专题机械能-2024年高考真题和模拟题物理分类汇编（教师卷）

专题 06 机械能1.（2024 年新课标考题）2. 福建舰是我国自主设计建造 的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车可以进行弹射测试，测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后，落到海面上。调整弹射装置，使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的 4 倍。忽略空气阻力，则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的（ ）A. 0.25 倍B. 0.5 倍C. 2 倍D. 4 倍【答案】C【解析】动能表达式为：由题意可知小车水平离开甲板时的动能变为调整前的 4 倍，则离开甲板时速度变为调整前的 2 倍；小车离开甲板后做平抛运动，从离开甲板到到达海面上时间不变，根据可知小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的 2 倍。故选 C。2.（2024 年安徽卷考题）2. 某同学参加户外拓展活动，遵照安全规范，坐在滑板上，从高为 h 的粗糙斜坡顶端由静止下滑，至底端时速度为 v．已知人与滑板的总质量为 m，可视为质点．重力加速度大小为g，不计空气阻力．则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】人在下滑的过程中，由动能定理可得 可得此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为 故选 D。3.(2024 浙江 1 月考题) 3. 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B. 从 1 到 2 重力势能增加C. 从 2 到 3 动能增加D. 从 2 到 3 机械能不变【答案】B【解析】AB．由足球的运动轨迹可知，足球在空中运动时一定受到空气阻力作用，则从从 1 到 2 重力势能增加，则 1 到 2 动能减少量大于，A 错误，B 正确； CD．从 2 到 3 由于空气阻力作用，则机械能减小，重力势能减小 mgh，则动能增加小于，选项 CD错误。故选 B。4.（2024 年江西卷考题）5. 庐山瀑布“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”瀑布高 150m，水流量10m3/s，假设利用瀑布来发电，能量转化效率为 70%，则发电功率为（ ）A. 109B. 107C. 105D. 103【答案】B【解析】由题知，Δt 时间内流出的水量为 m = ρQΔt = 1.0×104Δt发电过程中水的重力势能转化为电能，则有 故选 B。5.(2024 年江苏卷考题) 8. 在水平面上有一个 U 形滑板 A，A 的上表面有一个静止的物体 B，左侧用轻弹簧连接在滑板 A 的左侧，右侧用一根细绳连接在滑板 B 的右侧，开始时弹簧处于拉伸状态，各表面均光滑，剪断细绳后，则（ ） A. 弹簧原长时物体动量最大 B. 压缩最短时物体动能最大C. 系统动量变大 D. 系统机械能变大【答案】A【解析】对整个系统分析可知合外力为 0，A 和 B 组成的系统动量守恒，得设弹簧的初始弹性势能为，整个系统只有弹簧弹力做功，机械能守恒，当弹簧原长时得联立得 ，故可知弹簧原长时物体速度最大，此时动量最大，动能最大。故选 A。6.（2024 全国甲卷考题）4. 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【答案】C【解析】方法一（分析法）：设大圆环半径为，小环在大圆环上某处（点）与圆环的作用力恰好为零，如图所示 设图中夹角为，从大圆环顶端到点过程，根据机械能守恒定律在点，根据牛顿第二定律联立解得从大圆环顶端到点过程，小环速度较小，小环重力沿着大圆环圆心方向的分力大于小环所需的向心力，所以大圆环对小环的弹力背离圆心，不断减小，从点到最低点过程，小环速度变大，小环重力和大圆环对小环的弹力合力提供向心力，所以大圆环对小环的弹力逐渐变大，根据牛顿第三定律可知小环下滑过程中对大圆环的作用力大小先减小后增大。方法二（数学法）：设大圆环半径为，小环在大圆环上某处时，设该处与圆心的连线与竖直向上的夹角为，根据机械能守恒定律 在该处根据牛顿第二定律 联立可得 则大圆环对小环作用力的大小 根据数学...