高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理同步测试题

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2020-2021学年人教版（2019）必修第二册8.3动能和动能定理 课时作业17（含解析）  1．如图甲所示，光滑水平面上有一物块，在水平力作用下由静止开始运动，物块此后运动的加速度随位移的变化关系图象如图乙所示，则当时物块的速度为（　　）A． B． C． D．2．如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定：(    )A．等于拉力所做的功；B．小于拉力所做的功；C．等于克服摩擦力所做的功；D．大于克服摩擦力所做的功；3．如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块，现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中（　　）A．支持力对小物块做功为mgLsinαB．支持力对物块做功为0C．摩擦力对小物块做功为mgLsinαD．滑动摩擦力对小物块做的功mv2+mgLsinα4．如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程下列说法正确的是（　　）A．电动机多做的功为 B．摩擦力对物体做的功为C．电动机增加的功率为 D．传送带克服摩擦力做功为5．质量为的汽车在平直路面上以大小为的速度勾速行驶，急刹车后滑行的最大距离为。若该汽车装上质量为的货物后在同样的平直路面上以大小为的速度勾速行驶，不计空气阻力，则其急刹车后滑行的最大距离为（　　）A． B． C． D．6．如图所示，水平传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运行。质量为m的物体在传送带上由静止释放，一段时间后与传送带相对静止。已知物体与传送带间的动摩擦因数为，则物体从释放到与传送带相对静止的过程中（　　）A．所用时间为B．物体通过的位移为C．摩擦力对物体做的功为mv2D．传送带克服摩擦力做的功为mv27．从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的两个小球，一个竖直向上抛，另一个水平抛，则两个小球（　　）A．落地时的速度相同B．落地时的动能相同C．落地时重力的瞬时功率相同D．运动过程中重力做功的平均功率相同8．将质量为1kg的物体从地面竖直向上抛出，一段时间后物体又落回抛出点。在此过程中物体所受空气阻力大小不变，其动能Ek随距离地面高度h的变化关系如图所示。取重力加速度。下列说法正确的是（　　）A．物体能上升的最大高度为3mB．物体受到的空气阻力大小为2NC．上升过程中物体加速度大小为10m/s2D．下落过程中物体克服阻力做功为24J9．如图（甲）所示，质量的小物体放在长直的水平地面上，用水平细线绕在半径的薄圆筒上。时刻，圆筒由静止开始绕竖直中心轴转动，其角速度随时间的变化规律如图（乙）所示，小物体和地面间的动摩擦因数为0.1，重力加速度取，则下列判断正确的是（　　）A．细线的拉力大小为B．细线拉力的瞬时功率满足C．小物体的速度随时间的变化关系满足D．在内，小物体动能增加了10．做曲线运动的物体，在运动过程中，一定会变化的物理量是（    ）A．速率B．速度C．动能D．加速度 11．质量为m的汽车，它的发动机的功率恒为P，摩擦阻力恒为，汽车由静止开始经过时间t行驶了位移s时，速度达到最大值vm，则发动机所做的功为（　　）A．Pt B．vmt C． D．12．如图所示，劲度系数k=40N/m的轻质弹簧放置在光滑的水平面上，左端固定在竖直墙上，物块A、B在水平向左的推力F=10N作用下，压迫弹簧处于静止状态，已知两物块不粘连，质量均为m=3kg。现突然撤去力F，同时用水平向右的拉力作用在物块B上，同时控制的大小使A、B一起以a=2m/s2的加速度向右做匀加速运动，直到A、B分离，此过程弹簧对物块做的功为W弹=0.8J。则下列说法正确的是（　　）A．两物块刚开始向右匀加速运动时，拉力F'=2NB．弹簧刚好恢复原长时，两物块正好分离C．两物块一起匀加速运动经过s刚好分离D．两物块一起匀加速运动到分离，拉力F'对物块做的功为0.6J13．在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员入水后受到水的阻力而竖直向下做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F。那么在他减速下降深度为h的过程中（g为当地的重力加速度），下列说法正确的是（　　）A．他的动能减少了Fh B．他的重力势能减少了mghC．他的机械能减少了Fh D．他的动能减少了(F +mg)h14．如图，长为L的水平传送带以速度2v匀速运动，将一质量为m的小物块以初速度v放到传送带的左端，当物块运动到传送带的右端时，速度刚好为2v，物块与传送带摩擦产生的热量为Q，已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列表达式正确的是（　　）A． B．C． D．15．如图所示，ABC是一个位于竖直平面内的圆弧形轨道，高度为h，轨道的末端C处与水平面相切，一个质量为m的小木块从轨道顶端A处由静止释放，到达C处停止，此过程中克服摩擦力做功为W1，到达B处时速度最大为v1，加速度大小为aB；小木块在C处以速度v向左运动，恰好能沿原路回到A处，此过程中克服摩擦力做功为W2，经过B处的速度大小为v2，重力加速度为g。则（　　）A． B．v1<v2C．W1<W2 D．aB=0  16．如图所示，倾角为的斜面上PP′、QQ′之间粗糙，且长为3L，其余部分都光滑．形状相同、质量分布均匀的三块薄木板A、B、C沿斜面排列在一起，但不粘接．每块薄木板长均为L，质量均为m，与斜面PP′、QQ′间的动摩擦因数均为2tan。将它们从PP′上方某处由静止释放，三块薄木板均能通过QQ′，重力加速度为g。求：（1）薄木板A在PP′、QQ′间运动速度最大时的位置；（2）薄木板A上端到达PP′时受到木板B弹力的大小；（3）释放木板时，薄木板A下端离PP′距离满足的条件。17．如图所示，在建筑装修中，工人用质量为5.0kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨，已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数μ均相同．（g取10m/s2且sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）当A受到与水平方向成θ=37°斜向下的推力F1=50N打磨地面时，A恰好在水平地面上做匀速直线运动，求A与地面间的动摩擦因数μ．（2）若用A对倾角θ=37°的斜壁进行打磨，当对A加竖直向上推力F2=60N时，则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2m（斜壁长＞2m）时的速度为多少？18．我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机 C919 首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程，假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移600m时才能达到起飞所要求的速度60m/s。起飞后，飞机继续以离地时的功率爬升 20分钟，上升到 10000m高度，速度达到200m/s。已知飞机质量为1.0×105 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度大小 g=10m/s2。求：(1)飞机在地面滑行时所受牵引力的大小F；(2)飞机在爬升过程中克服空气阻力做的功Wf。19．某型号小汽车（含人）的质量m＝1000吨、发动机的额定功率P0＝60kw。若该汽车保持额定功率不变，从开始在水平直线路面上运动，汽车加速行驶了t＝12s后刚好达到匀速。汽车在该水平路面运动时受到的阻力大小恒为f＝2000 N。在此过程中，求： （1）该汽车匀速行驶时，·速度的大小； （2）该汽车从静止开始启动，经过t ＝12s刚达到匀速时，运动的距离。20．如图所示，倾角为的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连，O点为轨道圆心，BC为圆轨道直径且处于竖直方向，A、C两点等高。质量m=0.4kg的滑块从A点由静止开始下滑，恰能滑到与O点等高的D点，g取10m/s2，sin=0.6，cos=0.8。求：(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ；(2)如果滑块到达C点时对轨道压力为3N，求滑块从A点沿斜面滑下时初速度v0大小；(3)如果在A点给滑块沿斜面向下的初速度，使滑块能沿着圆轨道从C点离开轨道，落到AB斜面上，求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的最长时间。
参考答案1．B【详解】设物块的质量为，则合外力，物块由静止运动，根据动能定理即max= 消去质量得图形面积表示，由图象知，围成面积解得故选B。2．B【分析】受力分析，找到能影响动能变化的是那几个物理量，然后观测这几个物理量的变化即可．【详解】木箱受力如图所示：木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可知即： ，所以动能小于拉力做的功，故B正确；无法比较动能与摩擦力做功的大小，ACD错误．故选B【点睛】正确受力分析，知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功，然后利用动能定理求解末动能的大小．3．A【详解】AB．对缓慢地抬高A端的过程中，只有重力和支持力做功，根据动能定理得WN﹣mgLsinα=0得到支持力对小物块做功为WN=mgLsinα故A正确，B错误；CD．对下滑过程，根据动能定理得mgLsinα+Wf= mv2﹣0得到滑动摩擦力对小物块做的功mv2﹣mgLsinα故CD错误；故选A。4．B【详解】A．电动机多做的功转化成了物体的动能和系统的内能，在这个过程中物体获得的动能是，所以电动机多做的功一定要大于，故A错误；B．在运动的过程中只有摩擦力对物体做功，由动能定理可知，摩擦力对物体做的功等于物体动能的变化，即为，故B正确；C．电动机增加的功率即为克服摩擦力做功的功率，大小为故C错误；D．传送带克服摩擦力做的功就为电动机多做的功，所以由A选项的分析可知传送带克服摩擦力做功大于，故D错误。故选B。5．D【详解】设汽车与路面间的动摩擦因数为μ， 则由动能定理得：当速度变为4v时：解得s′=16s故D项正确，ABC三项错误。6．D【详解】A．对于物体从静止释放到与传送带相对静止这一过程，物体的加速度大小为物体达到与传送带速度相等时物体运动的时间为故A错误；B．物体通过的位移故B错误；C．摩擦力对物体做的功故C错误；D．传送带的位移传送带克服摩擦力做的功故D正确。故选D。7．B【详解】AB．小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，所以末速度大小相等，方向不同，但动能大小相等，故A错误，B正确；
C．落地时速度大小相等，但方向不同，根据P=mgvcosθ可知，重力的瞬时功率不相等，故C错误；
D．根据重力做功公式W=mgh可知，两个小球重力做功相同，落地的时间不同，竖直上抛时间大于平抛时间，根据两个小球重力做功的平均功率不同，故D错误。
故选B。8．B【详解】B．根据动能定理可得解得图象的斜率大小；故上升过程有下降过程有联立解得，故B正确；A．针对上升到最高点的过程，由动能定理解得物体上升的最大高度为故A错误；C．对上升过程由牛顿第二定律有可知上升的加速度为故C错误；D．物体下落过程克服阻力做功为故D错误。故选B。9．D【详解】AC．根据图象可知，圆筒做匀加速转动，角速度随时间变化的关系式为圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同，根据得物体运动的加速度根据牛顿第二定律得解得细线的拉力大小为AC错误；B．细线拉力的瞬时功率故B错误；D．4s末物体的速度v4=0.5×4m/s=2m/s在0-4s内，物体动能增加故D正确。故选D。10．B【详解】做曲线运动的物体，在运动过程中，物体的速度方向一定变化，即速度一定变化，但是速率和动能不一定变化，例如匀速圆周运动；加速度不一定变化，例如平抛运动；故选B.11．ABC【详解】发动机的功率恒为P，则发动机所做的功为W=Pt当达到最大速度时F=Ff，则P=Ffvm此时W=Ffvmt根据动能定理 则则选项ABC正确，D错误。故选ABC。12．AC【详解】A．两物块刚开始向右匀加速运动时，对AB整体，由牛顿第二定律可知解得故A正确；BC．两物体刚好分离的临界条件；两物体之间的弹力为零且加速度相等。设此时弹簧的压缩量为x，则有代入数据，可得弹簧最初的压缩量故两物块一起匀加速运动到分离的时间为解得故B错误，C正确；D．对AB整体，从一起匀加速运动到分离，由动能定理可得解得故D错误。故选AC。13．BC【详解】AD．根据动能定理得因为减速下降，则阻力大于重力，所以动能减小，故AD错误；B．在下降的过程中，重力做功为mgh，则重力势能减小mgh，故B正确；C．除重力以外其它力做功等于机械能的增量，阻力做功为-Fh，则机械能减小了Fh，故C正确。故选BC。14．BC【详解】A B．物块在运动过程中，只有摩擦力对它做功，由动能定理得，摩擦力对物块做功为    A错误，B正确；CD．物块在传送带上，从左端到右端是匀加速运动，初速度为，末速度为，位移是，设运动时间为，则有物块在时间内位移为物传送带在时间内位移为带物块和传送带相对位移大小为则物块与传送带摩擦产生的热量为C正确，D错误。故选BC。15．BC【详解】C．木块做圆周运动时，沿半径方向的合力提供向心力，沿切线方向的合力改变速度的大小，从A到C过程比从C到A过程中同一位置受到的摩擦力小，则克服摩擦力做功就少，故故C正确；A．根据动能定理，从A到C有得从C到A有得故A错误；B．分析切线方向的运动，根据v2=2ax，从A到B和从B到A，由受力情况结合牛顿第二定律可知后者加速度大，在经历相同路径情况下，可知故B正确；D．在B点时，存在向心加速度，则故D错误。故选BC。16．(1)滑块A的下端离P处1.5L处时的速度最大；(2)mgsin；(3)A下端离PP′距离x>2.25L【详解】(1)将三块薄木板看成整体,当它们下滑到下滑力等于摩擦力时运动速度达最大值得到即滑块A的下端离P处处时的速度最大(2)对三个薄木板整体用牛顿第二定律得到对A薄木板用牛顿第二定律 (3)要使三个薄木板都能滑出QQ′处，薄木板C中点过QQ′处时它的速度应大于零。薄木板C全部越过PP′前，三木板是相互挤压着，全部在PP′、QQ′之间运动无相互作用力，离开QQ′时，三木板是相互分离的,设C木板刚好全部越过PP′时速度为v.①对木板C用动能定理②设开始下滑时，A的下端离PP′处距离为x，对三木板整体用动能定理得到即释放时，A下端离PP′距离17．（1）0.5（2）2 m/s【解析】试题分析：（1）当磨石在水平方向上做匀速直线运动时，得 （2）设磨石沿斜壁向上运动2米， 根据动能定理，得 根据牛顿定理：加速度为a，则得 考点：动能定理、牛顿第二定律点评：此类题型考察了通过牛顿第二定律分析问题的基本功，并且通过动能定理列式求解．18．(1)；(2)【详解】(1)设飞机在地面滑行时加速度的大小为a，由运动学公式得设滑行过程中所受阻力为，由牛顿第二定律得联立解得(2)设飞机离地时的功率为P，由功率的表达式得由动能定理得解得19．（1）30m/s（2）135m【详解】（1）以额定功率行驶，当牵引力等于阻力时，行驶的速度达到最大值此时由得 （2）汽车由静止开始，以额定功率行驶的过程中牵引力做功 阻力做功的大小由动能定理可得得20．(1)0.375；(2)3m/s；(3)0.2s【详解】(1)滑块由A到D过程，根据动能定理，有代入数据解得(2)滑块到达C点时，根据牛顿第二定律有据题可得，从A到C的过程，由动能定理有联立解得(3)滑块恰好能到达C点时，离开C点平抛运动下落的高度最大，所用时间最长，在C点有可得滑块离开C后做平抛运动，水平方向有，竖直方向上有，水平和竖直位移间的关系为代入整理得解得即滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的最长时间是0.2s