【备考2022】山东省各地市2022高考物理 一模精选试题 机械能

【含详解】2022届高考物理备考（2022年山东各地市一模精选）：力学实验（2022·烟台市一模）19．如图所示，滑块以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面，到达最高点后又返回到出发点．则能大致反映滑块整个运动过程中速度v、加速度a、动能Ek、重力对滑块所做的功W与时间t或位移x关系的是（取初速度方向为正方向）【答案】AD【解析】上滑时的加速度a1==gsinθ+μgcosθ，下滑时的加速度a2==gsinθ-μgcosθ，知a1＞a2，速度时间图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移，故A正确。加速度与时间轴围成的面积表示速度，由于上升和下降过程加速度方向不变，始终沿斜面向下，故B错误．动能是标量，不存在负值，故C错误．重力做功跟运动路径无关，大小等于-mgx，所以重力做功跟位移呈线性关系变化．故D正确．（2022·日照市一模）19.质量的长木板A放在光滑的水平面上，另一质量的物体B以水平速度滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化的情况如图所示，重力加速度，则下列说法正确的是A.木板获得的动能为2JB.系统损失的机械能为1JC.木板A的最小长度为1mD.A、B间的动摩擦因数为0.1【答案】CD【解析】从图可以看出，B做匀减速运动，A做匀加速运动，最后的共同速度为1m/s，由可得木板A的获得的动能为1J，选项A错误；系统损失的机械能10\nJ，选项B错误；由图象可知物体B的位移为1.5m，木板A的位移为0.5m，所以木板最小长度为1m，选项C正确；由图象可知木板A的加速度为1m/s2，根据得出动摩擦因数为0.1，选项D正确。（2022·淄博市一模）22.（16分）如图所示是一皮带传输装载机械示意图．井下挖掘工将矿物无初速放置于沿图示方向运行的传送带A端，被传输到末端B处，再沿一段圆形轨道到达轨道的最高点C处，然后水平抛到货台上．已知半径为的圆形轨道与传送带在B点相切，O点为半圆的圆心，BO、CO分别为圆形轨道的半径，矿物m可视为质点，传送带与水平面间的夹角，矿物与传送带间的动摩擦因数，传送带匀速运行的速度为，传送带AB点间的长度为．若矿物落点D处离最高点C点的水平距离为，竖直距离为，矿物质量，，，，不计空气阻力．求：（1）矿物到达B点时的速度大小；（2）矿物到达C点时对轨道的压力大小；（3）矿物由B点到达C点的过程中，克服阻力所做的功．【答案】见解析【解析】（1）假设矿物在AB段始终处于加速状态，由动能定理可得3分代入数据得1分由于，故假设成立，矿物B处速度为．1分10\n（2）设矿物对轨道C处压力为F，由平抛运动知识可得1分1分代入数据得矿物到达C处时速度1分由牛顿第二定律可得2分代入数据得1分根据牛顿第三定律可得所求压力1分（3）矿物由B到C过程，由动能定理得3分代入数据得即矿物由B到达C时克服阻力所做的功1分（2022·烟台市一模）22．（15分）如图所示，是一次娱乐节目中的一个游戏示意图，游戏装置中有一个光滑圆弧形轨道，高为h，半径为R，固定在水平地面上，它的左端切线沿水平方向，左端与竖直墙面间的距离为x．竖直墙高为H，滑板运动员可从墙面的顶部沿水平方向飞到地面上．游戏规则是让一滑块从弧形轨道的最高点由静止滑下，当它滑到轨道底端时，滑板运动员立即以某一初速度水平飞出，当滑块在水平面上停止运动时，运动员恰好落地，并将滑块捡起就算获胜，已知滑块到达底端时对轨道的压力大小为F，重力加速度为g求：（不计滑板的长度，运动员看作质点）10\n（1）滑块的质量；（2）滑块与地面间的动摩擦因数：（3）滑板运动员要想获胜，他飞出时的初速度多大？【答案】见解析【解析】10\n（2022·潍坊一模）14．（12分）如图所示，半径为R的光滑半圆轨道ABC与倾角为=37°的粗糙斜面轨道DC相切于C，圆轨道的直径AC与斜面垂直．质量为m的小球从A点左上方距A高为h的斜面上方P点以某一速度水平抛出，刚好与半圆轨道的A点相切进入半圆轨道内侧，之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的D处.已知当地的重力加速度为g，取，，，不计空气阻力，求：（1）小球被抛出时的速度v0；（2）小球到达半圆轨道最低点B时，对轨道的压力大小；（3）小球从C到D过程中摩擦力做的功W.【答案】见解析【解析】（1）小球到达A点时，速度与水平方向的夹角为，如图所示.则有①由几何关系得②得③（2）A、B间竖直高度④设小球到达B点时的速度为v，则从抛出点到B过程中有⑤在B点，有⑥解得⑦由牛顿第三定律知，小球在B点对轨道的压力大小是5.6mg⑧(3)小球沿斜面上滑过程中摩擦力做的功等于小球做平抛运动的初动能，有⑨评分标准：本题共12分，其中，⑤式2分，⑨式3分，其余每式1分.10\n（2022·滨州市一模）22．（15分）如图所示，四分之一圆环轨道半径为R＝0.2m，竖直固定放置在水平地面上，B点为顶点，恰好在圆心O的正上方。一质量为1kg的小球在外力的作用下从最低点A由静止运动到B点，此时撤去外力，小球落地点距O点0.4m，此过程中外力做功为6J。（圆环轨道横截面半径忽略不计，小球可视为质点，g=10m／s2）试求：（1）小球到达B点时的速度大小；（2）小球在B点时对轨道的压力的大小和方向；（3）小球从A到B过程中，因为摩擦产生的热量Q。【答案】见解析【解析】（2022•济南市一模）22．（15分）利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工件运送至高处。如图所示，已知传送轨道平面与水平方向成37°角，倾角也是37°的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接，弹簧下端固定在斜面底端，工件与皮带间的动摩擦因数μ=0．25。皮带传动装置顺时针匀速转动的速度v=4m/s，两轮轴心相距L=5m，B、C分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑。现将质量m=lkg的工件放在弹簧上，用力将弹簧压缩至A点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到皮带上的B点时速度v0=8m/s，AB间的距离s=lm。工件可视为质点，g取l0m／s2。（sin37°=0．6，cos37°=0．8）10\n求：（1）弹簧的最大弹性势能（2）工件沿传送带上滑的时间（3）若传送装置顺时针匀速转动的速度v可在v>4m/s的范围内调节，试推导工件滑动到C点时的速度vc随速度v变化的关系式【答案】见解析【解析】10\n（2022•聊城市一模）22．（15分）如图所示，固定的粗糙弧形轨道下端B点水平，上端A与B点的高度差为,倾斜传送带与水平方向的夹角为，传送带的上端C点到B点的高度差为（传送带传动轮的大小可忽略不计）。一质量为m=1kg的滑块（可看作质点）从轨道的A点由静止滑下，然后从B点水平抛出，恰好以平行于传动带的速度落到C点，传送带逆时针转动，速度大小为v=18m/s，滑块与传送带间的动摩擦因数为，且传送带足够长，滑块运动过程中空气阻力忽略不计，()。试求：(1)滑块运动至C点时的速度的大小；(2)滑块由A到B运动过程中克服摩擦力做的功（3）滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量【答案】见解析【解析】10\n（2022·日照市一模）22.（15分）如图所示，从A点以的水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，经圆孤轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量M=4kg,A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m，R=0.75m，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数。求：（1）小物块运动至B点时的速度大小和方向；（2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力；10\n（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？【答案】见解析【解析】⑴物块做平抛运动：H－h=gt2（2分）设到达C点时竖直分速度为vy：vy＝gt（1分）=5m/s（1分）方向与水平面的夹角为θ：tanθ＝vy/v0＝3/4，即θ=37°（1分）⑵从A至C点，由动能定理得mgH=（2分）设C点受到的支持力为FN，则有FN－mg=（1分）由上式可得v2=m/sFN=47.3N（1分）根据牛顿第三定律可知，物块m对圆弧轨道C点的压力大小为47.3N（1分）⑶由题意可知小物块m对长木板的摩擦力f=μ1mg=5N（1分）长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力f′=μ2(M+m)g=10N（1分）因f<f′，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动（1分）小物块在长木板上做匀减速运动，至长木板右端时速度刚好为0则长木板长度至少为l==2.8m（2分）10