圓軌道末端是的速度為V。，對(duì)貨物的下滑過程中1 2根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，mgR = m1V（2，設(shè)貨物在軌道末端所受支持力22的大小為Fn,根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)n -mg=m1*，聯(lián)立以上兩式R代入數(shù)據(jù)得Fn =3000N,根據(jù)牛頓第三