专题6 机械能及其守恒定律 题组4-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编物理

色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 5.ZxXk.c0m☐ 您身边的互联网+教辅专家 专题6 题班级： 机械能及其守恒定律 组 姓名： 四 学号： 一、选择题 1.(2021·湖南卷)总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢. 每节车厢发动机的额定功率均为P,若动车组所受的阻力与其速率成正比(F阻=o,k为常量)， 动车组能达到的最大速度为m。下列说法正确的是() A动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变 B.若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动 C.若四节动力车厢输出的总功率为2.25P,则动车组匀速行驶的速度为34m D.若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度m, 则这一过程中该动车组克服阻力做的功为12o2m一Pt 2.(多选)(2020天津卷)一列质量为m的动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运 动，经时间t达到该功率下的最大速度？m。设动车行驶过程中所受到的阻力F保持不变，动车 在时间t内() A做匀加速直线运动 B.加速度逐渐减小 C.牵引力的功率P=Fm D.牵引力做功W=12mo2m一12mo20 3.(2019江苏卷)一匀强电场的方向竖直向上。t=0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射 入该电场.电场力对粒子做功的功率为P.不计粒子重力，则Pt关系图像是() 二、非选择题 4.(2021湖南卷)如图，竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为L的水平轨道通过一 小段光滑圆弧平滑连接，水平轨道右下方有一段弧形轨道PQ。质量为m的小物块A与水平 轨道间的动摩擦因数为。以水平轨道末端O点为坐标原点建立平面直角坐标系xOy,x轴的 独家授权侵权必究 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.ZXXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 正方向水平向右，y轴的正方向竖直向下，弧形轨道P端坐标为(2L,μL,Q端在y轴上。重 力加速度为g。 B Q y (1)若A从倾斜轨道上距x轴高度为2L的位置由静止开始下滑，求A经过O点时的速度 大小： (②2)若A从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过O点落在弧形轨道PQ上的动能均 相同，求PQ的曲线方程； (3)将质量为(2为常数且1≥5)的小物块B置于O点，A沿倾斜轨道由静止开始下滑，与 B发生弹性碰撞（碰撞时间极短），要使A和B均能落在弧形轨道上，且A落在B落点的右侧， 求A下滑的初始位置距x轴高度的取值范围。 ·独家授权侵权必究· 专题6　题组四 1.解析　对动车由牛顿第二定律有F－F阻＝ma 若动车组在匀加速启动，即加速度a恒定，但F阻＝kv随速度增大而增大，则牵引力也随阻力增大而变大，故A错误； 若四节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为4P，由牛顿第二定律有－kv＝ma 故可知加速启动的过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，故B错误； 若四节动力车厢输出的总功率为2.25P，则动车组匀速行驶时加速度为零，有＝kv 而以额定功率匀速时，有＝kvm 联立解得v＝vm 故C正确； 若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度vm，由动能定理可知 4Pt－WF阻＝mv－0 可得动车组克服阻力做的功为 WF阻＝4Pt－mv 故D错误；故选C。 答案　C 2.解析　由于动车以恒定功率启动，则由P＝F牵v可知在功率不变时，动车的速度增大则牵引力减小，由牛顿第二定律可知F牵－F＝ma，动车的加速度逐渐减小，A错误，B正确；当动车的加速度为零时，即牵引力等于阻力时，动车的速度最大，即P＝Fvm，C正确；设动车在时间t内的位移为x，由动能定理得W－Fx＝mv－mv，则牵引力所做的功为W＝Fx＋mv－mv，D错误。 答案　BC 3.解析　竖直方向上，根据牛顿第二定律得Eq＝ma，则a＝，又vy＝at，P＝qEvy，得P＝t＝kt(k为常数)，故选项A正确。 答案　A 4.解析　(1)物块A从光滑轨道滑至O点，根据动能定理 mg·2μL－μmgL＝mv2 解得v＝。 (2)物块A从O点飞出后做平抛运动，设飞出的初速度为v0，落在弧形轨道上的坐标为(x，y)，将平抛运动分别分解到水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，有x＝v0t，y＝gt2 解得水平初速度为v＝ 物块A从O点到落点，根据动能定理可知 mgy＝Ek－mv 解得落点处动能为Ek＝mgy＋mv＝mgy＋ 因为物块A从O点到弧形轨道上动能均相同，将落点P(2μL，μL)的坐标代入，可得 Ek＝mgy＋＝mg×μL＋＝2μmgL 化简可得y＋＝2μL 即x＝2(其中，μL≤y≤2μL)。 (3)物块A在倾斜轨道上从距x轴高h处静止滑下，到达O点与B物块碰前，其速度为v0，根据动能定理可知 mgh－μmgL＝mv 解得v＝2gh－2μgL 物块A与B发生弹性碰撞，使A和B均能落在弧形轨道上，且A落在B落点的右侧，则A与B碰撞后需要反弹后再经过水平轨道－倾斜轨道－水平轨道再次到达O点。规定水平向右为正方向，碰后AB的速度大小分别为v1和v2，在物块A与B碰撞过程中，动量守恒，能量守恒。则mv0＝－mv1＋λmv2 mv＝mv＋·λmv 解得v1＝v0 v2＝v0 设碰后A物块反弹，再次到达O点时速度为v3，根据动能定理可知 －2μmgL＝mv－mv 解得v＝v－4μgL 据题意， A落在B落点的右侧，则v3>v2 据题意，A和B均能落在弧形轨道上，则A必须落在P点的左侧，即 v3≤ 联立以上，可得h的取值范围为 ·μL<h≤·4μL。 答案　(1) (2)x＝2(其中，μL≤y≤2μL) (3)·μL≤x≤·4μL 学科网（北京）股份有限公司 $