高中物理高考 专题12 动能和动能定理（练习）（教师版）

这是一份高中物理高考 专题12 动能和动能定理（练习）（教师版），共27页。
A．不变B．变小C．变大D．无法判断
2．（2020·全国高三）如图所示，无人机在空中加速上升时，不断增加的能量是（ ）
A．动能B．动能、重力势能
C．重力势能、机械能D．动能、重力势能、机械能
3．（2020·天津和平区·耀华中学高三月考）如图所示为地铁站用于安全检查的装置，主要由水平传送带和X光透视系统两部分组成，传送过程传送带速度不变。假设乘客把物品轻放在传送带上之后，物品总会先、后经历两个阶段的运动，用v表示传送带速率，用μ表示物品与传送带间的动摩擦因数，则（ ）
A．前阶段，物品可能向传送方向的相反方向运动
B．后阶段，物品受到摩擦力的方向跟传送方向相同
C．v相同时，μ不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同
D．μ相同时，若v增大为原来的2倍，则同一物体前阶段的对地位移也增大为原来的2倍
4．（2020·广东龙岗区·高三月考）（多选）如图，复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为v0，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内（ ）
A．做匀加速直线运动B．加速度值逐渐减小
C．牵引力的功率P=FvmD．牵引力做功
5．（2021·全国高三专题练习）一个质量为0.5 kg的物体，从静止开始做直线运动，物体所受合外力F随物体位移L变化的图象如图所示，则物体位移L=8 m时，物体的速度为( )
A．2 m/sB．8 m/s
C．4m/sD．4 m/s
6．（2021·全国高三专题练习）质量为的物体，在大小恒定的水平拉力F的作用下，沿水平面做直线运动。0~2 s内F的方向与运动方向相反，2~4 s内F的方向与运动方向相同，物体的图像如图所示。g取，则（ ）
A．拉力F的大小为100 NB．物体在第4 s时拉力的瞬时功率为60 W
C．4 s内拉力所做的功为480 JD．4 s内物体克服摩擦力做的功为480 J
7．（2021·全国高三专题练习）“跳一跳”小游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边等高的平台上。如图所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹，其最高点离平台的高度为h，在最高点时的速度为v，若质量为m可视为质点的棋子在运动过程中，只受重力作用，重力加速度为g，以平台所在平面为零势能面，则
A．棋子从最高点落到平台上所需时间
B．棋子在两平台上落点间的距离
C．棋子落到后一个平台上时的机械能
D．棋子落到后一个平台上时的动能
8．（2021·全国高三专题练习）如图所示，小物块甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，底端切线水平. 小物块乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。忽略空气阻力，下列说法正确的是 （ ）
A．两物块到达底端时速度相同
B．两物块运动到底端的过程中重力做功相同
C．两物块到达底端时动能相同
D．两物块到达底端时，乙的重力做功的瞬时功率大于甲的重力做功的瞬时功率
9．（2020·广东高三专题练习）物体以10m/s的速度由坡底冲上一足够长的斜坡，当它返回坡底时的速度大小为8m/s。已知上坡和下坡两个阶段物体均沿同一直线做匀变速直线运动，但上坡和下坡的加速度大小不同.则关于物体上坡、下坡两过程说法正确的是（ ）
A．加速度大小之比为B．所用时间之比为
C．摩擦力做功之比为D．合外力做功之比为
10．（2020·吉林南关区·长春市实验中学高三期中）某测试员在平直公路上测试汽车启动、加速，正常行驶及刹车时的性能。前4s逐渐加大油门，使汽车做匀加速直线运动，4∼15s保持油门位置不变（可视为发动机保持恒定功率运动），达到最大速度后保持匀速，15s时松开油门并同时踩刹车，汽车减速运动至停止。已知汽车的质量为1200kg，在加速及匀速过程中汽车所受阻力恒为f，刹车过程汽车所受阻力为5f。根据测试数据描绘v-t图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．3s末汽车所受牵引力为3.6×103 N
B．f=1200N
C．10s末汽车功率为72kW
D．4-15s内汽车位移为231m
11．（2021·全国高三专题练习）（多选）“嫦娥一号”探月卫星发动机关闭，轨道控制结束，卫星进入地月转移轨道。图中MN之间的一段曲线表示转移轨道的一部分，P是轨道上的一点，直线AB过P点且和两边轨道相切。下列说法中正确的是（ ）
A．卫星在此段轨道上，动能一直减小
B．卫星经过P点时动能最小
C．卫星经过P点时速度方向由P向B
D．卫星经过P点时加速度为0
12．（2021·全国高三专题练习）（多选）如图所示，质量为M的木块静止在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射中木块并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为L′，若木块对子弹的阻力F视为恒力，则下列关系式中正确的是（ ）
A．FL＝Mv2B．FL′＝mv2
C．FL′＝mv02－（M＋m）v2D．F（L＋L′）＝mv02－mv2
13．（2021·全国高三专题练习）（多选）一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受牵引力F随时间t变化关系图线如图所示。若汽车的质量为1.2×103kg，阻力恒定，汽车的最大功率恒定，则以下说法正确的是（ ）
A．汽车的最大功率为5×104W
B．汽车匀加速运动阶段的加速度为2.5m/s2
C．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动
D．汽车从静止开始运动12s内位移是60m
14．（2021·全国高三专题练习）（多选）如图，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率匀速向右运动。一质量为2kg的滑块从传送带右端以水平向左的速率滑上传送带，最终滑块又返回至传送带的右端。就上述过程，下列判断正确的有（ ）
A．全过程中电动机对传送带多做功为12J
B．全过程中电动机对传送带多做功为6J
C．全过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为6J
D．全过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为9J
15．（2020·北京丰台区·高三期中）如图所示为某公园的大型滑梯，滑梯长度L=9m，滑梯平面与水平面夹角θ=37°，滑梯底端与水平面平滑连接。某同学从滑梯顶端由静止滑下，与倾斜接触面间的动摩擦因数μ1=0.5，与水平接触面之间的动摩擦因数μ2=0.6。已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2，求：
（1）该同学在斜面上下滑时的加速度大小；
（2）该同学滑到斜面底端时的速度大小；
（3）该同学在水平面上滑行的距离。
提高部分：
16．（2020·北京朝阳区·高三期中）打高尔夫球可以简化为如图所示过程。某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的球，仅考虑空气对球水平方向的作用，球将竖直地落入距击球点水平距离为L的A洞。已知重力加速度大小为g，则下列选项正确的是（ ）
A．球被击出后做平抛运动
B．球从被击出到落入A洞所用的时间为
C．球被击出时的初速度大小为
D．球被击出后受到的水平作用力大小为
17．（2020·莆田第二十五中学）（多选）某中学科技小组制作了利用太阳能驱动小车如图所示的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板上，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s，速度达到最大值vm，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为f，则
A．这段时间内小车先匀加速运动，然后匀速运动B．小车所受阻力
C．这段时间内电动机所做的功为D．这段时间内合力所做的功为
18．（2021·全国高三专题练习）（多选）有两条雪道平行建造，左侧相同而右侧有差异，一条雪道的右侧水平，另一条的右侧是斜坡。某滑雪者保持一定姿势坐在雪橇上不动，从h1高处的A点由静止开始沿倾角为θ的雪道下滑，最后停在与A点水平距离为s的水平雪道上。接着改用另一条雪道，还从与A点等高的位置由静止开始下滑，结果能冲上另一条倾角为α的雪道上h2高处的E点停下。若动摩擦因数处处相同，且不考虑雪橇在路径转折处的能量损失，则（ ）
A．动摩擦因数为tanθ
B．动摩擦因数为
C．倾角α一定大于θ
D．倾角α一定小于θ
19．（2021·全国高三专题练习）（多选）如图所示，竖直平面内有一半径为R的固定圆轨道与水平轨道相切于最低点B.一质量为m的小物块P(可视为质点)从A处由静止滑下，经过最低点B后沿水平轨道运动，到C处停下，B、C两点间的距离为R，物块P与圆轨道、水平轨道之间的动摩擦因数均为μ.现用力F将物块P沿下滑的路径从C处缓慢拉回圆弧轨道的顶端A，拉力F的方向始终与物块P的运动方向一致，物块P从B处经圆弧轨道到达A处过程中，克服摩擦力做的功为μmgR，下列说法正确的是( )
A．物块P在下滑过程中，运动到B处时速度最大
B．物块P从A滑到C的过程中克服摩擦力做的功等于2μmgR
C．拉力F做的功小于2mgR
D．拉力F做的功为mgR(1＋2μ)
20．（2021·全国高三专题练习）（多选）如图，固定光滑长斜面倾角为37°，下端有一固定挡板。两小物块A、B放在斜面上，质量均为m，用与斜面平行的轻弹簧连接。一跨过轻小定滑轮的轻绳左端与B相连，右端与水平地面上的电动玩具小车相连。系统静止时，滑轮左侧轻绳与斜面平行，右侧轻绳竖直，长度为上且绳中无弹力，当小车缓慢向右运动上距离时A恰好不离开挡板．已知重力加速度大小为g，sin37=0.6，cs37=0.8。下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数为
B．当弹簧恢复原长时，物体B沿斜面向上移动了
C．若小车从图示位置以的速度向右匀速运动，小车位移大小为时；轻绳对B做的功为
D．当小车缓慢向右运动距离时，若轻绳突然断开，则此时B的加速度为1.2g，方向沿斜面向下
21．（2021·全国高三专题练习）（多选）一质量为的小球以初动能从地面竖直向上抛出，已知运动过程中受到恒定阻力作用（为常量且满足）。如图所示，图象中两条图线分别表示小球在上升过程中动能和势能与其上升高度之间的关系（以地面为零势能面），表示上升的最大高度。则由图可知，下列结论正确的是（ ）
A．小球的最大势能B．小球上升的最大高度
C．小球落地时的动能D．在处，小球的动能和势能相等，且
22．（2021·全国高三专题练习）（多选）如图所示，弹性绳一端固定于A点，另一端连接穿在竖直杆上质量为m的小球，B处是位于AM中点的光滑定滑轮，且AB距离等于弹性绳原长L，此时ABM在同一水平线上，弹性绳劲度系数（g为重力加速度）。小球从M点由静止开始经过时间t滑到距M点为h的N点时速度恰好为零，球与杆间的动摩擦因数为μ=0.5。则从M到N的过程中（ ）
A．摩擦力对小球做的功为-mgh
B．弹性绳对小球做的功为
C．弹性绳对小球的冲量大小为mgt
D．小球下落时，速度大小达到最大值
23．（2020·福建省建瓯市芝华中学高三期中）（多选）一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动，某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的小物块，如图甲所示，以此时为计时起点t＝0，小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系如图乙所示，图中取沿传送带向上的运动方向为正方向，v1＞v2， 已知传送带的速度保持不变，则（ ）
A．小物块与传送带间的动摩擦因数μ＜tanθ
B．小物块在0~t1内运动的位移比在t1~t2内运动的位移大
C．t1~t2内，传送带对物块做的功W=
D．0~t1物块与传送带间摩擦产生的热量大于物块动能减少量
24．（2020·渝中区·重庆巴蜀中学高三月考）如图所示，固定在地面上的足够长斜面倾角为=37°质量为m的木块A（看做质点）从a点以速度开始下滑，到b点接触轻弹簧，又压缩至最低点c，然后木块A又恰好被轻弹簧弹回到a点、a、c间距为L。现让木块压缩弹簧到c点，以速度v0开始斜面向上滑动，离开弹簧。已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度为g。求：
（1）A木块与斜面之间的动摩擦因数μ；
（2）木块向上滑出离开c点的最大距离。
25．（2020·江苏徐州市·高三期中）如图所示，水平放置的轻质弹簧左端固定在竖直挡板上的O点，右端自然伸长到A点，OA之间水平面光滑。传送带BC与左边的水平面AB等高，并平滑连接，始终以v0=1m/s的速度顺时针转动。右边与足够高的光滑曲面相切与C点。已知AB=BC=L=1m，它们与滑块之间的动摩擦因数均为μ=0.2，弹簧始终处在弹性限度内，g取10m/s2。质量m=2kg的小滑块被压缩不同程度的弹簧弹出并向右运动，
(1)要使滑块能滑上传送带，求释放滑块前弹簧应具有的最小弹性势能。
(2)滑块被弹出经A点时的速度v=2.5m/s，求弹出后滑块经多长时间第一次到达C点。
(3)若释放滑块前弹簧的弹性势能Ep=30J，通过计算说明滑块最终停止的位置。
参考答案
1．A
【解析】冰壶在冰面上在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，根据牛顿第二定律有：,加速度,即相同材料的冰壶质量不同在冰面上匀减速运动的加速度大小相等．据位移速度关系:可知，两种冰壶的初速度相等，加速度相同，故匀减速运动的位移大小相等．故选A．
2．D
【解析】无人机加速上升，所以动能增加。高度不断增加，所以重力势能不断增加，所以无人机机械能不断增加，所以选项D正确，ABC错误。故选D。
3．C
【解析】A．物品轻放在传送带上，前阶段，物品受到向前的滑动摩擦力，所以物品的运动方向一定与传送带方向相同，故A错误；
B．后阶段，物品与传送带一起匀速运动，不受摩擦力，故B错误；
C．物品加速运动的加速度
匀加速运动时间
位移为
传送带位移
物品相对传送带滑行的距离为
物品与传送带摩擦产生的热量为
则相同时，不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同，故C正确；
D．前阶段物品的位移为
则知相同时，增大到原来的2倍，前阶段物品的位移增大为原来的4倍，故D错误。故选C。
4．BC
【解析】AB．动车的功率恒定，则加速度
则随着速度的增加，加速度逐渐减小，即动车做加速度减小的加速运动，选项A错误，B正确；
C．达到最大速度时F牵=F
则功率P=F牵vm=Fvm
选项C正确；
D．设动车行驶过程的位移为s，根据动能定理
则牵引力的功，选项D错误。故选BC。
5．C
【解析】根据F-l图象与坐标轴所围的“面积”表示功，则知物体位移L=8m时合外力做的功等于0-2s与6-8s内做功之和，为W=2×2+2×2=8J
由动能定理有得，故选C。
6．D
【解析】A．由图像可得，0~2s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为
在匀减速过程中，由牛顿第二定律得
2~4s内物体做匀加速直线运动，加速度大小为
有
联立解得，A错误；
B．物体在第4 s时拉力的瞬时功率为
B错误；
C．4s内物体通过的位移为
拉力做功为，C错误；
D．4s内物体通过的路程为
克服摩擦力做功为，D正确。
故选D。
7．C
【解析】A．棋子从最高点落到平台上，竖直方向上做自由落体运动，下落时间：
故A错误；
B．棋子在水平方向上做匀速直线运动，根据运动的对称性，上升和下落的时间是相同的，所以棋子在两平台上落点间的距离，故B错误；
C．棋子运动过程中机械能守恒，棋子在最高点的机械能为：
与落到后一个平台上时的机械能相等，故C正确；
D．根据动能定理，棋子从最高点到平台上：
解得：，故D错误。故选C．
8．D
【解析】根据机械能守恒定律得，，知两物块达到底端的动能相等，速度大小相等，但是速度的方向不同，故A错误；两物块运动到底端的过程中，下落的高度相同，由于质量不一定相等，则重力做功不一定相同．故B错误．两物块到达底端的速度大小相等，但是质量不一定相等，可知两物块到达底端的动能不一定相同，故C错误．两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，则乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率．故D正确．故选D．
9．B
【解析】A．将上坡过程看做反向的初速度为零的匀加速运动过程，则根据v2=2as
可知加速度大小之比为，选项A错误；
B．根据 可知所用时间之比为，选项B正确；
C．上升和下降过程摩擦力和位移均相等，则根据Wf=fs可知摩擦力做功之比为，选项C错误；
D．根据动能定理，合外力做功
则合外力功之比为，选项D错误。故选B。
10．C
【解析】AB．减速阶段的加速度为
由牛顿第二定律可得
解得
0-4s内的加速度为
由牛顿第二定律可知
代入数值可得
末汽车所受牵引力为，，故AB错误；
C．10s汽车的功率与时的功率相等
故C正确；
D． 在4~15s内由动能定律可得
解得，故D错误。故选C。
11．BCD
【解析】A．从M到P，因为轨迹弯曲的方向指向地球，地球对卫星的万有引力大于月球对卫星的万有引力，万有引力的合力做负功，根据动能定理知，动能减小，从P到N，轨迹弯曲的方向指向月球，地球对卫星的万有引力小于月球对卫星的万有引力，万有引力的合力做正功，动能增加。故A错误；
BCD．卫星经过P点时，地球对卫星的万有引力等于月球对卫星的万有引力，万有引力的合力为零，则加速度为零，卫星的动能最小，经过P点的速度方向沿切线方向，即沿PB方向。故BCD正确。
故选BCD。
12．ACD
【解析】D．根据动能定理：对子弹－F（L＋L′）＝mv2－mv02，选项D正确；
A．对木块FL＝Mv2，A正确；
BC．由以上两式整理可得FL′＝mv02－（M＋m）v2，C正确，B错误。故选ACD。
13．AB
【解析】ABC．由图可知，汽车在前4s内的牵引力不变，汽车做匀加速直线运动，4－12s内汽车的牵引力逐渐减小，则车的加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的加速运动，直到车的速度达到最大值；可知在4s末汽车的功率达到最大值，12s末汽车的速度达到最大值，汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力，所以阻力
前4s内汽车的牵引力为
由牛顿第二定律
可得
4s末汽车的速度
所以汽车的最大功率
故AB正确，C错误；
D．汽车在前4s内的位移
汽车在内的位移设为x2，则
其中
解得
所以汽车的总位移，故D错误。故选AB。
14．BD
【解析】设滑块向左运动的时间，位移大小为，则滑块的位移为
滑块向左运动过程中对传送带的位移大小
设滑块向右匀加速运动的时间，位移大小为，则滑块的位移为
滑块向右匀加速过程中传送带的位移大小
滑块相对传送带的总路程
滑块与传送带间摩擦产生的热量大小
全过程中，电动机对传送带做的功，故选BD。
15．（1）2m/s2；（2）6m/s；（3）3m
【解析】（1）由牛顿第二定律可得mgsinθ-μ1mgcsθ=ma
代入数据可得a=2m/s2
（2）设滑到底端时速度大小为v，由匀加速直线运动公式v2=2aL
代入数据可得v=6m/s
（3）设在水平面上滑行的距离为x，在水平方向对物体由能量守恒可得
代入数据可得x=3m
16．B
【解析】A．球水平方向受到空气阻力，不是平抛运动，A错误；
B．球在竖直方向做自由落体运动
解得
C．球在水平方向做匀减速运动
解得，C错误；
D．水平方向做匀减速直线运动，末速度为零，因此有
联立解得，D错误。故选B。
17．BD
【解析】AB．从题意得到，太阳能驱动小车以功率不变启动，当开始阶段小车所受的牵引力大于阻力，小车做加速运动，当牵引力等于摩擦力后，小球做匀速直线运动，速度达到最大，有
故A错误，B正确；CD．根据动能定理得：
则这段时间内电动机所做的功为，故选项C错误，D正确。故选BD.
18．BD
【解析】AB．第一次停在BC上的某点，由动能定理得


故A错误，B正确；
CD．在AB段由静止下滑，说明
第二次滑上CE在E点停下，说明
若α>θ，则雪橇不能停在E点，所以C错误，D正确。故选BD。
19．CD
【解析】A．当重力沿圆轨道切线方向的分力等于滑动摩擦力时速度最大，此位置在AB之间，故A错误；
B．将物块P缓慢地从B拉到A，克服摩擦力做的功为μmgR，而物块P从A滑到B的过程中，物块P做圆周运动，根据向心力知识可知物块P所受的支持力比缓慢运动时要大，则滑动摩擦力增大，所以克服摩擦力做的功Wf大于μmgR，因此物块P从A滑到C的过程中克服摩擦力做的功大于2μmgR，故B错误；
C．从A到C的过程中，根据动能定理得mgR-Wf-μmgR=0，因为Wf>μmgR，则mgR>μmgR＋μmgR，因此WFWf，所以0~t1物块与传送带间摩擦产生的热量大于物块动能减少量，故D正确。故选BD。
24．（1）；（2）
【解析】（1）木块A从a点开始下滑，然后木块A又恰好被轻弹簧弹回到a点过程，根据动能定理
解得
（2）木块A从a点开始下滑，压缩至最低点c，设弹簧的弹性势能为，根据能量守恒
设木块压缩弹簧到c点然后在向上滑出离开c点的最大距离为
解得
25．（1）4J；（2）1.44s；（3）0.5m
【解析】(1)滑块A→B，由功能关系=4J
(2)滑块从A→B点，设B点速度为v1
解得
代入数据得
此过程时间为
滑块在传送带上经t2减至共速
代入数据得
此过程
此后匀速
代入数据得
所以滑块第一次达C点用时
(3)滑块从A点向右运动再回到A点，克服摩擦力做功为
当压缩弹簧的弹性势Ep=30J时，则滑块最后应在B向A运动的过程中停止运动。设停止时离A点的位移为x，根据功能关系有
代入数据得