2023年高考物理二轮复习高频考点专项练习：专题六 考点16 动能定理及其应用（A卷）

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考点16 动能定理及其应用（A卷）1.关于物体的动能，下列说法中正确的是(   )
A.物体的速度变化，其动能一定变化
B.物体的动能变化，其速度一定变化
C.物体的速度变化越大，其动能变化也一定越大
D.物体所受的合外力不为零，其动能一定变化2.用起重机提升货物，货物上升过程中的图像如图所示，在到内，重力对货物做的功为，绳索拉力对货物做的功为，货物所受合力做的功为，则(   )。
 A. B. C. D.3.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点，有(   )。
 A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的动能定小于Q球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度4.如图所示，半径为R的光滑圆环竖直放置，N为圆环的最低点。在环上套有两个小球A和之间用一根长为的轻杆相连，使两小球能在环上自由滑动。已知A球质量为球质量为m，重力加速度为g。现将杆从图示的水平位置由静止释放，在A球滑到N点的过程中，轻杆对B球做的功为(   )
 A. B. C. D.5.如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上.斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数.该过程中，物块的动能与水平位移x关系的图像是(   )A. B. C. D.6.如图所示，木板可绕固定水平轴O转动，木板从水平位置缓慢转到位置，木板上的物块始终相对于木板静止.在这一过程中，物块的重力势能增加了2 J.用表示物块受到的支持力，用f表示物块受到的摩擦力.在此过程中，以下判断正确的是(   )A.和f对物块都不做功 B.对物块做功为2 J，f对物块不做功C.对物块不做功，f对物块做功为2 J D.和f对物块所做功的代数和为07.滑板是现在非常流行的一种运动，如图所示，一滑板运动员以7 m/s的初速度从曲面的A点下滑，运动到B点速度仍为7 m/s，若他以6 m/s的初速度仍由A点下滑，则他运动到B点时的速度(   )A.大于6 m/s B.等于6 m/s C.小于6 m/s D.条件不足，无法计算8.如图所示，在半径为5 m的光滑圆环上切下一小段圆弧，放置于竖直平面内，为圆弧的两个端点，它们距最低点C的高度差H为1 cm，为一光滑的直杆.现将小环分别从圆弧A端点和B端点由静止释放，使小环分别沿圆弧和直杆下滑.设小环从A点运动到C点和从B点运动到C点所需的时间分别为和(取)，则下列说法正确的是(   )A. B. C. D.无法确定9.某探究小组对一辆新能源小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为图像，如图所示（除2~10 s时间段图线为曲线外，其余时间段图线均为直线）。已知小车运动的过程中，2~14 s时间段内小车的功率保持不变，在第14 s末撤去动力而让小车自由滑行，小车的质量为1.0 kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。以下对小车的描述正确的是(   )
 A.小车所受的阻力大小为3 N B.小车匀速行驶阶段的功率为9 WC.小车在加速运动过程中位移的大小为40 m D.小车在前2 s受到的合力大小大于阻力大小10.如图所示，水平传送带以恒定的速率顺时针转动，传送带右端上方的挡板上固定着一轻弹簧。将小物块P轻放在传送带左端，P在接触弹簧前速度已达到v，与弹簧接触后弹簧的最大形变量为d。P的质量为m，与传送带之间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。从P开始接触弹簧到弹簧第一次达到最大形变量的过程中(   )
 A.P的速度一直减小  B.传送带对P做功的功率一直减小C.传送带对P做的功小于 D.弹簧的弹性势能变化量为11.一质量为0.1 kg的小球，以5 m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中速度的变化和动能的变化分别是(   )A. B. C. D.12.在未知方向的恒力F作用下，一质量为1.0 kg的物体以一定的初速度在光滑水平面做直线运动，物体的动能随位移x变化的关系如图所示。(g取)由上述已知条件，可知（   ）A.力F的最小值为2.5 NB.力F不可能大于10 NC.物体运动过程中加速度大小不断发生变化D.物体在运动过程中的任意位置力F的功率是可以求出的13.如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。物块的质量为，物块与桌面间的动摩擦因数为μ，现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W。撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零，重力加速度为g。则上述过程中(   )。

A.物块在A点时弹簧的弹性势能一定大于在B点时的弹性势能B.物块在O点时动能最大C.物块在B点时，弹簧的弹性势能大于D.经O点时，物块的动能小于14.如图所示，质量为m的物块在水平恒力F的推动下，从粗糙山坡底部的A处由静止运动至高为h的坡顶B处，并获得速度v，之间的水平距离为x，重力加速度为g，则(   )A.物块克服重力所做的功是 B.合外力对物块做的功是C.推力对物块做的功是 D.阻力对物块做的功是15.一质量为2 kg的物体，在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在粗糙的水平面上做匀速运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随物体位移变化的关系图像.重力加速度g取，由此可知(   )A.物体与水平面间的动摩擦因数约为0.35 B.减速过程中拉力对物体所做的功约为13 JC.匀速运动时的速度约为6 m/s D.减速运动的时间约为1.7 s16.在光滑的水平面上，一物体以10 m/s的速度匀速运动，某时刻（）受到一个大小随时间变化、方向处于物体初速度所在竖直平面内的外力F，力F作用了2 s，在0~2 s内物体在水平面上运动的加速度大小a随时间t变化的关系图象如图所示。已知物体的质量为。下列说法正确的是(   )A.外力F可能大于8 N  B.2 s末物体的速度大小是14 m/sC.物体在0~2 s内的位移大小可能是24 m D.0~2 s内外力F对物体做的功可能为96 J17.如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端（不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，)。则（   ）A.动摩擦因数B.载人滑草车最大速度为C.载人滑草车克服摩擦力做功为D.载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为18.如图所示，在水平地面上有一处于自然长度、劲度系数为k的轻弹簧，其一端固定在墙上，另一端处于位置A处。现有一质量为m的物块（可视为质点）从距A点左侧处以某一初速度向右运动后压缩弹簧，当物块运动到距A点右侧x处时速度为零，随即被弹回并最终停在A点左侧距A点x处，物块与水平地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内，则（   ）A.物块的初速度大小为B.物块被弹回的过程中先做匀加速运动，后做匀减速运动C.从物块向右运动到压缩弹簧到最短的过程中，克服弹簧弹力做的功为D.物块被弹回后向左运动至速度最大的过程中，克服摩擦阻力做的功为19.如图所示，在水平向右的匀强电场中有一倾斜角的固点绝缘斜面，斜面上一质量的带电金属块沿斜面匀加速下滑。在下滑一段距离之后，金属块的动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，已知重力加速度，关于该过程，下列说法正确的是(   )。
 A.金属块带负电  B.金属块的电势能增加了4 JC.金属块的加速度大小为 D.金属块与斜面的动摩擦因数为20.如图所示，离地高H处有一个质量为m的物体，给物体施加一个水平方向的作用力F，已知F随时间的变化规律为(以向左为正方向，均为大于零的常数)，物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为μ，且.时，将物体压紧在墙壁上由静止释放，若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当物体下滑后脱离墙壁，此时速度大小为，物体最终落在地面上.则下列关于物体的说法，正确的是(   )A.当物体沿墙壁下滑时，物体先做加速运动后做匀速直线运动B.物体与墙壁脱离的时刻为C.物体从脱离墙壁到落地之前的运动轨迹是一条直线D.物体克服摩擦力所做的功为


          答案以及解析1.答案：B
解析：A、如果物体的速度有变化，可能只是速度方向变化;则动能不一定变;故A错误;B、如果物体的动能变化，则说明其速度大小一定变化;故说明速度一定发生了变化;故B正确;C、物体的速度变化越大，动能变化不一定大，比如匀速圆周运动，速度变化量可能很大，但动能不变。故C错误。D、如果合外力不为零但合外力不一定做功，如匀速圆周运动，其动能不一定变化，故D错误。故选:B。2.答案：C解析：分析题图可知，货物一直向上运动，根据功的定义式可得；重力做负功，拉力做正功，即，，A、B两项错误，C项正确；根据动能定理可得，合力做的功，即，D项错误。3.答案：C解析：小球从水平位置摆动至最低点，由动能定理得，，解得，因，故，A项错误；因为，又，则两小球的动能大小无法比较，B项错误；对小球在最低点受力分析得，，可得，C项正确；由可知，两球的向心加速度大小相等，D项错误。4.答案：B解析：本题考查动能定理的应用和功的计算。根据几何知识可得，初始时刻，与竖直方向的夹角为60°。在A球滑到N点时，由系统的动能定理得，由速度的分解可知；对B运用动能定理得，联立以上各式得轻杆对B球做的功。5.答案：A解析：本题考查动能定理的应用、图像的选择.设斜面倾角为θ，物块到达斜面底端时水平位移为，物块与斜面间的动摩擦因数为，物块与地面间的动摩擦因数为，物块到达斜面底端之前，由动能定理得，物块的动能与水平位移成正比;物块到达水平地面上以后，由动能定理得，物块的动能随水平位移x按一次减函数变化，所以A选项正确.6.答案：B解析：物块在运动过程中受重力、支持力和摩擦力作用，方向与速度方向相同，故做功，摩擦力f方向与速度方向垂直，不做功，A、C、D错误;由动能定理得，，又，解得对物块做功，B正确.7.答案：A解析：设运动员以7 m/s的初速度从曲面A点运动到B点克服摩擦力做功为，运动员以6 m/s的初速度从曲面的A点运动到B点克服摩擦力做功为，以7 m/s的初速度运动时运动员受到的支持力大，则运动员受到的摩擦力大，则，由动能定理得，，由以上各式解得，，A正确，B、C、D错误.8.答案：A解析：对小环由动能定理可知，两过程小环到达C点时的速度大小相等，由于，圆弧所对的圆心角较小，则可认为直杆的长度与弧的长度近似相等，根据受力分析可知，小环通过圆弧下滑时初始时刻加速度比从直杆下滑时加速度大，且此后加速度逐渐减小，由此可画出两种情况下小环运动的图线如图所示，由图可知，故A正确.9.答案：B解析：本题考查机车启动问题和动能定理的应用。由速度—时间图像得小车匀加速运动时对应的加速度，小车在2 s时的功率等于匀速运动时的功率，因此有，代入数据解得，前2 s小车受到的合力大小，恰好等于阻力大小，选项A、D错误，B正确；2~10 s时间内小车的功率恒定，则由动能定理得，解得，匀加速阶段的位移，那么小车在加速阶段的总位移为，选项C错误。10.答案：C解析：本题考查水平传送带上物块的运动、摩擦力做功和功率的计算以及动能定理的应用。P与弹簧接触后在水平方向所受弹力向左，静摩擦力向右，P做匀速运动，运动到弹力与最大静摩擦力大小相等时，P物块由于惯性继续向右运动压缩弹簧，P接下来在弹力和滑动摩擦力的共同作用下做减速运动直到速度为零，A项错误；传送带对P做功的功率由公式可知，由于P先做匀速运动后做减速运动，摩擦力先增大后不变，速度先不变后减小，所以功率先增大后减小，B项错误；由于从开始到弹簧第一次达到最大形变量的过程中，P所受摩擦力先为静摩擦力，后为滑动摩擦力，所以传送带对P做的功小于，C项正确；对物块由动能定理得，因为，所以弹簧的弹性势能变化量小于，D项错误。11.答案：AD解析：速度是矢量，故。而动能是标量，初末状态的速度大小相等，故动能相等，因此。故选A、D。12.答案：AD解析：根据动能定理得，则，结合图像有，得，故F有最小值2.5 N，A正确，B错误；加速度，则加速度大小恒定，C错误；力F的功率，由图像可得任意位置的动能，从而可得速度，故任意位置力F的功率可求，D正确。13.答案：AD解析：物块由A到B的过程中有一部分弹性势能用于克服摩擦力做功，A项正确；当物块从A向B运动过程中加速度为零时速度最大，此时，弹簧仍处于伸长状态，B项错误；由动能定理可得，可得物块在O点的动能小于，D项正确；由能量守恒定律可得，物块在B点时，弹簧的弹性势能，C项错误。14.答案：ABD解析：物块上升的高度为h，则物块克服重力做的功为，故A正确；物块初动能为零，末动能为，根据动能定理知，合外力做的功为，故B正确；根据动能定理知为恒力，则恒力做的功为，阻力做的功，故C错误，D正确.15.答案：ABC解析：物体匀速运动时，受力平衡，则，选项A正确;因为，故拉力做的功等于图线与横轴所围图形的面积，由题图图线弧形部分可知小格数约为13，则拉力做的功为，选项B正确;由动能定理可知，其中，由题图可得，联立解得，选项C正确;由于不知道具体的运动情况，无法求出减速运动的时间，选项D错误.16.答案：AD解析：在时刻，加速度最大，外力水平分量最大，外力的水平分量大小为，外力的竖直分量不能确定，选项A正确；由图象知在2 s内物体的速度变化量，加速度方向与速度方向相同时，末速度，加速度方向与速度方向相反时，选项B错误；由于在这2 s内物体做变速运动，加速度方向与速度方向相同时，2 s内的位移大于，加速度方向与速度方向相反时，2 s内的位移小于，选项C错误；加速度方向与速度方向相同时，F作用过程对物体由动能定理有，选项D正确。17.答案：AB解析：滑草车受力分析如图所示，在B点处有最大速度v，在上、下两段所受摩擦力大小分别为整个过程由动能定理列方程：①解得：，A项正确。滑草车在上段滑道运动过程由动能定理列方程：②解得：，B项正确。由①式知：，C项错误。在下段滑道上，解得：，故D项错误。18.答案：AC解析：对整个过程应用动能定理，得，解得，A正确；物块被反弹回来的过程中，弹簧的弹力变小，加速度是变化的，故其运动并不是匀变速运动，B错误；从开始到压缩弹簧至最短的过程中，根据动能定理，得，解得，C正确；物块被弹回的过程中，最大速度所在位置在A点的右侧，则克服摩擦力做的功小于，D错误。19.答案：BD解析：金属块滑下的过程中动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，根据动能定理得，解得，所以金属块克服电场力做功4.0 J，金属块的电势能增加4 J，由于金属块下滑，电场力做负功，所以电场力应该水平向右，所以金属块带正电，A项错误，B项正确；根据功的定义式可知，，，，联立各式解得，C项错误，D项正确。20.答案：BD解析：对物体进行受力分析，竖直方向上，当时，物体静止不动，当时，由牛顿第二定律有，随着F减小，加速度a由零逐渐增大，物体做变加速运动，当时，加速度增大到重力加速度g，此后物体脱离墙壁，故A错误.物体与墙壁脱离时F为零，所以，解得时间，故B正确.物体脱离墙壁时的速度方向向下，之后力F反向，物体所受合外力与速度不在同一条直线上，所以运动轨迹为曲线，故C错误.物体从开始运动到脱离墙壁，F一直不做功，由动能定理得，则物体克服摩擦力所做的功，故D正确.