高三物理模拟试题分类汇编机械能

第1页共4页高三物理模拟试题分类汇编：必修2：机械能1．(2011东城期末)把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车。而动车组就是几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，就是动车组，如图所示。假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h；则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为A．120km/hB．240km/C．320km/hD．480km/h2．（2011丰台期末）如图4所示，，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动。在移动过程中，下列说法正确的是A．F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做的功之和B．F对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C．木箱克服重力做的功大于木箱增加的重力势能D．F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和3．（2011石景山期末）如图2所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h．让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零．则在圆环下滑过程中（）A．圆环机械能守恒B．弹簧的弹性势能先增大后减小C．弹簧的弹性势能变化了mghD．弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大4．(2011怀柔一模）如图3a、3b所示，是一辆质量m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=4s末两个时刻的两张照片。当t=0时，汽车刚启动（汽车的运动可看成匀加速直线运动）．图3c是车内横杆上悬挂的拉手环（相对汽车静止）经放大后的图像，测得θ=150．根据题中提供的信息，可以估算出的物理量有A．4s内汽车牵引力所做的功B．4s末汽车牵引力的功率C．汽车所受到的平均阻力D．汽车的长度5．（2011丰台二模）(16分)如图所示，竖直平面内有四分之一圆弧轨道固定在水平桌面上，圆心为O点。一小滑块自圆弧轨道A处由静止开始自由滑下，在B点沿水平方向飞出，落到水平地面C点。已知小滑块的质量为m=1.0kg，C点与B点的水平距离为1m，B点高度为1.25m，圆弧轨道半径R=1m，g取10m/s2。求小滑块：(1）从B点飞出时的速度大小；(2）在B点时对圆弧轨道的压力大小；(3）沿圆弧轨道下滑过程中克服摩擦力所做的功。6．(2011丰台二模）（20分）如图所示，光滑水平面上静止放置着一辆平板车A，。车上有两个小滑块B和C（都可视为质点），B与车板之间的动摩擦因数为μ，而C与车板之间的动摩擦因数为2μ．开始时B、C分别从车板的左、右两端同时以大小相同的初速度vo相向滑行。经过一段时间，C、A的速度达到相等，此时C和B恰好发生碰撞。已知C和B发生碰撞时两者的速度立刻互换，A、B、C三者的质量都相等，重力加速度为g。设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力。(1）求开始运动到C、A的速度达到相等时的时间；(2）求平板车平板总长度；ABCO图4FmhA图2第2页共4页(3）已知滑块C最后没有脱离平板，求滑块C最后与车达到相对静止时处于平板上的位置。7．（2011海淀二模）（18分）在2010年温哥华冬奥会单板滑雪女子U型池决赛中，我国小将刘佳宇名列第四名。虽然无缘奖牌，但刘佳宇已经创造中国单板滑雪在冬奥会上的最好成绩。单板滑雪U型池的比赛场地截面示意图如图11所示，场地由两个完全相同的1/4圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成，圆弧滑道的半径R=3.5m，B、C分别为圆弧滑道的最低点，B、C间的距离s=8.0m，运动员在水平滑道以一定的速度冲向圆弧滑道CD，到达圆弧滑道的最高位置D后竖直向上腾空跃起，在空中做出翻身、旋转等动作，然后再落回Ｄ点。裁判员根据运动员腾空的高度、完成动作的难度和效果等因素评分，并要求运动员在滑动的整个过程中，身体的任何部位均不能触及滑道。假设某次比赛中运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度v0=16.2m/s，运动员从B点运动到C点所用的时间t＝0.5s，从D点跃起时的速度vD=8.0m/s。设运动员连同滑板的质量m=50kg，忽略空气阻力的影响，重力加速度g取10m/s2。求：(1）运动员从D点跃起后在空中完成动作的时间；(2）运动员从C点到D点运动的过程中需要克服摩擦阻力所做的功；(3）为使运动不断持续，运动员从D点滑回到A点时的速度应不小于D点的速度。那么运动员在水平滑道BC段滑动的过程中是否可能增加其动能呢？试进行判断，并说明理由。8．（2011东城二模）（16分）如图所示，在竖直平面内，由倾斜轨道AB、水平轨道BC和半圆形轨道CD连接而成的光滑轨道，AB与BC的连接处是半径很小的圆弧，BC与CD相切，圆形轨道CD的半径为R。质量为m的小物块从倾斜轨道上距水平面高为h=2.5R处由静止开始下滑。求：(1）小物块通过B点时速度vB的大小；(2）小物块通过圆形轨道最低点C时圆形轨道对物块的支持力F的大小；(3）试通过计算说明，小物块能否通过圆形轨道的最高点D。9．（2011西城二模）（18分）2010年11月5日，在新疆召开的“引渤入疆”(指引渤海水进入新疆)研讨会，引起了全国舆论的广泛关注。其中一个方案是：从天津取水，由黄旗海—库布齐沙漠—毛乌素沙漠—腾格里沙漠—乌兰布和沙漠—巴丹吉林沙漠，走河西走廊，经疏勒河自流进入罗布泊。此路径中最高海拔约为1200m，从罗布泊到下游的艾丁湖，又有近1000m的落差。此方案是否可行，涉及到环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量角度来分析这个方案。取重力加速度g=10m/s2，水的密度ρ1＝1.0×103kg/m3。(1）通过管道提升海水，电能的利用率η1=60%，将1吨海水提升到海拔1200m，需要耗多少电能？利用水的落差发电，发电效率也为η1=60%，在1000m的落差中1吨水可以发多少电能？(2）如果每年调4×109m3海水入疆，尽管利用落差发的电可以全部用来提升海水，但还需要额外提供电能。(i）额外需要的电能可从三峡水电站输送。已知三峡水电站水库面积约1.0×109m2，年平均流量Q=5.0×1011m3，水库水面与发电机所在位置的平均高度差h=100m，发电站的发电效率η1=60%。求在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例。(ii）我国西北地区风能充足，额外需要的电能也可通过风力发电来解决。通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能。取空气密度ρ2＝1.25kg/m3。某风力发电机的发电效率η2=40%，其风轮机一个叶片旋转一周扫过的面积S=400m2。某地区风速υ=10m/s的时间每年约为5500小时(合2.0×107s)。求在该地区建多少台这样的风力发电机才能满足“引渤入疆”工程额外需要的电能？DCv0ABR图11DCABhOR第3页共4页10．（2011东城一模）（16分）如图所示，水平台面AB距地面的高度h＝0.80m。质量为0.2kg的滑块以v0＝6.0m/s的初速度从A点开始滑动，滑块与平台间的动摩擦因数μ＝0.25。滑块滑到平台边缘的B点后水平飞出。已知AB间距离s1＝2.2m。滑块可视为质点，不计空气阻力。（g取10m/s2）求：(1）滑块从B点飞出时的速度大小；(2）滑块落地点到平台边缘的水平距离s2。(3）滑块自A点到落地点的过程中滑块的动能、势能和机械能的变化量各是多少。10．（2011西城一模）（16分）一滑块（可视为质点）经水平轨道AB进入竖直平面内的四分之一圆弧形轨道BC。已知滑块的质量m=0.50kg，滑块经过A点时的速度υA=5.0m/s，AB长x=4.5m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10，圆弧形轨道的半径R=0.50m，滑块离开C点后竖直上升的最大高度h=0.10m。取g=10m/s2。求(1）滑块第一次经过B点时速度的大小；(2）滑块刚刚滑上圆弧形轨道时，对轨道上B点压力的大小；(3）滑块在从B运动到C的过程中克服摩擦力所做的功。11．（2011朝阳一模）（16分）如图所示，摩托车运动员做特技表演时，以v0=9.0m/s的初速度冲向高台，然后从高台水平飞出。若摩托车冲向高台的过程中牵引力的平均功率P=4.0kW，冲到高台顶端所用时间t=3.0s，人和车的总质量m=1.5×102kg，高台顶端距地面的高度h=7.2m，摩托车落地点到高台顶端的水平距离x=10.8m。不计空气阻力，取g=10m/s2。求：(1）摩托车从高台顶端飞出到落地所用时间；(2）摩托车落地时速度的大小；(3）摩托车冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功。12．（2011丰台一模）（20分）如图所示，P为质量为m=1kg的物块，Q为位于水平地面上的质量为M=4kg的特殊平板，平板与地面间的动摩因数μ=0.02。在板上表面的上方，存在一定厚度的“相互作用区域”，区域的上边界为MN。P刚从距高h=5m处由静止开始自由落下时，板Q向右运动的速度为vo=4m/s。当物块P进入相互作用区域时，P、Q之间有相互作用的恒力F=kmg，其中Q对P的作用竖直向上，k=21，F对P的作用使P刚好不与Q的上表面接触。在水平方向上，P、Q之间没有相互作用力，板Q足够长，空气阻力不计。(取g=10m/s2，以下计算结果均保留两位有效数字)求：(1）P第1次落到MN边界的时间t和第一次在相互作用区域中运动的时间T；(2）P第2次经过MN边界时板Q的速度v；(3）从P第1次经过MN边界到第2次经过MN边界的过程中，P、Q组成系统损失的机械能△E；(4）当板Q速度为零时，P一共回到出发点几次？13．（2011怀柔一模）（16分）一滑块经水平轨道AB，进入竖直平面内的四分之一圆弧轨道BC。已知滑块的质量m=0.60kg，在A点的速度vA=8.0m/s，AB长x=5.0m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15，圆弧轨道的半径R=2.0m，滑块离开C点后竖直上升h=0.20m，取g=10m/s2。求：(1）滑块经过B点时速度的大小；(2)滑块经过B点时圆弧轨道对它的支持力的大小;(3）滑块在圆弧轨道BC段克服摩擦力所做的功。v0BhAhNMQPvoBCAOvA图8第4页共4页14．（2011石景山一模）（16分）如图所示，水平地面上放有质量均为m=1kg的物块A和B，两者之间的距离为l=0.75m。A、B与地面的动摩擦因数分别为1=0.4、2=0.1。现使A获得初速度0v向B运动，同时对B施加一个方向水平向右的力F=3N，使B由静止开始运动。经过一段时间，A恰好追上B。g取10m/s2。求：(1）B运动加速度的大小Ba；(2）A初速度的大小0v；(3）从开始运动到A追上B的过程中，力F对B所做的功。15．（2011石景山一模）（18分）一轻质细绳一端系一质量为m=0.05kg的小球A，另一端套在光滑水平细轴O上，O到小球的距离为L＝0.1m，小球与水平地面接触，但无相互作用。在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，二者之间的水平距离S=2m，如图所示。现有一滑块B，质量也为m，从斜面上高度h＝3m处由静止滑下，与小球和挡板碰撞时均没有机械能损失。若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，滑块B与水平地面之间的动摩擦因数=0.25，g取10m/s2。求：(1）滑块B与小球第一次碰撞前瞬间，B速度的大小；(2）滑块B与小球第一次碰撞后瞬间，绳子对小球的拉力；(3）小球在竖直平面内做完整圆周运动的次数。16．（2011房山期末）质量为8×107kg的列车，从某处开始进站并关闭发动机，只在恒定阻力作用下减速滑行．已知它开始滑行时的初速度为20m/s，当它滑行了300m时，速度减小到10m/s，接着又滑行了一段距离后刚好到达站台停下，那么：(1）关闭动力时列车的初动能为多大?(2）列车受到的恒定阻力为多大?(3）列车进站滑行的总时间为多大？17．(2011东城期末)（10分）如图所示，用恒力F