2020--2022年三年全国高考物理真题汇编：机械能守恒定...

更新时间：2022-07-13 浏览次数：119 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2022·湖北) 如图所示，质量分别为m和2m的小物块Р和Q，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，Р通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g。若剪断轻绳，Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. (2023高三上·邗江月考) 我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中（）

A . 火箭的加速度为零时，动能最大 B . 高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能 C . 高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量 D . 高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量

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3. (2022·全国甲卷) 北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。要求运动员经过一点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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4. (2021·全国乙卷) 如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（）

A . 动量守恒，机械能守恒 B . 动量守恒，机械能不守恒 C . 动量不守恒，机械能守恒 D . 动量不守恒，机械能不守恒

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5. (2021·海南) 水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示，滑梯顶端到末端的高度 $\text{[math]}$ ，末端到水面的高度 $\text{[math]}$ 。取重力加速度 $\text{[math]}$ ，将人视为质点，不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯末端的水平距离为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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6. (2024高二下·云南月考) 甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为（）

A . 3 J B . 4 J C . 5 J D . 6 J

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7. 在同一竖直平面内，3个完全相同的小钢球（1号、2号、3号）悬挂于同一高度；静止时小球恰能接触且悬线平行，如图所示。在下列实验中，悬线始终保持绷紧状态，碰撞均为对心正碰。以下分析正确的是（）

A . 将1号移至高度 $\text{[math]}$ 释放，碰撞后，观察到2号静止、3号摆至高度 $\text{[math]}$ 。若2号换成质量不同的小钢球，重复上述实验，3号仍能摆至高度 $\text{[math]}$ B . 将1、2号一起移至高度 $\text{[math]}$ 释放，碰撞后，观察到1号静止，2、3号一起摆至高度 $\text{[math]}$ ，释放后整个过程机械能和动量都守恒 C . 将右侧涂胶的1号移至高度 $\text{[math]}$ 释放，1、2号碰撞后粘在一起，根据机械能守恒，3号仍能摆至高度 $\text{[math]}$ D . 将1号和右侧涂胶的2号一起移至高度 $\text{[math]}$ 释放，碰撞后，2、3号粘在一起向右运动，未能摆至高度 $\text{[math]}$ ，释放后整个过程机械能和动量都不守恒

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二、多选题

8. (2022·河北) 如图，轻质定滑轮固定在天花板上，物体 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 用不可伸长的轻绳相连，悬挂在定滑轮上，质量 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 时刻将两物体由静止释放，物体 $\text{[math]}$ 的加速度大小为 $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 时刻轻绳突然断开，物体 $\text{[math]}$ 能够达到的最高点恰与物体 $\text{[math]}$ 释放位置处于同一高度，取 $\text{[math]}$ 时刻物体 $\text{[math]}$ 所在水平面为零势能面，此时物体 $\text{[math]}$ 的机械能为 $\text{[math]}$ 。重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点。下列说法正确的是（）

A . 物体 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的质量之比为 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 时刻物体 $\text{[math]}$ 的机械能为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 时刻物体 $\text{[math]}$ 重力的功率为 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 时刻物体 $\text{[math]}$ 的速度大小 $\text{[math]}$

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三、综合题

9. (2022·湖北) 打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示，重物A、B和C通过不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接，C与滑轮等高（图中实线位置)时，C到两定滑轮的距离均为L。重物A和B的质量均为m，系统可以在如图虚线位置保持静止，此时连接C的绳与水平方向的夹角为60°。某次打桩时，用外力将C拉到图中实线位置，然后由静止释放。设C的下落速度为 $\text{[math]}$ 时，与正下方质量为2m的静止桩D正碰，碰撞时间极短，碰撞后C的速度为零，D竖直向下运动 $\text{[math]}$ 距离后静止（不考虑C、D再次相碰)。A、B、C、D均可视为质点。
1. （1）求C的质量；
2. （2）若D在运动过程中受到的阻力F可视为恒力，求F的大小；
3. （3）撤掉桩D，将C再次拉到图中实线位置，然后由静止释放，求A、B、C的总动能最大时C的动能。
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10. (2021·湖北) 如图所示，一圆心为O、半径为R的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑水平面在Q点相切。在水平面上，质量为m的小物块A以某一速度向质量也为m的静止小物块B运动。A、B发生正碰后，B到达半圆弧轨道最高点时对轨道压力恰好为零，A沿半圆弧轨道运动到与O点等高的C点时速度为零。已知重力加速度大小为g，忽略空气阻力。
1. （1）求B从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到Q点的距离；
2. （2）当A由C点沿半圆弧轨道下滑到D点时，OD与OQ夹角为θ，求此时A所受力对A做功的功率；
3. （3）求碰撞过程中A和B损失的总动能。
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11. (2020·新高考Ⅰ) 如图所示，一倾角为 $\text{[math]}$ 的固定斜面的底端安装一弹性挡板，P、Q两物块的质量分别为m和4m，Q静止于斜面上A处。某时刻，P以沿斜面向上的速度v₀与Q发生弹性碰撞。Q与斜面间的动摩擦因数等于 $\text{[math]}$ ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P与斜面间无摩擦，与挡板之间的碰撞无动能损失。两物块均可以看作质点，斜面足够长，Q的速度减为零之前P不会与之发生碰撞。重力加速度大小为g。
1. （1）求P与Q第一次碰撞后瞬间各自的速度大小v_P1、v_Q1；
2. （2）求第n次碰撞使物块Q上升的高度h_n；
3. （3）求物块Q从A点上升的总高度H；
4. （4）为保证在Q的速度减为零之前P不会与之发生碰撞，求A点与挡板之间的最小距离s。
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