专题4 机械能相关-【好题汇编】1年（2022-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（上海专用）

专题4 机械能相关 （上海市2024年等级考物理试卷）汽车智能化 我国的汽车智能化技术发展迅猛。各类车载雷达是汽车自主感知系统的重要组成部分。汽车在检测到事故风险后，通过自主决策和自主控制及时采取措施，提高了安全性。 3. （3分）车载雷达系统可以发出激光和超声波信号，其中（　　） A. 仅激光是横波 B. 激光与超声波都是横波 C. 仅超声波横波 D. 激光与超声波都不是横波 4. （6分）一辆质量的汽车，以的速度在平直路面上匀速行驶，此过程中发动机功率，汽车受到的阻力大小为______N。当车载雷达探测到前方有障码物时，主动刹车系统立即撤去发动机驱动力，同时施加制动力使车辆减速。在刚进入制动状态的瞬间，系统提供的制动功率，此时汽车的制动力大小为______N，加速度大小为______。（不计传动装置和热损耗造成的能量损失） （上海市2023年高中学业水平合格性考试卷）2．某学校选用直径为24.6cm，质量为0.64kg的篮球作为训练用球。 （1）某同学正在单手持球使之静止，在以下三种的持球方式中，人对球的作用力分别为F1、F2、 F3， 请问F1、F2、 F3的大小关系为( ) A．F1>F2> F3 B．F1<F2<F3 C． F1=F2= F3 （2）在原地传球训练中，某队员用双手将篮球水平推出，篮球从离开双手到第一次落地的过程中，球心水平方向位移x=5.0m，竖直方向位移h=1.5m。不考虑空气阻力和篮球转动，求：（简答，结果均保留2位有效数字） ①篮球从离开双手到落地的时间t； ( ) ②篮球离开双手时的速度大小v； ( ) ③篮球落地前瞬间的速度方向与水平面的夹角θ； ( ) ④篮球被水平推出过程中，该队员对篮球所做的功W。( ) （3）不考虑空气阻力与篮球的自转，水平推出后，篮球动能Ek与下落距离h之间的关系为( ) A．  B．  C．  D．   （4）实际上，篮球水平推出后会受到空气阻力的影响，假设空气阻力f与运动方向相反，大小不变且小于重力G的大小，篮球不转动。篮球水平推出后的运动轨迹如图所示。 ①画出篮球运动经过A点时的受力示意图。 ②在上图篮球运动的过程中，篮球的加速度( ) A．一直增大     B．一直减小     C．不变 D．先增大后减小          E.先减小后增大 （上海市松江区2024届高三物理一模试卷）“绿色、低碳、节能” 采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源。 12．广泛应用且属于清洁能源的是 （选涂：A．太阳能  B．煤炭  C．天然气）。 13．核电站发电的能量来自于 （选涂：A．核裂变  B．核聚变  C．化学变化）。 14．下列做法不符合节能要求的是（　　） A．电脑使用完毕后关机并切断电源 B．长时间外出需要切断热水器电源 C．电视机长时间处于待机状态 D．手机充电结束后拔掉充电器 15．电动车正在逐步取代燃油车，下列关于电动车说法正确的是（　　） A．噪音小、无尾气排放，更环保 B．效率更高可达到100% C．充电时将电能转化为化学能 D．工作原理是电磁感应 16．“动能回收”是指电动车在刹车或下坡过程中把机械能转化为电能的装置。电动车以的初动能沿倾角为15°的平直斜坡运动。第一次关闭发动机，让车自由滑行，其动能—位移关系如图直线①所示；第二次关闭发动机同时开启“动能回收”装置，其动能—位移关系如图线②所示。假设机械能回收效率为90%，求电动车开启动能回收装置行驶200m的过程中：（简答） （1）所受的合力的变化规律； （2）共回收了多少电能； （3）若电动车质量为2吨，行驶到150m处电能的回收功率。 （上海市闵行区2024届高三物理二模试卷）1．高空绸吊 高空绸吊是一种高难度杂技节目。杂技运动员借助长长的绸带和身体控制技巧，在空中完成精彩的表演。 (1)①如图（a），运动员用两根悬于同一点的绸带摆出漂亮的一字马造型，若两根绸带之间的夹角为，运动员的质量为m，单根绸带的拉力大小为 ； ②若减小两绸带的夹角，则绸带对运动员的作用力大小 A．增大     B．减小     C．不变 (2)有一段单人绸吊空中表演，运动员拉住一根长绸带在水平面内做近似圆周运动，如图（b）所示，若运动员重心到悬点距离不变，绸带与竖直方向夹角为θ。 ①在图（b）画出运动员的受力示意图 。 ②运动员做匀速圆周运动的向心力由 力提供。 ③若θ增大，其他条件不变，运动员的周期会 A．增大        B．减小        C．不变 (3)（计算）双人绸吊表演中，甲运动员从高处拉住长绸带在竖直平面内由静止下摆；乙运动员从地面竖直跳起；乙跳到最高点时恰被摆至最低点的甲牢牢抱起，随后甲乙一起运动。如图（c），已知绸带长为L，绸带初始时与竖直方向夹角为，甲、乙的质量分别为m1和m2。求：甲乙一起运动时，绸带与竖直方向最大偏角2的余弦值。 （上海市延安中学2024届高三下学期适应考物理试卷）电梯 电梯是常见的一种服务于规定楼层间的固定式升降设备。 11．右图是电梯的结构示意图，其中，配重是电梯拖动系统的一个组成部分，位于轿厢的另一边，通过牵引钢丝绳连接到轿顶上。配重的作用是平衡 的重力，起到 的作用。 12．电梯的配重是轿厢质量加上50%的最大负载质量。某一电梯轿厢质量为1200kg，最大负载质量为1000kg，它的配重为 kg。当该电梯以1.5m/s的速度满载匀速上升时，电动机的输出功率为10kW，电梯的机械效率为 。（） 13．一架自动扶梯以恒定的速率v1运送乘客上同一层楼，某人第一次站在扶梯不动，第二次以相对于扶梯的速率v0匀速上走，两次扶梯运客，电机所做的功分别为W1和W2，电机牵引力功率分别为P1和P2，则（　　） A．W1<W2，P1<P2 B．W1<W2，P1=P2 C．W1=W2，P1<P2 D．W1>W2，P1=P2 （上海市徐汇区2024届高三物理二模试卷）弹力 当物体发生弹性形变时就会产生弹力。一轻质弹簧当其伸长量为x时，产生的弹力大小为kx，k为常量。该弹簧的质量可忽略不计。 4．如图所示，将该弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的小物块。以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，物块以一定的初速度从O点出发，沿x轴在水平桌面上运动。物块与桌面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。 （1）（作图）画出物块所受弹簧拉力大小F随x变化的示意图； （2）（计算）根据F-x图像，求物块沿x轴从O点向右运动到位置x0的过程中，弹簧弹力对物块所做的功； （3）（计算）物块由x1向右运动到x3，然后由x3返回到x2.求该过程中，弹簧弹力和滑动摩擦力对物块所做的功； （4）归纳弹力和滑动摩擦力做功特点的不同之处。 5．某同学使用该弹簧、直尺、钢球制作了一个“竖直加速度测量计”。如图所示，将弹簧竖直悬挂，在弹簧旁固定一直尺，弹簧下端指针位于20 cm 刻度处；下端悬挂一钢球，静止时指针位于40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。请在尺上标出20cm、30cm、40cm、50cm、60cm处对应的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为 g。 6．（作图）如图（a）所示，一蹦床运动员正在从最高处A点下落，与蹦床刚接触时的位置为B点，到达的最低处为C点。（b）图为在 A 点、B点处，蹦床的弹性势能Ee、运动员的重力势能Ep和动能Ek的总体情况，请由此推断C点处这些能量的相对关系并画出示意图。 （上海市奉贤区2024届高三物理二模试卷）在2024年巴黎夏季奥林匹克运动会中，除了体操等传统项目外，还将增设攀岩和滑板等项目。 1．如图所示，攀岩运动员在到达较高处时，为恢复体能，每攀爬一步都稍作停留。在其确定好双手及蹬脚的位置后，用力一蹬向上攀爬一步的过程中，运动员（　　） A．始终处于超重状态 B．始终处于失重状态 C．先超重，后失重 D．先失重，后超重 2．艺术体操运动员以频率f=4Hz上下抖动长绸带的一端，绸带自左向右呈现波浪状起伏。t=0时刻，绸带形状如图所示（符合正弦函数图像特征）。 （1）P为绸带上的一点，其偏离平衡位置的位移x随时间t的变化可表示为 。 A．x=0.3sin（8πt）（SI） B．x=30sin（8πt）（SI） C．x=0.3sin（4t）（SI） D．x=0.3sin（8πt+）（SI） （2）若运动员保持抖动幅度不变，加快抖动频率，则波的传播速度会 。 A．增大B．减小C．保持不变 3．如图所示，半径为R的四分之一圆弧轨道的最底端A点刚好与水平面相切。为研究滑板运动，在A点安装一个压力传感器。总质量为m的运动员和滑板从圆弧轨道面顶端由静止滑下，运动员通过A点时压力传感器的示数为F。之后运动员从水平面的边沿B点水平滑出，在空中飞行一段时间后落于地面C点。测得A、B两点间的距离为s，水平面离地高度为h，B点到落地点C的水平距离为x，当地重力加速度大小为g，不计空气阻力。则运动员 （1）通过圆弧面最低点A时的速度大小vA为 。 A． B． C． D． （2）通过B点时的速度大小vB= ； （3）落地前瞬间，重力的功率P= 。 （上海市金山区2024届高三物理二模试卷）足球运动深受广大民众喜爱。已知足球质量m=0.4kg。 8．如图，运动员将足球从地面上以速度v踢出，足球恰好水平击中高为h的球门横梁。 （1）足球在向斜上方飞行过程中，下列能表示足球所受合外力方向的是( ) A．      B．C．     D． （2）若不计空气阻力，以地面为零势能面，则足球在飞行过程中的机械能为( ) A．mv2            B．mgh            C． mv2+mgh        D．mv2-mgh （3）若足球以10m/s的速度撞击球门横梁后，以6 m/s的速度反方向弹回，横梁触球时间为0.1s，则横梁对足球的平均作用力大小为 N； 9．假设足球所受空气阻力大小保持不变。某同学将足球竖直向上抛出，足球上升过程中，其动能Ek随上升高度h的变化关系如图所示。足球上升2m的过程中机械能减少了 J，运动过程中所受的阻力大小为 N。（结果均保留三位有效数字，重力加速度g取10 m/s2） ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题4 机械能相关 （上海市2024年等级考物理试卷）汽车智能化 我国的汽车智能化技术发展迅猛。各类车载雷达是汽车自主感知系统的重要组成部分。汽车在检测到事故风险后，通过自主决策和自主控制及时采取措施，提高了安全性。 3. （3分）车载雷达系统可以发出激光和超声波信号，其中（　　） A. 仅激光是横波 B. 激光与超声波都是横波 C. 仅超声波横波 D. 激光与超声波都不是横波 4. （6分）一辆质量的汽车，以的速度在平直路面上匀速行驶，此过程中发动机功率，汽车受到的阻力大小为______N。当车载雷达探测到前方有障码物时，主动刹车系统立即撤去发动机驱动力，同时施加制动力使车辆减速。在刚进入制动状态的瞬间，系统提供的制动功率，此时汽车的制动力大小为______N，加速度大小为______。（不计传动装置和热损耗造成的能量损失） 【直线运动、牛顿定律、机械能、光学、机械波】 【答案】3. A 4.①. 600 ②. ③. 【3题详解】 车载雷达系统发出的激光信号属于电磁波，是横波。超声波信号属于空气中的声波，是纵波。故选A。 【4题详解】 [1]根据题意可知，汽车匀速行驶，则牵引力等于阻力，则与 其中 ， 解得 [2]根据题意，由可得，汽车的制动力大小为 [3]由牛顿第二定律可得，加速度大小为 （上海市2023年高中学业水平合格性考试卷）2．某学校选用直径为24.6cm，质量为0.64kg的篮球作为训练用球。 （1）某同学正在单手持球使之静止，在以下三种的持球方式中，人对球的作用力分别为F1、F2、 F3， 请问F1、F2、 F3的大小关系为( ) A．F1>F2> F3 B．F1<F2<F3 C． F1=F2= F3 （2）在原地传球训练中，某队员用双手将篮球水平推出，篮球从离开双手到第一次落地的过程中，球心水平方向位移x=5.0m，竖直方向位移h=1.5m。不考虑空气阻力和篮球转动，求：（简答，结果均保留2位有效数字） ①篮球从离开双手到落地的时间t； ( ) ②篮球离开双手时的速度大小v； ( ) ③篮球落地前瞬间的速度方向与水平面的夹角θ； ( ) ④篮球被水平推出过程中，该队员对篮球所做的功W。( ) （3）不考虑空气阻力与篮球的自转，水平推出后，篮球动能Ek与下落距离h之间的关系为( ) A．  B．  C．  D．   （4）实际上，篮球水平推出后会受到空气阻力的影响，假设空气阻力f与运动方向相反，大小不变且小于重力G的大小，篮球不转动。篮球水平推出后的运动轨迹如图所示。 ①画出篮球运动经过A点时的受力示意图。 ②在上图篮球运动的过程中，篮球的加速度( ) A．一直增大     B．一直减小     C．不变 D．先增大后减小          E.先减小后增大 【直线运动、静力学、牛顿定律、曲线运动、机械能】 【答案】C 0.55s 9.1m/s 26J B    B 【详解】（1）[1]篮球的重力与人对篮球的力二力平衡，故三种的持球方式中，人对球的作用力相等。 故选C。 （2）[2]篮球从离开双手到落地的时间为 [3]篮球离开双手时的速度大小为 [4]篮球落地前瞬间的速度方向与水平面的夹角 [5]篮球被水平推出过程中，该队员对篮球所做的功为 （3）[6]水平推出后，根据动能定理有 解得 可知是一条不过原点的直线。故选B。 （4）[7]篮球运动经过A点时的受力示意图如图所示。故选B。 [8]篮球运动的过程中，空气阻力大小不变且小于重力G的大小，随着篮球下落，空气阻力与竖直方向的夹角逐渐减小，空气阻力竖直方向的分力逐渐增大，但小于重力，根据牛顿第二定律可知篮球的加速度一直减小。 （上海市松江区2024届高三物理一模试卷）“绿色、低碳、节能” 采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源。 12．广泛应用且属于清洁能源的是 （选涂：A．太阳能  B．煤炭  C．天然气）。 13．核电站发电的能量来自于 （选涂：A．核裂变  B．核聚变  C．化学变化）。 14．下列做法不符合节能要求的是（　　） A．电脑使用完毕后关机并切断电源 B．长时间外出需要切断热水器电源 C．电视机长时间处于待机状态 D．手机充电结束后拔掉充电器 15．电动车正在逐步取代燃油车，下列关于电动车说法正确的是（　　） A．噪音小、无尾气排放，更环保 B．效率更高可达到100% C．充电时将电能转化为化学能 D．工作原理是电磁感应 16．“动能回收”是指电动车在刹车或下坡过程中把机械能转化为电能的装置。电动车以的初动能沿倾角为15°的平直斜坡运动。第一次关闭发动机，让车自由滑行，其动能—位移关系如图直线①所示；第二次关闭发动机同时开启“动能回收”装置，其动能—位移关系如图线②所示。假设机械能回收效率为90%，求电动车开启动能回收装置行驶200m的过程中：（简答） （1）所受的合力的变化规律； （2）共回收了多少电能； （3）若电动车质量为2吨，行驶到150m处电能的回收功率。 【能源知识、机械能、能量转化】 【答案】12．A 13．A 14．C 15．AC 16．（1）合外力逐渐减小；（2）；（3）3600W 【解析】12．1.[1]太阳能属于可再生资源，并且它们的使用也不会对环境及大气造成污染，属于清洁能源，煤炭和天然气燃烧后产生有害气体属于非清洁能源，故选A。 13．2.[2]核电站利用重核裂变，链式反应获得能量，不是化学变化，故选A。 14．3.[3]A．电脑使用完毕后关机并切断电源，有利于节省电能，故A不符合题意； B．长时间外出需要切断热水器电源，有利于放止热水器反复加热而浪费电能，故B不符合题意； C．电视机长时间处于待机状态，也会消耗电能，故C符合题意； D．手机充电结束后拔掉充电器，有利于节省电能，故D不符合题意。 故选C。 15．4[4].A电动车行驶过程中消耗电能，噪音小、无尾气排放，更环保，故A符合题意； B任何机械的效率都不会达到100%，故B不符合题意； C充电时将电能转化为化学能储存在电池里，故C符合题意； D工作原理是电动机原理，线圈在磁场里受到安培力的作用，故D不符合题意。 故选AC。 16．5.（1）[5]根据图线可知速度减小的越来越慢，即加速度逐渐减小到零，根据牛顿第二定律可知，汽车受到的合外力逐渐减小； （2）[6]在车自由滑行时 开启“动能回收”装置后 则共回收的电能为 （3）[7]根据图线①可知受到的合外力为 可得 F=500N 150m处的速度为 解得 此时回收功率为 代入数据可得 P=3600W （上海市闵行区2024届高三物理二模试卷）1．高空绸吊 高空绸吊是一种高难度杂技节目。杂技运动员借助长长的绸带和身体控制技巧，在空中完成精彩的表演。 (1)①如图（a），运动员用两根悬于同一点的绸带摆出漂亮的一字马造型，若两根绸带之间的夹角为，运动员的质量为m，单根绸带的拉力大小为 ； ②若减小两绸带的夹角，则绸带对运动员的作用力大小 A．增大     B．减小     C．不变 (2)有一段单人绸吊空中表演，运动员拉住一根长绸带在水平面内做近似圆周运动，如图（b）所示，若运动员重心到悬点距离不变，绸带与竖直方向夹角为θ。 ①在图（b）画出运动员的受力示意图 。 ②运动员做匀速圆周运动的向心力由 力提供。 ③若θ增大，其他条件不变，运动员的周期会 A．增大        B．减小        C．不变 (3)（计算）双人绸吊表演中，甲运动员从高处拉住长绸带在竖直平面内由静止下摆；乙运动员从地面竖直跳起；乙跳到最高点时恰被摆至最低点的甲牢牢抱起，随后甲乙一起运动。如图（c），已知绸带长为L，绸带初始时与竖直方向夹角为，甲、乙的质量分别为m1和m2。求：甲乙一起运动时，绸带与竖直方向最大偏角2的余弦值。 【静力学、曲线运动、机械能】 【答案】(1) C (2) 合外力或拉力沿水平方向的分力 B (3) 【详解】（1）[1]运动员静止，根据平衡条件可得 解得单根绸带的拉力大小为 [2]若减小两绸带的夹角，则绸带对运动员的作用力大小减小。 故选C。 （2）[1]运动员的受力示意图如图所示。 [2]运动员做匀速圆周运动的向心力由合外力或拉力沿水平方向的分力提供。 [3]根据牛顿第二定律 解得 可知若θ增大，其他条件不变，运动员的周期会减小。 故选B。 （3）设甲运动到最低点的速率为v1，以甲的最低点所在平面为零势能面由机械能守恒定律 解得 设甲、乙共同运动的速度为，由动量守恒定律 解得 由机械能守恒定律得 解得 （上海市延安中学2024届高三下学期适应考物理试卷）电梯 电梯是常见的一种服务于规定楼层间的固定式升降设备。 11．右图是电梯的结构示意图，其中，配重是电梯拖动系统的一个组成部分，位于轿厢的另一边，通过牵引钢丝绳连接到轿顶上。配重的作用是平衡 的重力，起到 的作用。 12．电梯的配重是轿厢质量加上50%的最大负载质量。某一电梯轿厢质量为1200kg，最大负载质量为1000kg，它的配重为 kg。当该电梯以1.5m/s的速度满载匀速上升时，电动机的输出功率为10kW，电梯的机械效率为 。（） 13．一架自动扶梯以恒定的速率v1运送乘客上同一层楼，某人第一次站在扶梯不动，第二次以相对于扶梯的速率v0匀速上走，两次扶梯运客，电机所做的功分别为W1和W2，电机牵引力功率分别为P1和P2，则（　　） A．W1<W2，P1<P2 B．W1<W2，P1=P2 C．W1=W2，P1<P2 D．W1>W2，P1=P2 【静力学、牛顿定律、机械能】 【答案】11．轿厢 节能或使电梯传动更加顺畅 12．1700 73.5％ 13．D 【解析】11．[1] [2]电梯的配重能够通过牵引钢丝绳对轿厢给予一定的拉力，平衡轿厢的重力，也对电梯起到节能的作用。 12．[1] 配重的质量 [2]因为电梯是匀速运动，配重也是匀速运动，则牵引钢丝绳拉力大小等于配重的重力 车厢需要的拉力大小为 车厢需要的外部牵引力 电梯的机械效率 13．根据功率公式,由于两次乘客都是匀速，所以受力情况相同，两次电机的牵引力相同，两次电机牵引力的速度也相同，所以两次电机功率相同，即P1=P2。由公式得，第一次时间长，电机做功多，即W1>W2。 故选D。 （上海市徐汇区2024届高三物理二模试卷）弹力 当物体发生弹性形变时就会产生弹力。一轻质弹簧当其伸长量为x时，产生的弹力大小为kx，k为常量。该弹簧的质量可忽略不计。 4．如图所示，将该弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的小物块。以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，物块以一定的初速度从O点出发，沿x轴在水平桌面上运动。物块与桌面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。 （1）（作图）画出物块所受弹簧拉力大小F随x变化的示意图； （2）（计算）根据F-x图像，求物块沿x轴从O点向右运动到位置x0的过程中，弹簧弹力对物块所做的功； （3）（计算）物块由x1向右运动到x3，然后由x3返回到x2.求该过程中，弹簧弹力和滑动摩擦力对物块所做的功； （4）归纳弹力和滑动摩擦力做功特点的不同之处。 5．某同学使用该弹簧、直尺、钢球制作了一个“竖直加速度测量计”。如图所示，将弹簧竖直悬挂，在弹簧旁固定一直尺，弹簧下端指针位于20 cm 刻度处；下端悬挂一钢球，静止时指针位于40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。请在尺上标出20cm、30cm、40cm、50cm、60cm处对应的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为 g。 6．（作图）如图（a）所示，一蹦床运动员正在从最高处A点下落，与蹦床刚接触时的位置为B点，到达的最低处为C点。（b）图为在 A 点、B点处，蹦床的弹性势能Ee、运动员的重力势能Ep和动能Ek的总体情况，请由此推断C点处这些能量的相对关系并画出示意图。 【弹力、机械能与动量、牛顿定律】 【答案】4．（1）；（2）；（3）；（4）弹力做功与实际路径无关，只与始末位置有关；而摩擦力做功与实际路径有关 5． 6． 【解析】4．（1）物块所受弹簧拉力大小F随x变化的示意图； （2）根据功的概念W=Fx，可知F-x图像与坐标轴围成的面积等于弹力做功，则物块沿x轴从O点向右运动到位置x0的过程中，弹力方向与物块位移方向相反，则弹簧弹力对物块所做的功 （3）物块由x1向右运动到x3，然后由x3返回到x2，该过程中，滑动摩擦力对物块所做的功 弹簧弹力做功 （4）弹力做功与实际路径无关，只与始末位置有关；而摩擦力做功与实际路径有关。 5．由题意可知，当指针指到40cm处弹簧伸长20cm，此时加速度a=0；此时 当指针指到xcm处时的加速度为a，则 解得 则当x=20cm时a=-g；x=30cm时a=-0.5g；x=50cm时a=0.5g；x=60cm时a=g；如图： 6．运动员和蹦床系统的动能、重力势能和弹性势能之和三者守恒；在A点时重力势能最大，动能和弹性势能为零；在B点时重力势能和弹性势能均为零，动能最大，则动能等于A点的重力势能；在C点时动能为零，重力势能为负值，弹性势能最大，且重力势能和弹性势能之和等于A点的重力势能，也等于B点的动能，则图像如图： （上海市奉贤区2024届高三物理二模试卷）在2024年巴黎夏季奥林匹克运动会中，除了体操等传统项目外，还将增设攀岩和滑板等项目。 1．如图所示，攀岩运动员在到达较高处时，为恢复体能，每攀爬一步都稍作停留。在其确定好双手及蹬脚的位置后，用力一蹬向上攀爬一步的过程中，运动员（　　） A．始终处于超重状态 B．始终处于失重状态 C．先超重，后失重 D．先失重，后超重 2．艺术体操运动员以频率f=4Hz上下抖动长绸带的一端，绸带自左向右呈现波浪状起伏。t=0时刻，绸带形状如图所示（符合正弦函数图像特征）。 （1）P为绸带上的一点，其偏离平衡位置的位移x随时间t的变化可表示为 。 A．x=0.3sin（8πt）（SI） B．x=30sin（8πt）（SI） C．x=0.3sin（4t）（SI） D．x=0.3sin（8πt+）（SI） （2）若运动员保持抖动幅度不变，加快抖动频率，则波的传播速度会 。 A．增大B．减小C．保持不变 3．如图所示，半径为R的四分之一圆弧轨道的最底端A点刚好与水平面相切。为研究滑板运动，在A点安装一个压力传感器。总质量为m的运动员和滑板从圆弧轨道面顶端由静止滑下，运动员通过A点时压力传感器的示数为F。之后运动员从水平面的边沿B点水平滑出，在空中飞行一段时间后落于地面C点。测得A、B两点间的距离为s，水平面离地高度为h，B点到落地点C的水平距离为x，当地重力加速度大小为g，不计空气阻力。则运动员 （1）通过圆弧面最低点A时的速度大小vA为 。 A． B． C． D． （2）通过B点时的速度大小vB= ； （3）落地前瞬间，重力的功率P= 。 【牛顿定律、机械能与动量、机械振动与机械波】 【答案】1．C 2．A C 3．D 【解析】1．运动员竖直方向向上先做加速运动后做减速运动，加速度先向上后向下，则该过程运动员先处于超重状态，后处于失重状态，故选C。 2．[1]振动圆频率为 振幅为0.3m，偏离平衡位置的位移x随时间t的变化可表示为 x=0.3sin（8πt）（SI） 故选A。 [2]介质不变，波的传播速度不变，故选C。 3．[1]在A点，由支持力与重力的合力提供向心力，可得 解得 故选D。 [2]从B点运动至C点的时间为 B点的速度为 [3]落地前瞬间，竖直方向速度为 重力的功率 （上海市金山区2024届高三物理二模试卷）足球运动深受广大民众喜爱。已知足球质量m=0.4kg。 8．如图，运动员将足球从地面上以速度v踢出，足球恰好水平击中高为h的球门横梁。 （1）足球在向斜上方飞行过程中，下列能表示足球所受合外力方向的是( ) A．      B．C．     D． （2）若不计空气阻力，以地面为零势能面，则足球在飞行过程中的机械能为( ) A．mv2            B．mgh            C． mv2+mgh        D．mv2-mgh （3）若足球以10m/s的速度撞击球门横梁后，以6 m/s的速度反方向弹回，横梁触球时间为0.1s，则横梁对足球的平均作用力大小为 N； 9．假设足球所受空气阻力大小保持不变。某同学将足球竖直向上抛出，足球上升过程中，其动能Ek随上升高度h的变化关系如图所示。足球上升2m的过程中机械能减少了 J，运动过程中所受的阻力大小为 N。（结果均保留三位有效数字，重力加速度g取10 m/s2） 【牛顿定律、机械能】 【答案】8．B A 64 9．1.33 0.667 【解析】8．（1）[1]足球在向斜上方飞行过程中，受到竖直向下的重力、与足球运动方向相反的空气阻力作用，因此足球在运动中受到的合力方向应是斜向左下方，可知则能表示足球所受合外力方向的应是B图。 故选B。 （2）[2]若不计空气阻力，只有重力做功，以地面为零势能面，则足球在飞行过程中的机械能守恒，由机械能守恒定律可得，足球在飞行过程中的机械能为 故选A。 （3）[3]设速度反方向弹回是正方向，由动量定理可得 解得 9．[1]设足球的初动能为，上升高度h时的动能为，足球所受空气阻力大小为，由动能定理可得 整理可得 由动能Ek随上升高度h的变化关系图像可得 即 足球上升2m时，足球的动能为 此时足球的重力势能为 则有足球上升2m的过程中机械能减少了 [2]由 可得运动过程中所受的阻力大小为 （上海市金山区2024届高三物理一模试卷）一、幼儿滑梯 某幼儿园的滑梯设计高度为2.4m。滑梯轨道设计为直线，轨道和儿童裤料之间的动摩擦因数为0.4。 1．幼儿从地面攀登上滑梯最高处，重力势能增加量最接近（　　） A．3.6J B．36J C．360J D．3600J 2．为使幼儿恰能沿轨道匀速下滑，滑梯轨道的水平跨度应为 m。 3．若轨道的水平跨度设计为3.2m，幼儿从滑梯上沿轨道由静止起下滑到末端需多长时间？（g取10m/s2） 【机械能、静力学、牛顿定律、直线运动】 【答案】1．C 2．6 3． 【解析】1．幼儿的质量约为，幼儿从地面攀登上滑梯最高处，重力势能增加量最接近 故选C。 2．幼儿恰能沿轨道匀速下滑，根据平衡条件可得 解得 滑梯轨道的水平跨度应为 3．若轨道的水平跨度设计为3.2m，根据几何关系有 幼儿从滑梯上沿轨道由静止起下滑到末端，根据牛顿第二定律 解得加速度为 根据动力学公式 解得幼儿从滑梯上沿轨道由静止起下滑到末端所需时间为 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$