2025年高三物理高考機(jī)械能守恒定律專(zhuān)題模擬試題一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6-8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）1.（2025·廣東模擬）如圖所示，質(zhì)量為m的小球被輕繩懸掛于O點(diǎn)，初始時(shí)刻靜止于P點(diǎn)。第一次在水平拉力F?作用下緩慢移動(dòng)到Q點(diǎn)（輕繩與豎直方向夾角為θ）；第二次在水平恒力F?作用下從P點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，恰好能到達(dá)Q點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（）A.第二次水平恒力的大小為mgtanθB.第二次到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)繩的拉力比第一次小C.第二次水平力做的功比第一次多D.兩個(gè)過(guò)程中繩的拉力均逐漸增大2.（2025·北京西城一模改編）撐桿跳高是奧運(yùn)會(huì)競(jìng)賽項(xiàng)目，如圖所示是運(yùn)動(dòng)員起跳至越過(guò)橫桿的過(guò)程。下列說(shuō)法不正確的是（）A.加速助跑過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增加B.起跳上升過(guò)程中，桿的彈性勢(shì)能始終增加C.起跳上升過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能增加D.越過(guò)橫桿后下落過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加3.（2025·全國(guó)模擬）質(zhì)量為m的物塊始終固定在傾角為θ的斜面上，下列說(shuō)法中不正確的是（）A.若斜面向右勻速移動(dòng)距離s，斜面對(duì)物塊沒(méi)有做功B.若斜面向上勻速移動(dòng)距離s，斜面對(duì)物塊做功mgsC.若斜面向左以加速度a移動(dòng)距離s，斜面對(duì)物塊做功masD.若斜面向下以加速度a移動(dòng)距離s，斜面對(duì)物塊做功m(g+a)s4.（2025·江蘇模擬）如圖所示，光滑斜坡上有甲、乙兩個(gè)相同滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），分別從高度h?、h?（h?＞h?）處同時(shí)由靜止開(kāi)始下滑。斜坡與水平面在O處平滑相接，滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，乙在水平面上追上甲時(shí)發(fā)生彈性碰撞。忽略空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（）A.甲在斜坡上運(yùn)動(dòng)時(shí)與乙相對(duì)靜止B.碰撞后瞬間甲的速度等于碰撞前瞬間乙的速度C.乙的運(yùn)動(dòng)總時(shí)間與h?無(wú)關(guān)D.甲最終停止位置與O處的距離為h?/(2μ)5.（2025·浙江選考模擬）質(zhì)量為m的小球用輕桿連接，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到恒定空氣阻力f。某時(shí)刻小球通過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)速度為v?，此時(shí)桿對(duì)小球的拉力為7mg。已知重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（）A.小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為3mgRB.小球能上升的最大高度為v?2/(2g)C.小球再次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為√(v?2-8fR/m)D.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒6.（2025·山東模擬）如圖所示，質(zhì)量均為m的滑塊a、b套在固定豎直桿上，a與光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通過(guò)鉸鏈用剛性輕桿連接，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)摩擦，a、b可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g。則（）A.a下落過(guò)程中，a、b組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.a落地時(shí)的速度大小為√(2gh)C.a下落過(guò)程中，輕桿對(duì)b做的功為mgh/2D.當(dāng)a的速度最大時(shí)，b的速度為零7.（2025·湖北模擬）如圖所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為M的木板左端固定一輕質(zhì)彈簧，右端用輕繩連接質(zhì)量為m的物塊（M＞m），系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)剪斷輕繩，物塊在滑動(dòng)摩擦力作用下向右運(yùn)動(dòng)，與彈簧碰撞后被彈回。已知木板與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。則下列說(shuō)法正確的是（）A.剪斷輕繩后，物塊與木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.物塊第一次與彈簧分離時(shí)，木板的速度方向向左C.整個(gè)過(guò)程中，彈簧的最大彈性勢(shì)能等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功D.物塊最終將停在木板左端，系統(tǒng)機(jī)械能損失量為μmgs（s為物塊相對(duì)木板的位移）8.（2025·河北模擬）探測(cè)器在接近某行星表面時(shí)，以v?=10m/s的速度豎直勻速下落，此時(shí)啟動(dòng)“背罩分離”程序：探測(cè)器與背罩?jǐn)嚅_(kāi)連接，背罩與降落傘保持連接。已知探測(cè)器質(zhì)量M=1000kg，背罩質(zhì)量m=50kg，行星質(zhì)量為地球的1/4，半徑為地球的1/2，地球表面重力加速度g?=10m/s2。忽略大氣阻力，下列說(shuō)法正確的有（）A.該行星表面的重力加速度大小為10m/s2B.分離后瞬間探測(cè)器的加速度大小為0.5m/s2C.分離后探測(cè)器與背罩組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.分離后背罩下落的最大高度為5m二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共18分）9.（9分）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平，滑塊A、B（質(zhì)量分別為m?、m?）用輕彈簧連接，置于導(dǎo)軌上；②壓縮彈簧后用細(xì)線固定滑塊，測(cè)出彈簧壓縮量x；③燒斷細(xì)線，通過(guò)光電門(mén)記錄滑塊A、B通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t?、t?（已知遮光片寬度為d）；④重復(fù)實(shí)驗(yàn)，比較彈簧彈性勢(shì)能與滑塊動(dòng)能之和是否相等。（1）為完成實(shí)驗(yàn)，還需測(cè)量的物理量是________（填字母代號(hào)）。A.彈簧的勁度系數(shù)kB.滑塊A、B到光電門(mén)的距離C.氣墊導(dǎo)軌的長(zhǎng)度（2）彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式為E?=（用題中物理量表示），滑塊動(dòng)能之和的表達(dá)式為E?=（用題中物理量表示）。（3）若實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)E?＞E?，可能的原因是________。10.（9分）用如圖所示的裝置“探究功與速度變化的關(guān)系”。小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑行，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄運(yùn)動(dòng)信息。（1）實(shí)驗(yàn)中，為消除摩擦力的影響，應(yīng)將木板________（填“左端”或“右端”）適當(dāng)墊高，直到小車(chē)在________（填“受橡皮筋拉力”或“不受橡皮筋拉力”）時(shí)能勻速下滑。（2）某次實(shí)驗(yàn)中，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖所示。相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)，計(jì)數(shù)點(diǎn)1-5到O點(diǎn)的距離分別為x?、x?、x?、x?、x?。小車(chē)獲得的最大速度v?=________（用x?、x?、T表示）。（3）若改變橡皮筋的條數(shù)（保持每次拉伸長(zhǎng)度相同），測(cè)出對(duì)應(yīng)最大速度v，以橡皮筋條數(shù)n為橫軸，v2為縱軸，得到的圖像應(yīng)為_(kāi)_______（填“過(guò)原點(diǎn)的直線”或“拋物線”）。三、計(jì)算題（本題共3小題，共44分。解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位）11.（14分）如圖所示，質(zhì)量m=2kg的小球用輕繩拴住，在豎直平面內(nèi)做半徑R=0.5m的圓周運(yùn)動(dòng)。已知小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度v?=3m/s，重力加速度g=10m/s2。求：（1）小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力大??；（2）小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小；（3）若小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到恒定空氣阻力f=1N，從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，空氣阻力做的功及小球機(jī)械能的變化量。12.（14分）如圖所示，光滑水平軌道與半徑R=0.4m的光滑豎直半圓軌道相切于B點(diǎn)，質(zhì)量m=1kg的小滑塊從A點(diǎn)以v?=5m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，與靜止在B點(diǎn)的質(zhì)量M=2kg的滑塊發(fā)生彈性碰撞。已知A、B間距離L=1m，滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g=10m/s2。求：（1）碰撞前瞬間小滑塊的速度大??；（2）碰撞后M滑塊能否通過(guò)半圓軌道的最高點(diǎn)C？若能，求出滑塊在C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小；若不能，說(shuō)明理由。13.（16分）如圖所示，傾角θ=30°的光滑斜面與粗糙水平面平滑連接，斜面頂端有一質(zhì)量m?=2kg的物塊A，距斜面底端h=1.8m處由靜止釋放。物塊A下滑后與靜止在水平面上的質(zhì)量m?=1kg的物塊B發(fā)生正碰，碰撞時(shí)間極短，碰撞后A、B均向右運(yùn)動(dòng)，B與輕質(zhì)彈簧接觸后將彈簧壓縮到最短（彈簧另一端固定在豎直墻壁上），此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能E?=3J。已知B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，A與水平面間的摩擦不計(jì)，重力加速度g=10m/s2。求：（1）物塊A滑到斜面底端時(shí)的速度大??；（2）A、B碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能；（3）彈簧壓縮到最短時(shí)，物塊A與B之間的距離。四、選考題（共10分。請(qǐng)考生從14、15兩題中任選一題作答。若兩題都做，則按第14題計(jì)分）14.（10分）【選修3-5】如圖所示，質(zhì)量m?=0.3kg的小球A用長(zhǎng)L=0.5m的輕繩懸掛于O點(diǎn)，質(zhì)量m?=0.1kg的小球B靜止在光滑水平面上，B與O點(diǎn)正下方的A球相距s=1m?，F(xiàn)讓A球從與豎直方向成60°角的位置由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)時(shí)與B球發(fā)生彈性碰撞。重力加速度g=10m/s2。求：（1）碰撞前瞬間A球的速度大小；（2）碰撞后B球的速度大小及A球能上升的最大高度。15.（10分）【選修3-3】如圖所示，內(nèi)壁光滑的汽缸豎直放置，活塞質(zhì)量m=1kg，橫截面積S=10c