第六章机械能章末教考衔接2025高考物理二轮专题

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一、高考对机车运动问题的考查
【真题1】　（2023·湖北高考4题）两节动车的额定功率分别为P1和 P2，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1和v2。现将它们编成 动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组 在此铁轨上能达到的最大速度为（　　）
【真题2】　（2021·湖南高考3题）“复兴号”动车组用多节车厢提 供动力，从而达到提速的目的。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＝kv，k为常量），动车 组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是（　　）
　　人教版教材必修第二册P77“例题2”发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。某 型号汽车发动机的额定功率为60 kW，在水平路面上行驶时受到的阻 力是1 800 N，求发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度。假定汽车 行驶速度为54 km/h时受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率 是多少？
衔接分析：人教版教材必修第二册P77“例题2”分析汽车以额定功率 行驶时的最大速度和以某一速度行驶时的实际功率，2023年湖北高考 和2021年湖南高考均研究动车以额定功率行驶的最大速度，分析思路 基本相同。
二、高考对抛体运动与能量问题的综合考查【真题3】　（2022·全国甲卷14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（　　）
【真题4】　（2023·江苏高考15题）如图所示，滑雪道AB由坡道和水 平道组成，且平滑连接，坡道倾角均为45°。平台BC与缓冲坡CD相 连。若滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点。滑雪者现从A点 由静止开始下滑，从B点飞出。已知A、P间的距离为d，滑雪者与滑 道间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，不计空气阻力。
（1）求滑雪者运动到P点的时间t；
解析：滑雪者由A点运动到P点的过程，沿斜坡方向由牛顿 第二定律得mgsin 45°－Ff＝ma在垂直斜坡方向由平衡条件得mgcs 45°＝FN又Ff＝μFN
（2）求滑雪者从B点飞出的速度大小v；
（3）若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度L。
　　鲁科版教材必修第二册P26“例题”迁移1924年，跳台滑雪被列为首届冬奥会比赛项目。如图所示，假设 运动员从雪道的最高点A由静止开始滑下，不借助其他器械，沿光滑 的雪道到达跳台的B点时，速度为多少？
　　当他落到离B点竖直高度为10 m的雪地C点时，速度又是多少？ （假设这一过程中运动员没有做其他动作，忽略摩擦力和空气阻力， 取重力加速度g＝10 m/s2）。
衔接分析：鲁科版教材必修二“例题”迁移和2022年全国甲卷、2023 年江苏高考均以滑雪跳台为背景，考查动能定理、机械能守恒定律及 抛体运动规律等。
1. 北沿江高速铁路，即规划沿江高速铁路上海至合肥段，设计速度为 350 km/h，2020年7月，北沿江高铁进入初步设计定测阶段。设高 铁列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，当列车分别以 200 km/h和300 km/h的速度匀速运行时，克服空气阻力的功率之比 为（　　）
解析：　由题意可知f＝kv，由P＝fv，可得P＝kv2，则P1∶P2＝ 4∶9，故选B。
2. （多选）一辆“复兴号”模型小机车在水平路面上由静止启动，在 前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持以额定功 率运动，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m＝1×103 kg，汽 车受到地面的阻力为车重力的0.1倍，g取10 m/s2，则以下说法正确 的是（　　）
3. （多选）某滑雪赛道如图甲所示，滑雪运动员在斜坡赛道的A处由 静止开始下滑至坡底B处，再滑上一段水平赛道到C处停下。将运动 员视为质点，此过程中，运动员的动能Ek与水平位移x的关系如图 乙所示，滑板与滑雪赛道间的动摩擦因数μ＝0.25，不计空气阻力及 滑雪运动员经过B点时的能量损失，重力加速度大小取g＝10 m/s2， 则下面关于滑雪运动员（含滑板）说法正确的是（　　）