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新课标全国卷高考物理试题分类汇总-专题6：机械能守恒定律

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力势能零点，一物块从某一高度水平抛
出，在抛出点其动能与重力势能恰好相
Байду номын сангаас
等。不计空气阻力。该物块落地时的速度
方向与水平方向的夹角为
A． B． C． D．
5．(2016 年新课标全国卷 III)(多选)如图， 一固定容器的内壁是半径为 R 的半球面； 在半球面水平直径的一端有一质量为 m 的 质点 P。它在容器内壁由静止下滑到最低 点的过程中，克服摩擦力做的功为 W。重 力加速度大小为 g。设质点 P 在最低点时， 向心加速度的大小为 a，容器对它的支持力 大小为 N，则
被水平拉直，如图所示。将两球由静止释
放，在各自轨迹的最低点
A．P 球的速度一定大于 Q 球的速度 B．P 球的动能一定小于 Q 球的动能 C．P 球所受绳的拉力一定大于 Q 球所受
绳的拉力 D．P 球的向心加速度一定小于 Q 球的向
心加速度 8．(2016 年新课标全国卷 II)(多选)两实心小
球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大 于乙球质量。两球在空气中由静止下落， 假设它们运动时受到的阻力与球的半径 成正比，与球的速率无关。若它们下落相 同的距离，则 A．甲球用的时间比乙球长 B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的
左下方，与 C 点水平相距 R、竖直相距 R，
求 P 运动到 D 点时速度的大小和改变后 P 的 质量。
20．(2016 年新课标全国卷 I)如图，一轻弹簧 原长为 2R，其一端固定在倾角为 37°的固 定直轨道 AC 的底端 A 处，另一端位于直 轨道上 B 处，弹簧处于自然状态。直轨道
与一半径为 R 的光滑圆弧轨道相切于 C
D．N=2（mgRR－W） 6．(2014 年新课标全国卷 II)如图，一质量为
M 的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直 平面内；套在大圆环上的质量为 m 的小 环(可视为质点)，从大圆环的最高处由静 止滑下，重力加速度为 g。当小圆环滑到 大圆环的最低点时，大圆环对轻杆拉力的
大小为
A
B
C
D
4．(2014 年新课标全国卷 II)取水平地面为重
A．所受重力与电场力平衡 B．电势能逐渐增加 C．动能逐渐增加 D．做匀变速直线运动 16．(2013 年新课标全国卷 I)一水平放置的平 行板电容器的两极板间距为 d，极板分别 与电池两极相连，上极板中心有一小孔 (小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正
上方 处的 P 点有一带电粒子，该粒子从
静止开始下落，经过小孔进入电容器，并 在下极板处(未与极板接触)返回。若将下
A．a 落地前，轻杆对 b 一直做正功
B．a 落地时速度大小为
C．a 下落过程中，其加速度大小始终不 大于 g
D．a 落地前，当 a 的机械能最小时，b 对 地面的压力大小为 mg
12．(2016 年新课标全国卷 II)(多选)如图，小 球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定 于 O 点，另一端与小球相连。现将小球 从 M 点由静止释放，它在下降的过程中 经过了 N 点。已知在 M、N 两点处，弹簧 对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠
B． 1 mgl 6
D． 1 mgl 2
2017 新课标Ⅲ卷 25．(20 分)
如图，两个滑块 A 和 B 的质量分别为 mA=1 kg 和
2012-2017 年新课标全国卷专题分类汇总
专题 6：机械能守恒定律
1．(2015 年新课标全国卷 II)一汽车在平直公 路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的
功率 P 随时间 t 的变化如图所示。假定汽 车所受阻力的大小 f 恒定不变。下列描述 该汽车的速度 v 随时间 t 变化的图线中， 可能正确的是
接。AB 弧的半径为 R，BC 弧的半径为R2。
一小球在 A 点正上方与 A 相距R4处由静止 开始自由下落，经 A 点沿圆弧轨道运动。 (1)求小球在 B、A 两点的动能之比； (2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到
C 点.
(3)改变物块 P 的质量，将 P 推至 E 点，从静止 开始释放。已知 P 自圆弧轨道的最高点 D 处 水平飞出后，恰好通过 G 点。G 点在 C 点的
A．a=2（mgmRR－W） B．a=2mgmRR－W C．N=3mgRR－2W
A．Mg－5mg
B．Mg+mg
C．Mg+5mg
D．Mg+10mg
7．(2016 年新课标全国卷 II)小球 P 和 Q 用不
可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质
量大于 Q 球的质量，悬挂 P 球的绳比悬
挂 Q 球的绳短。将两球拉起，使两绳均
2v，对于上述两个过程，用 、 分别
表示拉力 F1．F2 所做的功， 、 分别
表示前后两次克服摩擦力所做的功，则
D．W 1 mgR ，质点到达 Q 点后，继续 2
上升一段距离
11．(2015 年新课标全国卷 II)(多选)如图，滑 块 a、b 的质量均为 m，a 套在固定直杆 上，与光滑水平地面相距 h，b 放在地面 上，a、b 通过铰链用刚性轻杆连接。不 计摩擦，a、b 可视为质点，重力加速度 大小为 g。则
OMN< 。在小球从 M 点运动到 N 点的过
程中
A．W 1 mgR ，质点恰好可以到达 Q 点 2
B．W 1 mgR ，质点不能到达 Q 点 2
C．W 1 mgR ，质点到达 Q 点后，继续 2
上升一段距离
A．弹力对小球先做正功后做负功 B．有两个时刻小球的加速度等于重力加
速度
C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的 功率为零
A． >4 ， >2
B． >4 ， =2
C． <4 ， =2
D． <4 ， <2
10．(2015 年新课标全国卷 I)如图，一半径为 R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直 固定放置，直径 POQ 水平。一质量为 m 的质点自 P 点上方高度 R 处由静止开始 下落，恰好从 P 点进入轨道。质点滑到轨 道最低点 N 时，对轨道的压力为 4mg，g 为重力加速度的大小。用 W 表示质点从 P 点运动到 N 点的过程中克服摩擦力所做 的功。则
A．点电荷 Q 一定在 MP 的连线上 B．连接 PF 的线段一定在同一等势面上
专题 6：机械能守恒定律 第 3 页
C．将正试探电荷从 P 点搬运到 N 点，电 场力做负功
D．φP 大于 φM 19．(2016 年新课标全国卷 III)如图，在竖直
平面内有由14圆弧 AB 和12圆弧 BC 组成的 光滑固定轨道，两者在最低点 B 平滑连
A．一直不做功 B．一直做正功 C．始终指向大圆环圆心 D．始终背离大圆环圆心 2017 新课标Ⅱ卷 17．如图，半圆形光滑轨道固定 在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一小
物块以速度 v 从轨道下端滑入轨道，并从轨道上
端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离 与轨道半径有关，此距离最大时。对应的轨道 半径为(重力加速度大小为 g)
21．(2016 年新课标全国卷 II)轻质弹簧原长为 2l， 将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量 为 5m 的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短 时，弹簧长度为 l。现将该弹簧水平放置，一端 固定在 A 点，另一端与物块 P 接触但不连接。 AB 是长度为 5l 的水平轨道，B 端与半径为 l 的 光滑半圆轨道 BCD 相切，半圆的直径 BD 竖直， 如图所示。物块 P 与 AB 间的动摩擦因数 μ=0.5。 用外力推动物块 P，将弹簧压缩至长度 l，然后 放开，P 开始沿轨道运动，重力加速度大小为 g。 (1)若 P 的质量为 m，求 P 到达 B 点时速度的大 小，以及它离开圆轨道后落回到 AB 上的位置 与 B 点间的距离； (2)若 P 能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下， 求 P 的质量的取值范围。
大小 C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的
大小
专题 6：机械能守恒定律 第 1 页
D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻 力做的功
9．(2014 年新课标全国卷 II)一物体静止在粗 糙水平地面上，现用一大小为 F1 的水平 拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变 为 v，若将水平拉力的大小改为 F2，物体 从静止开始经过同样的时间后速度变为
C． v2 4g
D． v2 2g
2017 新课标Ⅲ卷 16．如图，一质量为 m，长度为 l 的均匀柔软细绳 PQ 竖直悬挂。学…科网用外力 将绳的下端 Q 缓慢地竖直向上拉起至 M 点，M
点与绳的上端 P 相距 1 l 。重力加速度大小为 g。 3
在此过程中，外力做的功为
A． 1 mgl 9
C． 1 mgl 3
A． Q 点的电势比 P 点高 B． 油滴在 Q 点的动能比它在 P 点的大 C． 油滴在 Q 点的电势能比它在 P 点的
大 D． 油滴在 Q 点的加速度大小比它在 P
点的小 18．(2014 年新课标全国卷 I)(多选)如图，在
正点电荷 Q 的电场中有 M、N、P、F 四 点，M、N、P 为直角三角形的三个顶点， F 为 MN 的中点，∠M=30°。M、N、P、 F 四点处的电势分别用 φM、φN、φP、φF 表示。已知 φM=φN，φP=φF，点电荷 Q 在 M、N、P 三点所在平面内，则
应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度 之间 B．如不加干预，在运行一段时间后，天 宫一号的动能可能会增加 C．如不加干预，天宫一号的轨道高度将 缓慢降低 D．航天员在天宫一号中处于失重状态， 说明航天员不受地球引力作用 14．(2013 年新课标全国卷 II)(多选)目前，在 地球周围有许多人造地球卫星绕着它运 转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且 轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐 渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄 气体阻力的作用，则下列判断正确的是 A．卫星的动能逐渐减小 B．由于地球引力做正功，引力势能一定 减小 C．由于气体阻力做负功，地球引力做正 功，机械能保持不变 D．卫星克服气体阻力做的功小于引力势 能的减小 15．(2012 年新课标全国卷)(多选)如图，平行 板电容器的两个极板与水平地面成一角 度，两极板与一直流电源相连。若一带电 粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容 器，则在此过程中，该粒子

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机械能守恒定律及其应用(解析版)—2025年高考物理一轮复习

机械能守恒定律及其应用(解析版)—2025年高考物理一轮复习

机械能守恒定律及其应用素养目标：1.知道机械能守恒的条件，理解机械能守恒定律的内容。

2.会用机械能守恒定律解决单个物体或系统的机械能守恒问题。

1.（2024山东高考）如图所示，质量均为m 的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l 的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d （d <l ）。

两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k ，被拉伸时弹性势能E =12kx 2（x 为绳的伸长量）。

现用水平力F 缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k 保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g ，则F 所做的功等于（ ）A ．2(m )()2g mg l d km m +-B ．23(m )()2g mg l d k m m +-C ．23(m )2()2g mg l d km m +-D ．2(m )2()2g mg l d km m +-考点一　机械能守恒的判断1．重力做功与重力势能(1)重力做功的特点：重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关，重力做功不引起物体机械能的变化。

(2)重力势能①表达式：E p ＝mgh 。

②重力势能的特点：重力势能是物体和地球所共有的，重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化量与参考平面的选取无关。

(3)重力做功与重力势能变化的关系：重力对物体做正功，重力势能减小，重力对物体做负功，重力势能增大，即W G ＝E p1－E p2＝－ΔE p 。

2．弹性势能(1)定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能。

(2)弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增加。

即W ＝－ΔE p 。

3．机械能守恒定律(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。

(2)表达式：mgh 1＋12m v 12＝mgh 2＋12m v 22或E k1＋E p1＝E k2＋E p2。

2024年高考物理二轮复习专题6：机械能守恒定律功能关系(附答案解析)

2024年高考物理二轮复习专题6：机械能守恒定律功能关系(附答案解析)

【解答】解:A 、7.5s 至8.3s 内,蹦床弹力由0增加到2400N 再减小到0,运动员先向下加速,再向下减速,后向上加速,再向上减速,故A 错误;
B 、由图可知,运动员的重力为400N ,质量为4004010
G m kg kg g ===,运动员的加速度最大为222400400/50/40
m m F mg a m s m s m --===,故B 错误;C 、由图可知,运动员在空中时间为7.5 5.52T s s s =-=,由运动的对称性可知,下落时间为1t s =,运动员上升的最高高度为221
A .前3s 内货物受拉力逐渐增大
B .最后2s 内货物只受重力作用
C .前3s 内与最后2s 内货物的平均速度相同
D .第3s 末至第5s 末的过程中,货物的机械能守恒
【分析】v t -图象的斜率表示加速度,由此求解加速度,从而分析货物的受力情况;根据匀变速直线运动平均速度的规律分析C 项,根据机械能是动能与势能之和分析D 项。
C 、根据匀变速直线运动中某段时间内,平均速度等于中间时刻速度,可知货物前3s 内的平均速度等于最后2s 内的平均速度,故C 正确;
D 、
货物的机械能由动能和重力势能构成,第3s 末至第5s 末的过程中,货物的动能不变,v t -图线和时间轴围成的面积为位移,根据图像可知货物的位移一直增大,货物的重力势能一直增加,则货物的机械能一直增加,故D 错误。
【解答】解:A 、小球下降过程中所受支持力不断减小,与半圆柱体分离后仅受重力作用,而重力不变,所以小球的合力是变化的,加速度是变化的,故A 错误;
B 、若小球从最高点释放,则由机械能守恒定律有212max mgR v =,解得小球落地时的最大速度2max v gR θ,小球下落的竖直距离为
2024全国高考真题物理汇编：机械能守恒定律

2024全国高考真题物理汇编：机械能守恒定律

2024全国高考真题物理汇编机械能守恒定律一、单选题1．（2024浙江高考真题）如图所示，质量为m 的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h ，则足球（）A ．从1到2动能减少mghB ．从1到2重力势能增加mghC ．从2到3动能增加mghD ．从2到3机械能不变2．（2024浙江高考真题）一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为42210m ，喷水速度约为10m/s ，水的密度为3110 kg/m 3，则该喷头喷水的功率约为（）A ．10WB ．20WC ．100WD ．200W3．（2024重庆高考真题）2024年5月3日，嫦娥六号探测成功发射，开启月球背面采样之旅，探测器的着陆器上升器组合体着陆月球要经过减速、悬停、自由下落等阶段。

则组合体着陆月球的过程中（）A ．减速阶段所受合外力为0B ．悬停阶段不受力C ．自由下落阶段机械能守恒D ．自由下落阶段加速度大小g =9.8m/s 24．（2024北京高考真题）如图所示，光滑水平轨道AB 与竖直面内的光滑半圆形轨道BC 在B 点平滑连接。

一小物体将轻弹簧压缩至A 点后由静止释放，物体脱离弹簧后进入半圆形轨道，恰好能够到达最高点C 。

下列说法正确的是（）A ．物体在C 点所受合力为零B ．物体在C 点的速度为零C ．物体在C 点的向心加速度等于重力加速度D ．物体在A 点时弹簧的弹性势能等于物体在C 点的动能5．（2024全国高考真题）如图，一光滑大圆环固定在竖直平面内，质量为m 的小环套在大圆环上，小环从静止开始由大圆环顶端经Q 点自由下滑至其底部，Q 为竖直线与大圆环的切点。

则小环下滑过程中对大圆环的作用力大小（）A ．在Q 点最大B ．在Q 点最小C ．先减小后增大D ．先增大后减小6．（2024山东高考真题）如图所示，质量均为m 的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l 的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为d （d <l ）。

历年高考全国卷物理真题专题六 机械能及其守恒定律

历年高考全国卷物理真题专题六 机械能及其守恒定律

专题六 机械能及其守恒定律一、选择题1.(2020年全国卷Ⅰ) 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。

若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是A.增加了司机单位面积的受力大小B.减少了碰撞前后司机动量的变化量C.将司机的动能全部转换成汽车的动能D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积2. (2020年全国卷Ⅰ) 一物块在高3.0m 、长5.0m 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s 的变化图中直线I 、II 所示，重力加速度取210/m s 。

则 A ．物块下滑过程中机械能不守恒 B ．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 C ．物块下滑时加速度的大小为26.0/m s D. 当物块下滑2.0m 时机械能损失了12J3.(2019年全国Ⅱ卷)如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h ，其左边缘a 点比右边缘b 点高0.5h 。

若摩托车经过a 点时的动能为1E ，它会落到坑内c 点，c 与a 的水平距离和高度差均为h ；若经过a 点时的动能为2E ，该摩托车恰能越过坑到达b 点。

21E E 等于 A.20 B.18 C.9.0 D.3.04. (2020年全国Ⅲ卷)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. 3JB. 4JC. 5JD. 6J5．(2019年全国Ⅱ卷)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E 总等于动能k E 与重力势能p E 之和。

取地面为重力势能零点，该物体的E 总和p E 随它离开地面的高度h 的变化如图所示。

重力加速度取102m /s 。

由图中数据可得A ．物体的质量为2 kgB ．0h =时，物体的速率为20 m/sC ．2h =m 时，物体的动能k E =40 JD ．从地面至h =4 m ，物体的动能减少100 J6．(2019年全国Ⅲ卷)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。