2018年高考物理试题考点分类汇编8

2018年高考物理试题分类汇编：机械能

1（2018福建卷）如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块

A．速率的变化量不同B．机械能的变化量不同

C．重力势能的变化量相同D．重力做功的平均功率相同

答案：D

2．（2018天津卷）.如图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值f m与滑动摩擦力大小相等，则

A．0 – t1时间内F的功率逐渐增大

B．t2时刻物块A的加速度最大

C．t2时刻后物块A做反向运动

D．t3时刻物块A的动能最大

解析：由F与t的关系图像0～t1拉力小于最大静摩擦力物块静止F的功率为0，A错误；在t1～t2阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度增大的加速运动，在t2～t3阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度减小的加速运动，在t2时刻加速度最大，B正确，C错误；在t1～t3物块一直做加速运动，在t3～t4拉力小于最大静摩擦力物块开始减速，在时刻速度最大，动能最大，D正确。答案BD。

3．（2018上海卷）．质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面，绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，直到全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为h A、h B，上述过程中克服重力做功分别为W A、W B。若（）

（A）h A＝h B，则一定有W A＝W B（B）h A＞h B，则可能有W A＜W B

（C）h A＜h B，则可能有W A＝W B（D）h A＞h B，则一定有W A＞W B

答案：B

4．（2018上海卷）．如图，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固

定在地面上半径为R有光滑圆柱，A的质量为B的两倍。当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放，B上升的最大高度是（）（A）2R（B）5R/3 （C）4R/3 （D）2R

/3

答案： C ，

5．（2018上海卷）．位于水平面上的物体在水平恒力F 1作用下，做速度为v 1的匀速运动；若作用力变为斜面上的恒力F 2，物体做速度为v 2的匀速运动，且F 1与F 2功率相同。则可能有（ ）

（A ）F 2＝F 1，v 1＞v 2

（B ）F 2＝F 1，v 1＜v 2

（C ）F 2＞F 1，v 1＞v 2 （D ）F 2＜F 1，v 1＜v 2 答案：B 、D ， 6．（2018安徽卷）.如图所示，在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道，半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力。已知AP =2R ,重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程中 ( ) A. 重力做功mgR 2 B. 机械能减少m gR C. 合外力做功m gR

D. 克服摩擦力做功mgR 2

1

16D ；

解析：小球从P 到B 高度下降R ，故重力做功mgR ，A 错。在B 点小球对轨道恰好无压力，由重力提供向心力得gR v B =

，取B 点所在平面为零势能面，易知机械能减少量

mgR mv R B 2121mg E 2=-=?，B 错。由动能定理知合外力做功W=mgR mv B 2

1212

=,C 错。

根据动能定理0-mv 21W -mgR 2

B f =，可得mgR 2

1w f =，D 选项正确。

7．（2018江苏卷）．如图所示，细线的一端固定于O 点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点，在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 A ．逐渐增大 B ．逐渐减小

C ．先增大，后减小

D ．先减小，后增大．

【解析】设F 与速度v 的夹角为θ，则θcos Fv P =，力的分解，在切线上（速

度方向上）合力为0，即θθc o s s i n F mg =，所以θsin mg P =，随θ增大，P 增大。

【答案】A

8．（2018海南卷）.一质量为1kg 的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N 的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N 的外力作用。下列判断正确的是 A. 0～2s 内外力的平均功率是9

4

W B.第2秒内外力所做的功是

54

J C.第2秒末外力的瞬时功率最大

D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是45

答案 ；CD

解析：由动量定理求出1s 末、2s 末速度分别为：v 1=2m/s 、v 2=3m/s 故合力做功为

w=21 4.52mv J =功率为 4.5 1.53

w p w w t === 1s 末、2s 末功率分别为：4w 、3w 第1秒内与第2秒动能增加量分别为：21122mv J =、22

2111 2.522

mv mv J -=，比值：4：5

9．(2018全国理综).（20分）

一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧，以速度v 0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示，以沟底的O 点为原点

建立坐标系Oxy 。已知，山沟竖直一侧的高度为2h ，坡面的抛物线方程为y=，探险

队员的质量为m 。人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g 。

（1） 求此人落到破面试的动能；

（2） 此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多

少？

【解析】

（1） 平抛运动的分解：t v x 0=，2

2

12gt h y -

=，得平抛运动的轨迹方程220

22x v g

h y -=，

此方程与坡面的抛物线方程为y=的交点为gh

v v h x +=

2

02

24，gh

v hv y +=202

2。

根据机械能守恒，k E mgy mv h mg +=+

?2

02

12 解得gh

v mghv mv mgh E k +-+=202

202212

（3） （2）求gh

v mghv mv mgh E k +-+=202

202212关于0v 的导数并令其等于0，解得当

此人水平跳出的速度为gh v 30=时，他落在坡面时的动能最小，动能的最小

值为gh

v h mg mgh E k +-=2

02

2min

627。 （4）

10．（2018广东卷）.（18分）

图18（a ）所示的装置中，小物块A 、B 质量均为m ，水平面上PQ 段长为l ，与物块间的动摩擦因数为μ，其余段光滑。初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为r 的连杆位于图中虚线位置；A 紧靠滑杆（A 、B 间距大于2r ）。随后，连杆以角速度ω匀速转动，带动滑杆作水平运动，滑杆的速度-时间图像如图18（b ）所示。A 在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的B 发生完全非弹性碰撞。

（1）求A 脱离滑杆时的速度u o ，及A 与B 碰撞过程的机械能损失ΔE 。

（2）如果AB 不能与弹簧相碰，设AB 从P 点到运动停止所用的时间为t 1，求ω得取值范围，及t 1与ω的关系式。

（3）如果AB 能与弹簧相碰，但不能返回道P 点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为E p ，求ω的取值范围，及E p 与ω的关系式（弹簧始终在弹性限度内）。

答案：

解：（1）由题知，A 脱离滑杆时的速度u o =ωr 设A 、B 碰后的速度为v 1，由动量守恒定律 m u o =2m v 1

A 与

B 碰撞过程损失的机械能2

20111222

E mu mv ?=

-? 解得 221

8

E m r ω?=

（2）AB 不能与弹簧相碰，设AB 在PQ 上运动的加速度大小为a ,由牛顿第二定律及运动学规律

ma mg 22=?μ v 1=at 1 1

12

v x t = 由题知x l ≤ 联立解得1

40l

rt ω<≤

12r t g ωμ=

（3）AB 能与弹簧相碰211

222mgl mv μ?

112222

mg l mv μ??≥?

ω<≤AB 在的Q 点速度为v 2，AB 碰后到达Q 点过程，由动能定理

2

2211122222

mgl mv mv μ-?=?-?

AB 与弹簧接触到压缩最短过程，由能量守恒

22122

p E mv =

? 解得22(8)

4

p m r gl E ωμ-=

11.（2018四川卷）．（16分）

四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m ，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380V ，此时输入电动机的电功率为9kW ，电动机的内阻为0.4Ω。已知水的密度为1×l03

kg/m3，重力加速度取10m/s 2

。求：

(1)电动机内阻消耗的热功率；

(2)将蓄水池蓄入864m 3

的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）。 23．解：

(l)设电动机的电功率为P ，则P=UI

① 设电动机内阻r 上消耗的热功率为Pr ，则P r =I 2r

② 代入数据解得P r=1×103W

③

说明：①③式各2分，②式3分。

(2)设蓄水总质量为M ，所用抽水时间为t 。已知抽水高度为h ，容积为V ，水的密度为ρ，则 M=ρV

④ 设质量为M 的河水增加的重力势能为△Ep ，则△Ep=Mgh ⑤ 设电动机的输出功率为P 0，则P 0=P-Pr ⑥ 根据能量守恒定律得 P 0t ×60%×80%=△Ep ⑦ 代人数据解得

t =2×l04s

⑧

说明：④⑤式各1分，⑥⑧式各2分，⑦式3分。

12.（2018安徽卷）.（14分）质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的t v -图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。该球受到的空气阻力大小恒为f ，取g =10 m/s 2

, 求：

（1）弹性球受到的空气阻力f 的大小； （2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度h 。 22. (1)0.2N ；(2)0.375m

解析：(1)由v —t 图像可知:小球下落作匀加速运动，2/8t

v

a s m =??=

由牛顿第二定律得：ma f mg =-

解得

N

a g m f 2.0)(=+=

(2)由图知：球落地时速度s m /4v =，则反弹时速度s m v v /34

3

==' 设反弹的加速度大小为a ＇，由动能定理得

22

1

0f )h (mg -v m '-=+

解得m h 375.0=

13.（2018安徽卷）.（20分）

如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量 M=2kg 的小物块A 。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带始终以u=2m/s 的速度逆时针转动。装置的右边是一光滑的曲面，质量m=1kg 的小物块B 从其上距水平台面h=1.0m 处由静止释放。已知物块B 与传送带之间的摩擦因数 μ=0.2,l =1.0m 。设物块A 、B 中间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A 静止且处于

平衡状态。取g=10m/s 2

。

（1） 求物块B 与物块A 第一次碰撞前的速度大小；

(2)通过计算说明物块B 与物块A 第一次碰撞后能否运动到右边曲面上？

(3)如果物块A 、B 每次碰撞后，物块A 再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当他们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B 第n 次碰撞后运动的速度大小。 答案： .（1）4m/s

（2）不能滑到右边的曲面上 （3）

s /m 3

4

n 解：（1）设B 滑到曲面底部速度为v ,根据机械能守恒定律，

2

2

1mgh mv =

得s m gh v /522== 由于v ＞u,B 在传送带上开始做匀减速运动。 设B 一直减速滑过传送带的速度为1v 由动能定理的2

212

121m -mv mv gl -=

μ ⊙l

解得s m gl v v /4221=-=

μ

由于1v 仍大于u ，说明假设成立，即B 与A 碰前速度为4m/s

（2） 设地一次碰后A 的速度为1A v ，B 的速度为1B v ，取向左为正方向，根据动量守

恒定律和机械等守恒定律得：

111B A mv Mv mv +=

2121212

12121B A mv Mv mv += 解得s m v v B /3

4

311-=-

= 上式表明B 碰后以

s m /3

4

的速度向右反弹。滑上传送带后做在摩擦力的作用下减速，设向左减速的最大位移为m x ，由动能定理得：

2

210B m mv mgx -=-μ

解得m x m 9

4

=

因l x m ＜，故B 不能滑上右边曲面。

（3）B 的速度减为零后，将在传送带的带动下向左匀加速，加速度与向右匀减速时相同，且由于1B v 小于传送带的速度u ，故B 向左返回到平台上时速度大小仍为

s m /3

4

。由于第二次碰撞仍为对心弹性碰撞，故由（2）中的关系可知碰后B 仍然反弹，且碰后速度大小仍为B 碰前的

31，即s m v v v B B /343312

21

12-=-== 同理可推：B 每次碰后都将被传送带带回与A 发生下一次碰撞。则B 与A 碰撞n 次后反弹，速度大小为

s m n

/34

。

14.（2018江苏卷）．（10分）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的装置进行实验，实验中，当木块A 位于水平桌面上的O 点

时，重物B 刚好接触地面，将A 拉到P 点，待B 稳定后静止释放，A 最终滑到Q 点，分别测量OP 、OQ 的长度h 和s ，重复上述实验，分别记录几组实验数据

（1）实验开始时，发现A 释放后会撞到滑轮，请提出两

个解决方案；

（2）请根据下表的实验数据作出s -h 关系图像

（3）实验测得A 、B 的质量分别为m =0.40kg 、M =0.50kg ，根据s -h 图

像可计算出A 木块与桌面间的动摩擦因数μ=__________（结果保留一位有效数字） （4）实验中，滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果_________（选填“偏大”、或“偏小” 【解析】（3）在B 下落至临落地时，据动能定理，有2)(2

1

v m M mgh Mgh +=-μ， 在B 落地后，A 运动到Q ，据动能定理，有2210mv mgs -

=-μ，解得：mh

s m M Mh ++=)(μ。将kg M 5.0=，kg m 4.0=代入得h

s h 495+=

μ=

495

+?h

s ，从h s -图象得斜率04.1=k ，即

04.1=h

s

，代入上式得4.0=μ。 本题易错点：认为A/B 末速度都为0，根据

0)(=+-s h mg Mgh μ，解得6.0=μ。

（4）滑轮组的摩擦会导致s 偏小，从而μ偏大。

【答案】（1）减小B 的质量，增加细线的长度，或增大A 的质量，降低B 的起始高度。 （2）如图

（3）0.4 （4）偏大

15.（2018江苏卷）．（16分）某缓冲装置的理想

模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f ，轻杆向右移动不超过l 时，装置可安全工作，一质量为m 的小车若以速度

v 0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动l /4，轻杆与槽间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。

（1）若弹簧的劲度系数为k ，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x ； （2）为这使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度v m

（3）讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v ˊ

与撞击速度v 的关系

【答案】

（1）轻杆开始移动时，弹簧的弹力kx F = ① 且f F = ② 解得k

f

x =

③ （2）设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为W ，则小车从撞击到停止的过程中，动能定理

小车以0v 撞击弹簧时 202

104.

mv W l f -=-- ④ 小车以m v 撞击弹簧时 2

2

10m mv W fl -=-- ⑤

解m

fl

v v m 232

0+

= ⑥ （3）设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为1v ， W mv =2

12

1 ⑦ 由④⑦解得m

fl v v 22

01-

=

当m

fl

v v 22

0-

<时，v v =' 当<-

m fl v 22

0m fl v v 2320+

<时，m

fl v v 2'2

0-=。

16.（2018重庆卷）．（16分）题23图所示为一种摆式摩擦因数测量仪， 可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其中主要部件有：底 部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。摆 锤的质量为m ，细杆可绕轴O 在竖直平面内自由转动， 摆锤重心到O 点的距离为L.测量时，测量仪固定于水 平地面，将摆锤从与0等高的位置由静止释放。摆锤到 最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(s<

⑴损失的机械能ΔE= mgL θcos ⑵摩擦力做的功f W = -mgL θcos

⑶动摩擦因数μ= mgL θcos /FS

17.（2018福建卷）.（19分） 如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一搜失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P ，小船的质量为m ，小船受到的阻力大小恒为f ，经过A 点时的速度大小为0v ，小船从A 点沿直线加速运动到B 点经历时间为t 1，A 、B 两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。求：

（1）小船从A 点运动到B 点的全过程克服阻力做的功f w ； （2）小船经过B 点时的速度大小1v ； （3）小船经过B 点时的加速度大小a 。

21答案：

18.（2018海南卷）.现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A 点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M ，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m 的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B 点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t ，用d 表示A 点到导轨低端C 点的距离，h 表示A 与C 的高度差，b 表示遮光片的宽度，s 表示A ,B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B 点时的瞬时速

度。用g 表示重力加速度。完成下列填空和作图； （1）若将滑块自A 点由静止释放，则在滑块从A 运动至B 的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为____。动能的增加量可表示为_ _。若在运动过程中机械能守恒，

21t 与s 的关系式为2

1

t = __ (2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A 点）下滑，测量相应的s 与t 值，结果如下表所示：

以s 为横坐标，

2

1

t 为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=________2.40___2

1

4

.10--??s m (保留3位有效数字)

由测得的h 、d 、b 、M 和m 数值可以计算出

2

1

s t -直线的斜率o k ，将k 和o k 进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律。

答案：（1）()h M m gs d -、221()2b m M t

+、22

12()()hM dm g

s t M m db -=+ （2）2.40