新高考物理二轮复习二模题型分类汇编专题06 机械能守恒（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考物理二轮复习二模题型分类汇编专题06 机械能守恒（2份，原卷版+解析版）
1．（2025·福建莆田·二模）据《吕氏春秋》记载，我国在尧舜时代就有春节扫尘的风俗，寓意平安顺遂。如图，质量m=50kg的沙发静止在水平地面上，与地面的动摩擦因数μ=0.3。小海从侧面用平行于地面的力F=200N推开沙发打扫卫生，沙发由静止开始匀加速前进s=2m，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。这个过程中，求
(1)合力对沙发所做的功W；
(2)合力的平均功率P。
2．（2025·吉林·二模）我国第一颗人造地球卫星东方红一号已经运行了50多年。如图所示，轨道为椭圆，A、B是东方红一号绕地球运动的远地点和近地点，则东方红一号（ ）
A．在A点的速度大于B点的速度
B．在A点的加速度大于B点的加速度
C．由A运动到B的过程中引力做正功
D．由A运动到B的过程中引力的功率一直增大
3．（2025·河南·二模）如图1所示为某滑雪项目轨道的示意图，轨道由长为L的斜面PQ与水平冰雪地面平滑连接构成，PQ与水平冰雪地面的夹角为θ，滑雪圈与轨道间的动摩擦因数均为μ。游客坐在滑雪圈上从斜面顶端P点由静止开始下滑，取斜面底端为零重力势能面，游客与滑雪圈的机械能、重力势能随着水平位移x的变化关系如图2所示。已知游客滑到Q点后再经过停止运动，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．游客与滑雪圈的总质量为60kg
D．游客与滑雪圈滑到Q点前瞬间，重力的瞬时功率为4800W
4．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）哈尔滨至齐齐哈尔高铁动车组共8节，由4节动车和4节拖车编组而成，每节动车额定功率为，行驶时阻力与车重成正比。若动车组以最大速度行驶，下列说法正确的是（ ）
A．关闭发动机后滑行距离与速度平方成正比
B．保持额定功率行驶，速度为时加速度为
C．若改为6节动车，2节拖车，动车组最大速度变为
D．乘客站立时，车厢对其作用力包含支持力和向心力
5．（2025·黑龙江齐齐哈尔·二模）如图甲所示，筒车的车轮在水流的推动下做匀速圆周运动，使装在车轮上的竹筒自动取水上岸进行灌溉。其简化模型如图乙所示，转轴为O，C、O、D在同一高度，A、B分别为最低点和最高点，E、F为水面。竹筒顺时针匀速转动的半径为R，角速度大小为ω，在E点开始打水，从F点离开水面。从A点到B点的过程中，每个竹筒所装的水质量为m且保持不变，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．竹筒做匀速圆周运动的向心加速度大小为ωR
B．竹筒过C点时，竹筒对水的作用力大小为mg
C．竹筒从C到B的过程中，重力的功率逐渐减小
D．水轮车上装有16个竹筒，则相邻竹筒打水的时间间隔为
6．（2025·山东枣庄·二模）直升机悬停在距离水平地面足够高的空中，无初速度投放装有物资的箱子，若箱子下落时受到的空气阻力与速度成正比，以地面为零势能面。箱子的机械能、重力势能、下落的距离、所受阻力的瞬时功率大小分别用E、、x、P表示。下列图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
7．（2025·安徽安庆·二模）玩具水枪是儿童们夏天喜爱的玩具之一，但水枪伤眼的事件也时有发生，因此，限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问题。现有一水枪样品，已知水枪喷水口的直径为，水的密度为，水流水平出射速度为，垂直击中竖直目标后以大小为的速率反向溅回，则（ ）
A．水枪喷水的流量（单位时间内流出的体积）为
B．喷水口单位时间内喷出水的质量为
C．水枪的功率为
D．目标受到的平均冲击力大小为
8．（2025·福建·二模）如图所示，某工厂用倾斜传送带运送工件，传送带的倾角为，下端A和上端B间的距离为，以速度沿顺时针方向运行。可视为质点的工件轻放在传送带的底端A，在传送带上先做匀加速后做匀速运动，从A端运送到B端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．传送带对工件做功的功率匀加速阶段增大，匀速阶段不变
B．工件匀速运动时，传送带对工件做正功
C．若传送带匀速运行的速度减小些，传送带对工件做的功会增多
D．若传送带匀速运动的速度增大，传送带对工件做的功可能会减少
9．（2025·福建厦门·二模）质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是（ ）
A．汽车受到的阻力200N
B．汽车的最大牵引力为1000N
C．汽车在时间内的位移大小为
D．汽车在时间内的位移大小为
10．（2025·四川成都·二模）图为记载于《天工开物》的风扇车，它是用来去除水稻等农作物子实中杂质的木制传统农具。风扇车的工作原理可简化为图（b）模型：质量为的杂质与质量为的子实仅在水平恒定风力和重力的作用下，从同一位置静止释放，若小于，杂质与子实受到的风力大小相等。下列说法正确的是（ ）
A．杂质与子实在空中做曲线运动
B．杂质与子实在空中运动的时间相等
C．杂质与子实落地时重力的瞬时功率相等
D．杂质落地点与点的水平距离小于子实落地点与点的水平距离
动能定理
11．（2025·河北秦皇岛·二模）如图所示，圆弧AM固定在竖直面内，圆弧的最低点M与水平面MN相切，水平面P点左侧光滑，右侧粗糙，质量为1kg的滑块B左侧连接一个轻弹簧静止在光滑水平面上，质量为0.5kg的小球A从圆弧面上的A点由静止释放，A点离水平面的高度，小球滚到水平面上后与弹簧正碰并压缩弹簧（弹性碰撞），小球A被弹簧弹开后，滑块B向右滑动并滑上P点右侧水平面，滑块停下时离P点的距离为2.5m，滑块与P点右侧水平面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取，不计空气阻力，求：
(1)滑块B做减速运动时的加速度大小及初速度大小；
(2)弹簧被压缩时具有的最大弹性势能及小球第一次从圆弧面上滚下克服摩擦力做的功。
12．（2025·山东·二模）图甲所示“反向蹦极”区别于传统蹦极，让人们在欢笑与惊叹中体验到了别样的刺激。情境简化为图乙所示，弹性轻绳的上端固定在点，下端固定在体验者的身上，多名工作人员将人竖直下拉并与固定在地面上的力传感器相连，人静止时传感器示数为。打开扣环，人从点像火箭一样被“竖直发射”，经速度最大位置上升到最高点。已知，人（含装备）总质量（可视为质点）。忽略空气阻力，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．打开扣环前，人在点处于超重状态
B．体验者在、间做简谐运动
C．、两点间的距离为
D．人在点的加速度大小为
13．（2025·安徽黄山·二模）某高楼卸货神器采用耐磨帆布作为滑道使搬运工作变得更加轻松。如图所示，段为总长的帆布材料制成的滑道，滑道与水平地面在P点平滑连接。质量为的缓冲器静止在水平地面上，缓冲器由凹槽和一根高强度轻质弹簧组成，弹簧左端固定在凹槽内部，最右端位于P点正上方。质量为的货物从距地面竖直高度的O点由静止滑下，至P点时速度为。货物和缓冲器与地面间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧弹性势能公式（为弹簧形变量），重力加速度取。则：
(1)求货物在滑道上所受平均阻力的大小；
(2)若缓冲器固定不动，弹簧的劲度系数为，为使货物与凹槽不相撞，求弹簧伸出凹槽的最小长度；
(3)若缓冲器不固定，若更换一根劲度系数为的弹簧，弹簧伸出凹槽的长度是，货物与凹槽碰撞时间极短，且碰后不分离，求凹槽向左运动的距离。
14．（2025·安徽合肥·二模）竖直平面内有一半径为1m、圆心角为127°的光滑圆弧形轨道ABC，O为圆心，半径OA水平，B为轨道的最低点。倾角为37°的长直轨道CD与圆弧轨道在C点平滑对接。质量为0.1kg的小滑块从A点由静止释放，沿圆轨道滑至C点，再经0.6s运动到直轨道上E点。已知小滑块与CD间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。求：
(1)滑块到达B点时对轨道的压力大小；
(2)E与C之间的距离；
(3)滑块在整个运动过程中通过CD段的总路程。
15．（2025·河南·二模）风洞实验是研究流体力学的一种重要方法。如图，倾角为37°的斜面，在斜面底端静置一小车，小车质量为15kg，斜面足够长，现将风洞装置开启，开启时刻记为t=0，装置开启时风对微型小车产生300N水平向右的推力。t=2s时将装置关闭。t=3.25s时小车沿斜面向上运动的速度变为0。已知重力加速度下列说法正确的是（ ）
A．小车与斜面间的动摩擦因数为0.25
B．小车与斜面间的动摩擦因数为0.5
C．小车沿斜面向上运动克服摩擦力所做的功为937.5J
D．小车沿斜面向上运动克服摩擦力做的功为1462.5J
16．（2025·辽宁鞍山·二模）如图1所示，上表面光滑的斜面体固定在水平地面上，一个小木块从斜面底端冲上斜面。图2为木块的初动能与木块轨迹的最高点距地面高度的关系图像。由此可求得斜面的长度为（ ）
A．B．C．D．
17．（2025·山东枣庄·二模）如图所示，长为1.0m的细绳一端固定在P点，另一端拴接质量为1.0kg的小球，小球与P点等高，细绳自然伸直。小球由静止释放后，摆动到某位置时，细绳突然断裂，继续运动0.5s后，落在地面上。已知细绳能承受的最大拉力为24N，不计空气阻力，取重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．轻绳断裂时小球的速度大小为2m/s
B．轻绳断裂时小球的速度大小为4m/s
C．小球落地点与P点的水平距离为1m
D．小球落地点与P点的水平距离为1.6m
18．（2025·云南贵州·二模）如图所示，处于同一竖直面内的滑轨由、、三段直轨构成，其中段长，高，表面光滑；段水平，长；段与水平方向的夹角为且足够长。通过在处的一小段长度不计的光滑圆弧平滑连接。质量分别为、的a、b两个小滑块（可视为质点）粘贴在一起，粘贴面间敷有少量炸药。现将a、b整体从滑轨的最高点A处由静止释放，在刚滑入水平段的瞬间炸药爆炸，a、b瞬间分离，各自沿运动，一段时间后a以速度从点冲出滑道，最后落在上。已知a、b与段表面间的动摩擦因数均为，不计空气阻力和炸药质量。取，重力加速度。求：
(1)a、b整体在上运动的时间；
(2)a在上的第一个落点到端的距离；
(3)炸药爆炸后的瞬间，a、b组成的系统获得的机械能增量。
19．（2025·福建厦门·二模）如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R，bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。则小球运动到c点的速度大小为（ ）
A．B．C．D．
20．（2025·广东·二模）如图所示，竖直平面内固定半径的光滑圆弧轨道，轨道的M处与水平传送带相切。传送带与左侧紧靠的水平台面等高，台面的PN部分粗糙，PN的长度，P点左侧光滑。水平放置的轻质弹簧左端固定、处于原长状态。质量的小物块（可视为质点）从A点由静止沿圆弧轨道下滑。O为圆心，半径OM竖直，OA与OM的夹角，已知传送带的长度，始终以速度顺时针转动，物块与台面PN部分、物块与传送带之间的动摩擦因数均为，取重力加速度，弹簧始终在弹性限度内，求：
(1)物块第一次下滑到M处的速度的大小；
(2)弹簧被压缩后具有的最大弹性势能；
(3)物块在PN部分通过的总路程。
21．（2025·广东中山·二模）我国新能源汽车发展迅速，2022年仅比亚迪新能源汽车全年销量为186.35万辆，位列全球第一、如图所示为比亚迪某型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则（ ）
A．汽车以恒定功率启动
B．汽车所受阻力为
C．汽车在车速为5m/s时，功率为30kW
D．若汽车由静止到最大速度所走的位移为45m，则汽车在该过程运动的时间为19s
机械能守恒定律
22．（2025·辽宁·二模）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与物块A连接，物块B叠放在A上，弹簧处于自然长度。此时将A、B由静止释放，两物块一起沿粗糙斜面向下运动，到达最低点时，立即将B撤去，A沿斜面向上运动恰能回到初始位置。弹簧始终未超过弹性限度，下列说法正确的是（ ）
A．下滑过程中B受到的摩擦力逐渐增大
B．下滑过程中B对A的摩擦力所做的功大于A克服斜面的摩擦力所做的功
C．斜面对A有摩擦力，上滑过程中A的机械能不断减少
D．A上滑过程时间比A、B一起下滑过程时间长
23．（2025·江西九江·二模）如图，半径为R的光滑圆轨道固定在竖直平面内，质量为m的A球和质量为3m的B球用长为R的轻杆相连，杆从竖直位置开始静止释放，则（ ）
A．杆第一次水平时，A的速度大小是
B．杆从释放到第一次水平过程中，A的机械能增加
C．杆从释放到第一次水平过程中，杆对B做正功
D．整个运动过程中，A的最大速度为
24．（2025·新疆乌鲁木齐·二模）如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放置一质量为的小蜡块R。时刻，蜡块R由坐标原点O处由静止开始沿y轴正方向以加速度匀加速上浮，同时玻璃管沿x轴正方向做速度为的匀速直线运动，取x轴所在水平面为零势能面，重力加速度g取。在蜡块R未运动到玻璃管顶端的过程中，求
(1)蜡块R的竖直位移y与水平位移x的关系式；
(2)时，蜡块R的机械能E。
25．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）如图所示，质量为0.1kg的带孔物块A和质量为0.2kg的金属环B通过光滑铰链用轻质细杆连接，A套在固定的竖直杆上且与竖直放置的轻弹簧上端相连，轻弹簧下端固定在水平横杆上，轻弹簧劲度系数，弹簧原长，B套在固定的水平横杆上。弹簧处于原长时将A由静止释放，弹簧始终在弹性限度内，已知弹簧的弹性势能（为弹簧的形变量）。忽略一切摩擦，重力加速度取，在A下降的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物块A和金属环B组成的系统机械能守恒
B．在A、B运动过程中当图中时，
C．B动能最大时，B受到水平横杆的支持力大小等于2N
D．弹簧弹性势能最大时，间距离为1cm
26．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）如图，不可伸长的轻绳将物块悬挂于点。现将轻绳拉至与竖直方向夹角，将物块由静止释放，当物块运动至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块发生弹性碰撞。碰撞后物块在水平面上滑行一段距离后停下来。已知轻绳长度，物块、质量分别为、，物块与水平面间的动摩擦因数；、均视为质点，不计空气阻力。重力加速度取。
(1)求碰撞前瞬间，轻绳对物块的拉力大小；
(2)求物块在水平面上滑行的距离。
27．（2025·湖南常德·二模）三角形是一光滑绝缘斜面，斜面足够长，斜面倾角为，以点为坐标原点，沿斜面向下为轴正方向，如图1所示，沿斜面加一静电场，其电场强度随变化的关系如图2所示，设轴正方向为电场强度的正方向。现将一质量为，电荷量大小为的带电小滑块（视为质点）从点静止释放，且小滑块释放后沿斜面向下运动，已知，运动过程中小滑块的电荷量保持不变。则下列说法正确的是（ ）
A．小滑块一定带正电
B．小滑块沿斜面向下运动过程中机械能先减小后增大
C．小滑块沿斜面向下运动过程中的最大速度为
D．小滑块沿斜面向下运动的最远距离为
28．（2025·安徽合肥·二模）如图所示，质量均为m的物块A和B由一根轻弹簧相连，在竖直向上的拉力F作用下，两物块一起做匀速运动。弹簧处于弹性限度内，现撤去拉力F。不计空气阻力，重力加速度为g。从撤去拉力到弹簧第一次恢复原长的过程中，若A、B一直向上运动，则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的弹力最大值为2mg
B．A的加速度最大值为2g
C．A的速度大小均不大于同一时刻B的速度大小
D．弹簧弹性势能的减少量小于A与B重力势能的增加量之和
29．（2025·陕西渭南·二模）急行跳远起源于古希腊奥林匹克运动。如图所示，急行跳远由助跑、起跳、腾空与落地等动作组成，空气阻力不能忽略，下列说法正确的是（ ）
A．助跑是为了增大运动员自身的惯性
B．蹬地起跳时，运动员处于超重状态
C．从腾空到落地，运动员所受重力的冲量为0
D．从起跳后到最高点过程中，运动员重力势能的增加量大于其动能的减少量
30．（2025·黑龙江齐齐哈尔·二模）如图甲所示，水平桌面上有一算盘。中心带孔的相同算珠可穿在固定的杆上滑动，算珠与杆之间的动摩擦因数恒定，使用时发现某一根杆上有A、B两颗算珠未在归零位。A、B相隔，B与上边框相隔。现用手指将A以某一初速度拨出，在方格纸中作出A、B运动的v-t图像如图乙所示（实线代表A，虚线代表B）、忽略算珠A、B碰撞的时间，g取10m/s2，则下列说法中正确的是（ ）
A．算珠A不能自己归零位、算珠B能自己回到归零位
B．算珠A在碰撞前运动了0.2s
C．算珠与杆之间的动摩擦因数为0.1
D．算珠A与算珠B在碰撞过程中机械能守恒
31．（2025·安徽池州·二模）如图，光滑水平面与竖直面内的光滑半圆形导轨在点平滑连接，导轨半径为。现有一左端固定的轻质弹簧弹性势能为Ep，在弹力作用下一质量为的物体获得水平向右速度后脱离弹簧，重力加速度为。若使物体不脱离半圆形导轨，弹簧弹性势能Ep的值不可能为（ ）
A．
B．
C．
D．
32．（2025·湖北·二模）如图所示，一弹性轻绳（绳的弹力与其伸长量成正比）左端固定在A点，自然长度等于AB。弹性绳跨过由固定轻杆固定的定滑轮连接一个质量为的小球，小球穿过竖直固定的杆，初始时弹性绳在一条水平线上，小球从点由静止释放，当滑到点时速度恰好为零，已知两点间距离为为的中点，小球在点时弹性绳的拉力为，小球与杆之间的动摩擦因数为0.4，弹性绳始终处在弹性限度内，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A．对于由弹性绳和小球组成的系统，在阶段损失的机械能等于在阶段损失的机械能
B．小球从到克服弹性绳弹力做功
C．在点给小球一个竖直向上的速度小球恰好能回到点
D．若只把小球质量变为，则小球从点由静止开始运动，到达点时的速度大小为
33．（2025·云南贵州·二模）如图所示，斜面B静止在水平地面上，物块A以平行于斜面的初速度从斜面底端开始沿斜面上滑，不计一切摩擦。在A从斜面底端运动到最高点的过程中（A未冲出斜面），以下说法正确的是（ ）
A．A、B组成的系统动量守恒B．A的动量变化量方向水平向左
C．到达最高点时A的动能最小D．到达最高点时A的机械能最小
34．（2025·河南开封·二模）如图所示，半径为R的光滑大圆环用一细杆固定在竖直平面内，质量为m的小球A套在大圆环上。上端固定在杆上的轻质弹簧与质量为m的滑块B连接，并一起套在杆上，小球A和滑块B之间用长为的轻杆分别通过铰链连接，当小球A位于圆环最高点时、弹簧处于原长；此时给A一个微小扰动（初速度视为0），使小球A沿环顺时针滑下，当杆与大圆环相切时小球A的速度为（g为重力加速度）。不计一切摩擦，A、B均可视为质点，则下列说法正确的是（ ）
A．小球A、滑块B和轻杆组成的系统在下滑过程中机械能守恒
B．当杆与大圆环相切时B的速度为
C．小球A从圆环最高点到达杆与大圆环相切的过程中滑块B的重力势能减小
D．小球A从圆环最高点到达杆与大圆环相切的过程中弹簧的弹性势能增加了
35．（2025·内蒙古赤峰·二模）如图甲，木板A静止于光滑水平面上，水平面上有一轻弹簧固定在处。时小物块B以的水平速度滑上A。A的动能随时间变化关系如图乙所示。已知A、B间的动摩擦因数为0.4，B始终在A上，弹簧始终处于弹性限度内，弹性势能，为弹簧的形变量。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。下列说法正确的是（ ）
A．B的质量为1.0kg
B．内A的加速度逐渐增加
C．接触弹簧前，A、B的相对位移大小为3m
D．若弹簧的劲度系数为，A接触弹簧后两物体始终保持相对静止
36．（2025·福建厦门·二模）如图所示，固定在水平面上足够长的光滑斜面倾角为θ=30°，轻质弹簧劲度系数为k，下端固定在斜面底端，上端与质量为m的物块A相连，物块A与质量也为m的物块B用跨过光滑定滑轮的细线相连。先用手托住物块B，使细线刚好拉直但无拉力，然后由静止释放物块B，在物块A向上运动的整个过程中，物块B未碰到地面。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，两物块均可视为质点。求：
(1)释放物块B之前弹簧的形变量x0；
(2)释放物块B的瞬间，细线上的拉力的大小；
(3)从释放到达到最大速度过程中细线对物块A做的功。
37．（2025·陕西宝鸡·二模）如图甲所示，在倾角为的斜面上放一轻质弹簧，其下端固定，静止时上端位置在B点。质量为m的小物块在A点由静止释放，开始运动的一段时间内的图像如图乙所示。小物块在0.8s时运动到B点，在1.0s时到达C点（图中未标出），在1.3s时到达D点，经过一段时间后又回到B点，且速度不为零。重力加速度为g，由图可知（ ）
A．在整个运动过程中，小物块和弹簧的系统机械能减小
B．从A点运动到D点的过程中，小物块在C点时弹簧的弹力为
C．从B点运动到D点的过程中，小物块的加速度不断减小
D．小物块第一次经过B点的加速度值小于第二次经过B点的加速度值
38．（2025·广西·二模）如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为的光滑弧形槽静止在足够大的光滑水平面上，底部与水平面平滑相切，一个质量也为的小球从槽顶部由静止下滑，假设小球与弹簧组成的系统在相互作用的全过程无机械能损失，则（ ）
A．在下滑过程中，小球对槽的作用力做正功
B．在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒
C．被弹簧反弹前后，小球动量大小和方向均发生改变
D．被弹簧反弹后，小球一定能返回到槽上