2025年课标版高考物理习题、历届真题、创新题专题试卷六　机械能守恒定律（带解析答案） (2).docx

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专题六机械能守恒定律

10年高考真题

考点一功和功率

1.(2024浙江7月选考,16,2分)(多选)如图所示,系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机,旋翼由电动机带动。现有质量为20kg、额定功率为5kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升,经过200s到达100m高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为400V,若不计电缆的质量和电阻,忽略电缆对无人机的拉力,则(g取10m/s2)()

A.空气对无人机的作用力始终大于或等于200N

B.直流电源对无人机供电的额定电流为12.5A

C.无人机上升过程中消耗的平均功率为100W

D.无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功

答案BD由牛顿第二定律分析可知,无人机向上加速过程中,空气对无人机的作用力大于200N,向上减速过程则小于200N,故A选项错误。由I=PU=5×103

2.(2015浙江理综,18,6分)(多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为3.0×104kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105N;弹射器有效作用长度为100m,推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则()

A.弹射器的推力大小为1.1×106N

B.弹射器对舰载机所做的功为1.1×108J

C.弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107W

D.舰载机在弹射过程中的加速度大小为32m/s2

答案ABD舰载机弹射过程中的加速度a=v22x=80?22×100m/s2=32m/s2,选项D正确;对舰载机在水平方向受力分析,根据牛顿第二定律得:F弹+F发-20%(F弹+F发)=ma,解得:F弹=1.1×106N,选项A正确;由功的定义得:W弹=F弹·x=1.1×108J,选项B正确;由速度公式得弹射器对舰载机的作用时间t=va=80

3.(2015海南单科,3,3分)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的()

A.4倍B.2倍C.3倍D.2倍

答案D因摩托艇受到的阻力f=kv,设原来发动机的输出功率为P,最大速率为vm,输出功率为2P时,最大速率为vm。由P=Fv=fvm=kvm2得vm=Pk,所以vm

4.(2014课标Ⅱ,16,6分)一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。对于上述两个过程,用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功,Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则()

A.WF24WF1,Wf22Wf1B.WF24WF1,Wf2=2Wf1

C.WF24WF1,Wf2=2Wf1D.WF24WF1,Wf22Wf1

答案CWF1=12mv2+μmg·v2t,WF2=12m·4v2+μmg2v2t,故WF24WF1;Wf1=μmg·v2t,Wf2=μmg·

5.(2015课标Ⅱ,17,6分)一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是()

答案A由题意知汽车发动机的功率为P1、P2时,汽车匀速运动的速度v1、v2满足P1=fv1、P2=fv2,即v1=P1/f、v2=P2/f。若t=0时刻v0v1,则0~t1时间内汽车先加速有:P1v-f=ma1,可见a1随着v的增大而减小,选项B、D错误。若v0=v1,汽车在0~t1时间内匀速运动,因选项中不涉及v0v1的情况,故不作分析。在t1时刻,发动机的功率突然由P1增大到P2,而瞬时速度未来得及变化,则由P=Fv知牵引力突然增大,则汽车立即开始做加速运动有:P2v-f=ma2,同样,a

6.(2014重庆理综,2,6分)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2,则()

A.v2=k1v1B.v2=k1k2v1C.v2=k2k1v1

答案B车以最大速率行驶时,牵引力F等于阻力f,即F=f=kmg。由P=k1mgv1及P=k2mgv2,得v2=k1k2

考点二动能和动能定理

1.(2016课标Ⅲ,20,6分)(多选)如图,一固定容器的内壁是半径为R的半球