2012年高考物理真题分类汇编-6 机械能

2012年高考物理试题汇编：机械能1 （2012福建卷）如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A 、B 用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。

初始时刻，A 、B 处于同一高度并恰好静止状态。

剪断轻绳后A 下落、B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块( ) A ．速率的变化量不同 B ．机械能的变化量不同 C ．重力势能的变化量相同 D ．重力做功的平均功率相同2．（2012天津卷）.如图甲所示，静止在水平地面的物块A ，受到水平向右的拉力F 作用，F 与时间t 的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值f m 与滑动摩擦力大小相等，则( )A ．0 – t 1时间内F 的功率逐渐增大B ．t 2时刻物块A 的加速度最大C ．t 2时刻后物块A 做反向运动D ．t 3时刻物块A 的动能最大3．（2012上海卷）．质量相等的均质柔软细绳A 、B 平放于水平地面，绳A 较长。

分别捏住两绳中点缓慢提起，直到全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为h A 、h B ，上述过程中克服重力做功分别为W A 、W B 。

若（ ）（A ）h A ＝h B ，则一定有W A ＝W B （B ）h A ＞h B ，则可能有W A ＜W B （C ）h A ＜h B ，则可能有W A ＝W B（D ）h A ＞h B ，则一定有W A ＞W B4．（2012上海卷）．如图，可视为质点的小球A 、B 用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R 有光滑圆柱，A 的质量为B 的两倍。

当B 位于地面时，A 恰与圆柱轴心等高。

将A 由静止释放，B 上升的最大高度是（ ）（A ）2R （B ）5R /3（C ）4R /3（D ）2R /35．（2012上海卷）．位于水平面上的物体在水平恒力F 1作用下，做速度为v 1的匀速运动；若作用力变为斜面上的恒力F 2，物体做速度为v 2的匀速运动，且F 1与F 2功率相同。

则可能有（）（A ）F 2＝F 1，v 1＞v 2 （B ）F 2＝F 1，v 1＜v 2 （C ）F 2＞F 1，v 1＞v 2（D ）F 2＜F 1，v 1＜v 2A BF 2F 16．（2012安徽卷）.如图所示，在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道，半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力。

已知AP =2R ,重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程中 ( )A. 重力做功mgR 2B. 机械能减少m gRC. 合外力做功m gRD. 克服摩擦力做功mgR 217．（2012江苏卷）．如图所示，细线的一端固定于O 点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点，在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是( ) A ．逐渐增大 B ．逐渐减小 C ．先增大，后减小 D ．先减小，后增大．8．（2012海南卷）.一质量为1kg 的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N 的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N 的外力作用。

下列判断正确的是( ) A. 0～2s 内外力的平均功率是94W B.第2秒内外力所做的功是54J C.第2秒末外力的瞬时功率最大D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是459．（2012广东卷）图18（a ）所示的装置中，小物块A 、B 质量均为m ，水平面上PQ 段长为l ，与物块间的动摩擦因数为μ，其余段光滑。

初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为r 的连杆位于图中虚线位置；A 紧靠滑杆（A 、B 间距大于2r ）。

随后，连杆以角速度ω匀速转动，带动滑杆作水平运动，滑杆的速度-时间图像如图18（b ）所示。

A 在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的B 发生完全非弹性碰撞。

（1）求A 脱离滑杆时的速度u o ，及A 与B 碰撞过程的机械能损失ΔE 。

（2）如果AB 不能与弹簧相碰，设AB 从P 点到运动停止所用的时间为t 1，求ω得取值范围，OBR2PA BAFO及t1与ω的关系式。

（3）如果AB能与弹簧相碰，但不能返回道P点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为E p，求ω的取值范围，及E p与ω的关系式（弹簧始终在弹性限度内）。

10.（2012四川卷）四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。

某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作。

工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为9kW，电动机的内阻为0.4Ω。

已知水的密度为1×l03kg/m3，重力加速度取10m/s2。

求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）。

311.（2012安徽卷）.质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的t v 图象如图所示。

球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。

该球受到的空气阻力大小恒为f ，取g =10 m/s 2, 求：（1）弹性球受到的空气阻力f 的大小； （2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度h 。

12（2012安徽卷）如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量 M=2kg 的小物块A 。

装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。

传送带始终以u=2m/s 的速度逆时针转动。

装置的右边是一光滑的曲面，质量m=1kg 的小物块B 从其上距水平台面h=1.0m 处由静止释放。

已知物块B 与传送带之间的摩擦因数 μ=0.2,l =1.0m 。

设物块A 、B 中间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A 静止且处于平衡状态。

取g=10m/s 2。

(1)求物块B 与物块A 第一次碰撞前的速度大小；(2)通过计算说明物块B 与物块A 第一次碰撞后能否运动到右边曲面上？(3)如果物块A 、B 每次碰撞后，物块A 再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当他们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B 第n 次碰撞后运动的速度大小。

Ov (m/s )0.54t (s)A⊙⊙Bhlu =2m/s513.（2012江苏卷）．某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f ，轻杆向右移动不超过l 时，装置可安全工作，一质量为m 的小车若以速度v 0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动l /4，轻杆与槽间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。

（1）若弹簧的劲度系数为k ，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x ； （2）为这使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度v m（3）讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v ˊ与撞击速度v 的关系14.（2012重庆卷）．题23图所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其中主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。

摆 锤的质量为m ，细杆可绕轴O 在竖直平面内自由转动，摆锤重心到O 点的距离为L.测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与0等高的位置由静止释放。

摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(s<<L),之后继续摆动至与坚直方向成θ角的最高位置。

若摆锤对地面的压力可视为大小为F 的恒力，重力加速度为g ，求 ⑴摆锤在上述过程中损失的机械能 ⑵在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功 ⑶橡胶片与地面间的动摩擦因数mvl轻杆15.（2012福建卷）如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一搜失去动力的小船沿直线拖向岸边。

已知拖动缆绳的电动机功率恒为P ，小船的质量为m ，小船受到的阻力大小恒为f ，经过A 点时的速度大小为0v ，小船从A 点沿直线加速运动到B 点经历时间为t 1，A 、B 两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。

求：（1）小船从A 点运动到B 点的全过程克服阻力做的功f w ； （2）小船经过B 点时的速度大小1v ；（3）小船经过B 点时的加速度大小a 。

71.答案：D2.解析：由F 与t 的关系图像0～t 1拉力小于最大静摩擦力物块静止F 的功率为0，A 错误；在t 1～t 2阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度增大的加速运动，在t 2～t 3阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度减小的加速运动，在t 2时刻加速度最大，B 正确，C 错误；在t 1～t 3物块一直做加速运动，在t 3～t 4拉力小于最大静摩擦力物块开始减速，在时刻速度最大，动能最大，D 正确。

答案BD 。

3.答案：B4.答案： C ，5.答案：B 、D ， 6D ；解析：小球从P 到B 高度下降R ，故重力做功mgR ，A 错。

在B 点小球对轨道恰好无压力，由重力提供向心力得gR v B =，取B 点所在平面为零势能面，易知机械能减少量mgR mv R B 2121mg E 2=-=∆，B 错。

由动能定理知合外力做功W=mgR mv B21212=,C 错。

根据动能定理0-mv 21W -mgR 2B f =，可得mgR 21w f =，D 选项正确。

7.【解析】设F 与速度v 的夹角为θ，则θcos Fv P =，力的分解，在切线上（速度方向上）合力为0，即θθc o s s i n F mg =，所以θsin mg P =，随θ增大，P 增大。

【答案】A8.答案 ；CD解析：由动量定理求出1s 末、2s 末速度分别为：v 1=2m/s 、v 2=3m/s 故合力做功为w=21 4.52mv J =功率为 4.51.53w p w w t === 1s 末、2s 末功率分别为：4w 、3w 第1秒内与第2秒动能增加量分别为：21122mv J =、222111 2.522mv mv J -=，比值：4：59答案：解：（1）由题知，A 脱离滑杆时的速度u o =ωr 设A 、B 碰后的速度为v 1，由动量守恒定律 m u o =2m v 1A 与B 碰撞过程损失的机械能220111222E mu mv ∆=-⨯ 解得 2218E m r ω∆=（2）AB 不能与弹簧相碰，设AB 在PQ 上运动的加速度大小为a ,由牛顿第二定律及运动学规律ma mg 22=⋅μ v 1=at 1 112v x t = 由题知x l ≤ 联立解得140lrt ω<≤12r t g ωμ=（3）AB 能与弹簧相碰211222mgl mv μ⋅<⨯ 不能返回道P 点左侧2112222mg l mv μ⋅⋅≥⨯解得224gl glr rμμω<≤AB 在的Q 点速度为v 2，AB 碰后到达Q 点过程，由动能定理22211122222mgl mv mv μ-⋅=⨯-⨯AB 与弹簧接触到压缩最短过程，由能量守恒22122p E mv =⨯ 解得22(8)4p m r gl E ωμ-=10．解：(l)设电动机的电功率为P ，则P=UI①设电动机内阻r 上消耗的热功率为Pr ，则P r =I 2r ② 代入数据解得P r=1×103W③说明：①③式各2分，②式3分。