专题08 机械能（二）-2021年高考高三下学期5月模拟物理试题汇编

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2021年高考高三下学期5月模拟物理试题汇编专题08 机械能（二）1、（2021·安徽省八校高三下学期5月模拟）如图所示，质量为2kg的有孔小球套在固定的长直杆上，杆与水平方向成角，球与杆间的动摩擦因数μ=0.25。小球在竖直向上大小为30N的拉力F作用下，从A点由静止开始向上运动，经过1s撤去拉力，取g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8，求：(1)撤去拉力前瞬间拉力F的功率；(2)小球返回A点时的速度。2、（2021·北京市西城区高三下学期5月测试）某同学用实验室中的过山车模型研究过山车的原理。如图所示，将质量为m的小球从倾斜轨道上的某一位置由静止释放，小球将沿着轨道运动到最低点后进入圆轨道。他通过测量得到圆轨道的半径为R。已知重力加速度为g。（1）小球能够顺利通过圆轨道最高点的最小速度v为多少？（2）若不考虑摩擦等阻力，要使小球恰能通过圆轨道的最高点，小球的释放点距轨道最低点的高度差h为多少？（3）该同学经过反复尝试，发现要使小球恰能通过圆轨道的最高点，小球的释放点距轨道最低点的高度差比（2）的计算结果高h，则从释放点运动到圆轨道最高点的过程中小球损失的机械能E为多少？3、（2021·北京市西城区高三下学期5月测试）2020年5月5日，长征五号B运载火箭搭载新一代载人飞船试验船和返回舱试验舱，在中国文昌航天发射场（北纬19度，可近似看成位于赤道附近）点火升空，竖直向上飞行约17s后开始程序转弯，火箭逐渐偏向东方飞去，最后试验舱船与火箭成功分离，进入预定轨道。据了解，此次发射的载人飞船试验船和返回舱试验舱约22吨。假设其预定轨道高度为200km，自西向东运转。已知地球半径约为6400km，地表重力加速度g取10m/s2在忽略空气阻力影响的前提下，估算为将试验舱船从地面送入预定轨道，火箭至少需要对它做多少功。某同学的估算过程如下：火箭将试验舱船从地面送至预定轨道过程中，由动能定理可得：在地面上有 预定轨道上有 ，可得 因此 代入数据解得 请你判断这位同学的估算过程是否合理（不用考虑计算结果是否正确），并说明理由。4、（2021·福建省南平市高三下学期第二次质检）如图，传送带以的速度逆时针转动，一个质量的物体从传送带顶端以的速度沿传送带滑入，若传送带与水平方向成，物体与传送带间的动摩擦因数，传送带底端到顶端长，g取10m/s2，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。求：(1)物体从传送带底端滑出时的速度大小；(2)若在物体滑入传送带运动了0.5s时，传送带突然停止，物体在传送带上滑动过程中，因与传送带间的摩擦而产生的热量。5、（2021·天津市红桥区高三下学第二次质检）如下图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达A孔进入半径0.2m的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2m，θ=60°，小球质量为m2=2kg，D点与小孔A的水平距离s=2m，g取10m/s2。试求：（1）求摆线能承受的最大拉力为多大？（2）要使摆球进入圆轨道后恰能通过轨道的最高点，求粗糙水平面摩擦因数μ。6、（2021·山东省烟台市高三下学期适应性练习）动车组列车由一节或若干节动力车厢与无动力车厢构成，根据不同用途和型号进行编组，再通过挂接形成整列列车，具有加速性能好、运行速度高、平均能耗低等诸多优点。我国自主研发的复兴号动车组列车时速可达350km/h，由于车钩缓冲系统搭载了我国研制的超大容量能量吸收设备，可以有效吸收挂接过程中损失的动能，使车厢在挂接过程中更加平稳。假设在编组站进行的某次挂接实验中，共有n节车厢。为了测试碰撞性能，动力车厢置于编组区外，编号为1，其余车厢在编组区内依次排列，车厢之间间隙均为L，编号分别为2、3……n。若所有车厢质量均为m，所有车厢与铁轨之间的动摩擦因数均为μ。现在使动力车厢以某一初速度平稳运行，车头到达编组区立即关闭发动机。重力加速度为g，不计空气阻力以及内部零件运转产生的机械能损失。（1）设动力车厢与第二节车厢挂接前瞬间动能为E，试求挂接后的动能以及挂接过程中损失的动能；（2）第（n-1）节车厢挂接以后继续滑行l（l<L）静止下来，试求动力车厢关闭发动机前速度大小；（3）在（2）的条件下，若能量吸收设备可以吸收由于挂接损失的动能的η倍（0<η<1），求此次实验中能量吸收设备吸收的能量。提示：在解题中可能用到公式
 7、（2021·山东省济南市历城二中高三下学期压轴卷）某遥控赛车轨道如图所示，赛车从起点A出发，沿摆放在水平地面上的直轨道AB运动L=10m后，从B点进入半径R=0.1m的光滑竖直圆轨道，经过一个完整的圆周后进入粗糙的、长度可调的、倾角=30的斜直轨道CD，最后在D点速度方向变为水平后飞出（不考虑经过轨道中C、D两点的机械能损失）。已知赛车质量m=0.1kg，通电后赛车以额定功率P=1.5W工作，赛车与AB轨道、CD轨道间的动摩擦因数分别为μ1=0.3和μ2=，重力加速度g取10m/s2：(1)求赛车恰好能过圆轨道最高点P时的速度vP的大小；(2)若要求赛车能沿圆轨道做完整的圆周运动，求赛车通电的最短时间；(3)已知赛车在水平直轨道AB上运动时一直处于通电状态且最后阶段以恒定速率运动，进入圆轨道后关闭电源，选择CD轨道合适的长度，可使赛车从D点飞出后落地的水平位移最大，求此最大水平位移，并求出此时CD轨道的长度。