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2017-2022年全国各地高考物理真题汇编：机械能守恒定律
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共11题）
1．（2022·全国·高考真题）固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P点由
静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于（ ）
A．它滑过的弧长
B．它下降的高度
C．它到P点的距离
D．它与P点的连线扫过的面积
2．（2022·全国·高考真题）北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静
止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。要求运动员经过c点时对
滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一
段圆弧雪道的半径不应小于（ ）
A． B． C． D．
3．（2021·重庆·高考真题）如图所示，竖直平面内有两个半径为R，而内壁光滑的 圆弧轨道，固定在
竖直平面内，地面水平， 为两圆弧的圆心，两圆弧相切于N点。一小物块从左侧圆弧最高处静止释
放，当通过N点时，速度大小为（重力加速度为g）（ ）A． B． C． D．
4．（2021·海南·高考真题）水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。
如图所示，滑梯顶端到末端的高度 ，末端到水面的高度 。取重力加速度 ，
将人视为质点，不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯末端的水平距离为（ ）
A． B． C． D．
5．（2021·北京·高考真题）2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一
个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点
距离火星表面2.8102 km、远火点距离火星表面5.9105 km，则“天问一号” （ ）
A．在近火点的加速度比远火点的小 B．在近火点的运行速度比远火点的小
C．在近火点的机械能比远火点的小 D．在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动
6．（2021·浙江·高考真题）中国制造的某一型号泵车如图所示，表中列出了其部分技术参数。已知混凝
土密度为 ，假设泵车的泵送系统以 的输送量给 高处输送混凝土，则每小时泵送
系统对混凝土做的功至少为（ ）
发动机最大输出功率（
332 最大输送高度（m） 63
）
整车满载质量（ ） 最大输送量（ 180）
A． B． C． D．
7．（2021·河北·高考真题）一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图所示，长度为 、不可伸长的轻
细绳，一端固定在圆柱体最高点P处，另一端系一个小球，小球位于P点右侧同一水平高度的Q点时，
绳刚好拉直，将小球从Q点由静止释放，当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时，小球的速度大小为（重
力加速度为g，不计空气阻力）（ ）
A． B． C． D．
8．（2018·上海·高考真题）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的光滑圆柱，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
9．（2018·福建·高考真题）如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块 、 用轻绳连接并
跨过滑轮 不计滑轮的质量和摩擦 。初始时刻， 、 处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后 下
落、 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
10．（2017·山东·高考真题）如图所示，将小球 从地面以初速度 竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球 从距地面 处由静止释放，两球恰在 处相遇（不计空气阻力）。则（ ）
A．两球同时落地
B．相遇时两球速度大小相等
C．从开始运动到相遇，球 动能的减少量等于球 动能的增加量
D．相遇后的任意时刻，重力对球 做功功率和对球 做功功率相等
11．（2018·安徽·高考真题）如图所示，在竖直平面内有一个半径为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2mgR
B．机械能减少mgR
C．合外力做功mgR
D．克服摩擦力做功
二、多选题（本大题共13题）
12．（2018·浙江·高考真题）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段是半径为R的四分之一圆弧，
轨道固定在竖直平面内．一质量为m的小球，从距离水平地面高为H的管口D处静止释放，最后能够从
A端水平抛出落到地面上．下列说法正确的是A．小球落到地面相对于A点的水平位移值为
B．小球落到地面相对于A点的水平位移值为
C．小球能从细管A端水平抛出的条件是H>2R
D．小球能从细管A端水平抛出的最小高度
13．（2015·江苏·高考真题）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A
处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的
速度为零，AC=h．圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A；弹簧始终在弹性限度之内，重
力加速度为g，则圆环（ ）
A．下滑过程中，加速度一直减小
B．下滑过程中，克服摩擦力做功为
C．在C处，弹簧的弹性势能为
D．上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度
14．（2019·全国·高考真题）如图所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定
的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g．物块上升的最大高度为H，则
此过程中，物块的（ ）A．动能损失了2mgH
B．动能损失了mgH
C．机械能损失了mgH
D．机械能损失了 mgH
15．（2018·全国·高考真题）如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相
连．现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点．已知M、N两点处，弹簧对小球的弹
力大小相等，且∠ONM<∠OMN< ．在小球从M点运动到N点的过程中
A．弹力对小球先做正功后做负功
B．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度
C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零
D．小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差
16．（2019·山东·高考真题）如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水
平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮．质量分别为M、m（M>m）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过
定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，
在两滑块沿斜面运动的过程中 （ ）A．两滑块组成系统的机械能守恒
B．重力对M做的功等于M动能的增加
C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加
D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
17．（2017·全国·高考真题）一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还
有数米距离，如图所示。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
18．（2020·海南·高考真题）如图，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在一光滑的轻质定滑
轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上，初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a
开始运动．在a下降的过程中，b始终未离开桌面．在此过程中
A．a的动能小于b的动能
B．两物体机械能的变化量相等
C．a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量
D．绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零
19．（2020·山东·高考真题）如图所示，倾角 的粗糙斜面固定在地面上，长为 、质量为 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳至于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将物块与软绳连接，物块由静
止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中
A．物块的机械能逐渐增加
B．软绳重力势能共减少了
C．物块重力势能的减少等于软绳摩擦力所做的功
D．软绳重力势能的减少小于其动能增加与客服摩擦力所做功之和
20．（2020·江苏·高考真题）如图所示，两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置
在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上
施加一个水平恒力，A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有（ ）
A．当A、B加速度相等时，系统的机械能最大
B．当A、B加速度相等时，A、B的速度差最大
C．当A、B的速度相等时，A的速度达到最大
D．当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大
21．（2018·广东·高考真题）如图所示，是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道
底部B处安装一个压力传感器，其示数N表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度h处由静
止下滑，通过B点时，下列表述正确的有（ ）
A．N大于滑块重力
B．N越大表明h越大
C．N越大表明h越小
D．N大小与h无关22．（2018·海南·高考真题）下列关于功和机械能的说法，正确的是
A．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功
B．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量
C．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关
D．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量
23．（2019·全国·高考真题）目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近
似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力
的作用，则下列判断正确的是
A．卫星的动能逐渐减小
B．由于地球引力做正功，引力势能一定减小
C．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变
D．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小
24．（2017·江苏·高考真题）如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆
连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长．现A由静止释放下降到最
低点，两轻杆间夹角α由60°变为120°，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切
摩擦，重力加速度为g.则在此过程中
A．A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于 mg
B．A的动能最大时，B受到地面的支持力等于 mg
C．弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下
D．弹簧的弹性势能最大值为 mgL
三、解答题（本大题共5题）
25．（2020·江苏·高考真题）如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相
互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为 。在轮上绕有
长绳，绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落，带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动，
转动的角速度为 。绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
(1)重物落地后，小球线速度的大小v；
(2)重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小F；
(3)重物下落的高度h。
26．（2020·天津·高考真题）长为l的轻绳上端固定，下端系着质量为 的小球A，处于静止状态。A受
到一个水平瞬时冲量后在竖直平面内做圆周运动，恰好能通过圆周轨迹的最高点。当A回到最低点时，
质量为 的小球B与之迎面正碰，碰后A、B粘在一起，仍做圆周运动，并能通过圆周轨迹的最高点。
不计空气阻力，重力加速度为g，求
（1）A受到的水平瞬时冲量I的大小；
（2）碰撞前瞬间B的动能 至少多大？
27．（2019·福建·高考真题）如图所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的
四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块在小
车上从A点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g。
（1）若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力。
（2）若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车。已知滑块质
量 在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因
数为 ，求：
①滑块运动过程中，小车的最大速度大小 ；
②滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小x。28．（2019·全国·高考真题）如图所示，位于竖直平面内的光滑有轨道，由一段倾斜的直轨道与之相切的
圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R．一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后
沿圆形轨道运动．要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg（g为重
力加速度）．求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围．
29．（2020·福建·高考真题）图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗
糙的AB段与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切。点A距水面的高度为H，圆弧轨道BC的半径
为R，圆心O恰在水面。一质量为m的游客（视为质点）可从轨道AB的任意位置滑下，不计空气阻力。
（1）若游客从A点由静止开始滑下，到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点，OD=2R，求游客滑到
的速度v 大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W；
B f（2）若游客从AB段某处滑下，恰好停在B点，有因为受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离
轨道，求P点离水面的高度h。（提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为
）参考答案：
1．C
2．D
3．D
4．A
5．D
6．C
7．A
8．C
9．D
10．C
11．D
12．BC
13．BD
14．AC
15．BCD
16．CD
17．ABC
18．AD
19．BD
20．BCD
21．AB
22．BC
23．BD
24．AB
25．(1) ；(2) ；(3)
26．（1） ；（2）
27．（1）3mg；（2）① ；②28．2.5R≤h≤5R
29．（1） ， ；（2）
