专题7 机械能-2021年高考真题物理分项汇编（新高考）

专题7 机械能 一．选择题 1. （2021新高考辽宁卷）冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一。某冰滑梯的示意图如图所示，螺旋滑道的摩擦可忽略；倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因数μ相同，因滑板不同，μ满足μ0≤μ≤1.2μ0。在设计滑梯时，要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，且滑行结束时停止在水平滑道上，以下L1、L2的组合符合设计要求的是 A．L1= ，L2= B．L1= ，L2= C．L1= ，L2= D．L1= ，L2= 【答案】CD 【解析】根据题述，要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，则有mgsinθ＜μ0mgcosθ，sinθ= ，cosθ= ，联立解得：L1＞ ，选项A错误。根据题述，滑行结束时停止在水平滑道上，设水平滑道最短长度为L2’，由动能定理，可得mg·2h-μ0mgcosθ· -μ0mgL2’=0，将L1= 代入解得L2’= ，选项C正确B错误；将L1= 代入解得L2’= ，选项D中L2= 大于L2’= ，符合要求，选项D正确。 【易错警示】解答此题常见错误主要有：一是没有注意到题述两个要求：①要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，②滑行结束时停止在水平滑道上，导致错误。二是没有将满足要求①的BCD选项的L1值逐一运算，导致错误。 2．（2021高考新课程I卷山东卷）如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（ ） A． B． C． D． 【答案】B 恰好能完成一个完整的圆周运动，由动能定理，f·2πL=mv02，解得f=，选项B正确。 3．（2021新高考北京卷）如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是 A．在ab段汽车的输出功率逐渐减小 B．汽车在ab段的输出功率比bc段的大 C．在cd段汽车的输出功率逐渐减小 D．汽车在cd段的输出功率比bc段的大 【答案】B 【解析】在平直上坡路面ab段匀速运动汽车的牵引力等于阻力与重力沿斜坡方向的分力之和，输出功率P=Fv不变，大于水平路面的bc段，选项A错误B正确；在cd段汽车的牵引力小于阻力，汽车的输出功率P=Fv不变，选项C错误；由于汽车在cd段的牵引力比bc段的小，所以汽车在cd段的输出功率比bc段的小，选项D错误。 4. （2021年6月浙江选考物理）中国制造的某一型号泵车如图所示，表中列出了其部分技术参数。已知混凝土密度为 ，假设泵车的泵送系统以 的输送量给 高处输送混凝土，则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为（　　） 发动机最大输出功率（ ） 332 最大输送高度（m） 63 整车满载质量（ ） 最大输送量（ ） 180 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】泵车的泵送系统以 的输送量给 高处输送混凝土，每小时泵送系统对混凝土做的功 ，故选C。 5. （2021高考新课程湖北卷）如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取10 m/s2，物块质量m和所受摩擦力大小f分别为（　　） A.m=0.7 kg，f=0.5 N B.m=0.7 kg，f=1.0N C.m=0.8kg，f=0.5 N D.m=0.8 kg，f=1.0N 【答案】A 【解析】对物块沿斜面上滑过程，由动能定理，-（mgsin30°+f）s=Ek-40，结合物块动能Ek与运动路程s的关系图像，可知mgsin30°+f =4，对物块沿斜面下滑过程，mgsin30°-f =3，联立解得m=0.7 kg，f=0.5 N，选项A正确。 6. （2021高考全国甲卷）一质量为m的物体自倾角为α的固定斜面底端沿斜面向上滑动。该物体开始滑动时的动能为Ek，向上滑动一段距离后速度减小为零，此后物体向下滑动，到达斜面底端时动能为Ek/5。已知sinα=0.6，重力加速度大小为g。则 A.物体向上滑动的距离为Ek/2mg B.物体向下滑动时的加速度大小为g/5 C.物体与斜面间的动摩擦因数等于0.5 D.物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长 【答案】CD 【解析】设物体向上滑动的距离为x，由动能定理，对上滑过程，-mgxsinα-μmgcosα·x=- Ek，对上滑和下滑的全过程，-μmgcosα·2x= E