高三一輪復(fù)習(xí)物理試題（人教版新高考新教材）考點(diǎn)規(guī)范練17　動(dòng)能和動(dòng)能定理

考點(diǎn)規(guī)范練17動(dòng)能和動(dòng)能定理一、單項(xiàng)選擇題1.下列有關(guān)動(dòng)能的說(shuō)法正確的是()A.物體只有做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能才不變B.物體的動(dòng)能變化時(shí),速度不一定變化C.物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),水平速度不變,動(dòng)能不變D.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的動(dòng)能增加2.一個(gè)質(zhì)量為0.3kg的彈性小球,在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墻上,碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動(dòng),反彈后的速度大小與碰撞前相同,則下列碰撞前后小球速度變化量的大小Δv和碰撞過(guò)程中小球的動(dòng)能變化量ΔEk正確的是()A.Δv=0B.Δv=12m/sC.ΔEk=1.8JD.ΔEk=10.8J3.物塊在水平面上以初速度v0直線滑行,前進(jìn)x0后恰好停止運(yùn)動(dòng),已知物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,且μ的大小與物塊滑行的距離x的關(guān)系為μ=kx(k為常數(shù)),重力加速度為g。則()A.v0=kgx02 B.vC.v0=kgx022 D.v4.如圖所示,物塊從固定斜面的最高點(diǎn)由靜止滑下,沖上右側(cè)光滑曲面,經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)連接處時(shí)無(wú)能量損失。已知物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,斜面高度h=1.20m,斜面傾角θ=37°,g取10m/s2,sin37°=0.6,物塊在曲面上升的最大高度為()A.0.70m B.0.80mC.0.96m D.1.20m5.如圖所示,兩傾角均為θ的光滑斜面對(duì)接后固定在水平地面上,O點(diǎn)為斜面的最低點(diǎn)。一個(gè)小物塊從右側(cè)斜面上高為h處由靜止滑下,在兩個(gè)斜面上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。小物塊每次通過(guò)O點(diǎn)時(shí)都會(huì)有動(dòng)能損失,損失的動(dòng)能為小物塊當(dāng)次到達(dá)O點(diǎn)時(shí)動(dòng)能的5%。小物塊從開(kāi)始下滑到停止的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的總路程為()A.49?sinθ C.29?sinθ 6.某景點(diǎn)的滑草場(chǎng)有兩個(gè)坡度不同的滑道AB和AB'(均可看作斜面),甲、乙兩名質(zhì)量相等的游客分別乘兩個(gè)完全相同的滑草裝置從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始分別沿AB和AB'滑下,最后都停在水平草面上,其中乙停在了C點(diǎn)處,如圖所示。設(shè)滑草裝置和草面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,斜面與水平面連接處均可認(rèn)為是圓滑的,滑草者保持相同的姿勢(shì)坐在滑草裝置上不動(dòng),則甲最終停在了()A.C點(diǎn)的左側(cè)B.C點(diǎn)處C.C點(diǎn)的右側(cè)D.條件不足,無(wú)法判斷二、多項(xiàng)選擇題7.(2023·全國(guó)乙卷)如圖所示,一質(zhì)量為m'、長(zhǎng)為l的木板靜止在光滑水平桌面上,另一質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從木板上的左端以速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知物塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力大小為Ff,當(dāng)物塊從木板右端離開(kāi)時(shí)()A.木板的動(dòng)能一定等于FflB.木板的動(dòng)能一定小于FflC.物塊的動(dòng)能一定大于12mvD.物塊的動(dòng)能一定小于12mv8.航天器的“半彈道跳躍式返回”,是指在返回器第一次進(jìn)入大氣層一定“深度”后,借助大氣層的作用力再次升高,其速度會(huì)進(jìn)一步降低,然后再次降低高度返回地面。如圖,嫦娥五號(hào)返回器在距地面高度約120km處,接近第二宇宙速度(約11.2km/s)高速進(jìn)入地球大氣層外層A點(diǎn),減速下降至預(yù)定高度B點(diǎn)附近(圖中B點(diǎn)為AC段的最低點(diǎn)),在大氣層的作用下,向上躍出大氣層,到達(dá)最高點(diǎn)D后又開(kāi)始下降,之后再次進(jìn)入大氣層外層,到達(dá)圖中E點(diǎn)時(shí)速度約為7.9km/s。在降至距地面約10km高度時(shí),打開(kāi)降落傘完成最后階段減速并保持姿態(tài)穩(wěn)定,最終平穩(wěn)著陸在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)設(shè)區(qū)域(圖中F點(diǎn))。其中A、C、E在同一高度上,高度120km之外空氣阻力可忽略不計(jì)。返回器質(zhì)量設(shè)為300kg,且保持不變,下列說(shuō)法正確的是()A.從A點(diǎn)到E點(diǎn)的過(guò)程中返回器克服大氣層阻力做功約為9.45×109JB.從C點(diǎn)到E點(diǎn)的過(guò)程中,返回器機(jī)械能守恒C.返回器在D點(diǎn)的瞬時(shí)加速度為零D.返回器在從E點(diǎn)到F點(diǎn)的過(guò)程中始終處于失重狀態(tài)9.下圖為過(guò)山車的大回環(huán)軌道的結(jié)構(gòu)圖,一質(zhì)量m=40kg的車廂(可視為質(zhì)點(diǎn))從高h(yuǎn)0=12m處的A點(diǎn)由靜止沿光滑軌道AB滑下,進(jìn)入半徑r=4m的豎直圓軌道,車廂與圓軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,當(dāng)?shù)竭_(dá)圓軌道的頂點(diǎn)C時(shí),車廂對(duì)圓軌道的壓力恰好為零。之后車廂繼續(xù)沿CFB滑下,進(jìn)入光滑軌道BD,且上升高度為h時(shí)速度為零,g取10m/s2,則下列說(shuō)法正確的是()A.車廂在圓軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度為210m/sB.車廂在圓軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度為10m/sC.h的值可能為8.0mD.h的值可能為8.5m10.從地面豎直向上拋出一物體,其機(jī)械能E總等于動(dòng)能Ek與重力勢(shì)能Ep之和。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn),該物體的E總和Ep隨它離開(kāi)地面的高度h的變化如圖所示。重力加速度取10m/s2。由圖中數(shù)據(jù)可得()A.物體的質(zhì)量為2kgB.h=0時(shí),物體的速率為20m/sC.h=2m時(shí),物體的動(dòng)能Ek=40JD.從地面至h=4m,物體的動(dòng)能減少100J三、非選擇題11.如圖甲所示,高h(yuǎn)0=1m的桌面上固定一豎直平面內(nèi)的半徑R=0.8m的四分之一光滑圓弧軌道AB,軌道末端B與桌面邊緣水平相切。將一質(zhì)量m=0.05kg的小球從軌道頂端A處由靜止釋放,小球落入地面固定的球筐中。已知球筐的高度h=0.2m,球筐的直徑比球稍大,與軌道半徑R、桌面高h(yuǎn)0等相比可忽略,空氣阻力忽略不計(jì),g取10m/s2。(1)求小球運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)對(duì)軌道的壓力大小。(2)求球筐距B處的水平距離。(3)把圓弧軌道撤去,讓小球在桌面上從B處水平拋出。有人認(rèn)為“為防止球入筐時(shí)彈出,小球落入球筐時(shí)的動(dòng)能越小越好”。若只改變桌面的高度,求出該動(dòng)能的最小值。12.如圖所示,質(zhì)量m=100g的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),在F=1N的水平推力作用下從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),一段位移后撤去推力F,當(dāng)滑塊由平臺(tái)邊緣B點(diǎn)飛出后,恰能從C點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧管道,滑塊略小于管道內(nèi)徑。已知AB間的距離l=2.1m,滑塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,B、C兩點(diǎn)間水平距離s=1.2m、豎直高度差h=0.8m,CD、DF是半徑均為R=0.5m的光滑圓弧管道,C、D等高,E為DF管道的最高點(diǎn),FG是長(zhǎng)度d=10m、傾角θ=37°的粗糙直管道,在G處有一反彈膜,能無(wú)機(jī)械能損失地反彈滑塊,各部分管道在連接處均相切,cos37°=0.8,sin37°=0.6。(1)求滑塊在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)水平推力F作用的位移大小。(2)求滑塊第一次到達(dá)E點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的作用力。(3)要使滑塊反彈一次后能停在管道FG上,求滑塊與管道FG之間動(dòng)摩擦因數(shù)的取值范圍。

考點(diǎn)規(guī)范練17動(dòng)能和動(dòng)能定理1.D解析:物體只要速率不變,動(dòng)能就不變,A錯(cuò)誤。物體的動(dòng)能變化時(shí),速度的大小一定變化,B錯(cuò)誤。物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),速率增大動(dòng)能就會(huì)增大,C錯(cuò)誤。物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),其速率增大,物體的動(dòng)能增加,D正確。2.B解析:速度是矢量,規(guī)定反彈后速度方向?yàn)檎?則Δv=6m/s(6m/s)=12m/s,故B正確,A錯(cuò)誤。動(dòng)能是標(biāo)量,速度大小不變,動(dòng)能不變,則ΔEk=0,C、D錯(cuò)誤。3.A解析:動(dòng)摩擦因數(shù)與x成正比,故在前進(jìn)x0的過(guò)程中,平均動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=kx02,在整個(gè)前進(jìn)過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得μmgx0=012mv02,解得v0=kg4.B解析:設(shè)物塊在曲面上升的最大高度為h'。對(duì)物塊從開(kāi)始到運(yùn)動(dòng)至曲面最高點(diǎn)的過(guò)程,由動(dòng)能定理得mg(hh')μmgcosθ·?sinθ=0,解得h'=0.80m,故A、C、D錯(cuò)誤5.B解析:由題意知,小物塊第一次到達(dá)O點(diǎn),由動(dòng)能定理可得mgh=Ek,此時(shí)小物塊的路程s1=?sinθ,第一次通過(guò)O點(diǎn)后動(dòng)能Ek1=95%Ek=95%mgh,此時(shí)利用動(dòng)能定理知小物塊上升高度h1=95%h,第二次到達(dá)O點(diǎn)滑下的路程s2=2?1sinθ=95%2?sinθ,同理第二次離開(kāi)O點(diǎn)到第三次到達(dá)O點(diǎn)所走路程s3=(95%)22?sinθ,…,故小物塊運(yùn)動(dòng)的總路程s總=s1+s2+…+sn=?sinθ+95%2?sinθ+(95%)22?sinθ+…6.B解析:設(shè)任一傾斜滑道的傾角為θ,高度為h,滑草裝置和草面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。乙由A點(diǎn)滑到C點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理有mghμmgcosθ·?sinθμmg·lB'C=0,即hμ(hcotθ+lB'C)=0,其中hcotθ+lB'C是A點(diǎn)與C點(diǎn)間的水平距離,可知,hcotθ+lB'C=?μ,與θ無(wú)關(guān),所以甲最終停在C點(diǎn)處,7.BD解析:設(shè)物塊滑上木板時(shí)間t后離開(kāi)木板,在這段時(shí)間內(nèi)物塊在摩擦力的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),木板在摩擦力的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),它們這段時(shí)間內(nèi)的vt圖像如圖所示,AB為物塊的vt圖像,OC為木板的vt圖像。結(jié)合題意可知梯形OABC的面積表示木板長(zhǎng)度l,三角形OCD的面積表示木板的位移,由圖可知S△OCD<S梯OABC,則木板的位移x1<l。梯形OABD的面積表示物塊的位移,由圖可知S梯OABD>S梯OABC,則物塊的位移x2>l。此過(guò)程中對(duì)木板由動(dòng)能定理得Ffx1=Ek10,所以當(dāng)物塊從右端離開(kāi)木板時(shí)木板的動(dòng)能Ek1=Ffx1<Ffl,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。對(duì)物塊由動(dòng)能定理得Ffx2=Ek212mv02,所以當(dāng)物塊從右端離開(kāi)木板時(shí)物塊的動(dòng)能Ek2=12mv02Ffx2<8.AB解析:A、E在同一高度上,從A點(diǎn)到E點(diǎn)過(guò)程中嫦娥五號(hào)返回器的速度從11.2km/s降到7.9km/s,重力做功為零,根據(jù)動(dòng)能定理得Wf=12mvE2?12mvA2,其中vA=11.2km/s=1.12×104m/s,vE=7.9km/s=7.9×103m/s,m=300kg,解得返回器克服大氣層阻力做功Wf=9.45×109J,故A正確。從C點(diǎn)到E點(diǎn)過(guò)程中,空氣阻力可忽略不計(jì),只有重力做功,返回器機(jī)械能守恒,故B正確。返回器在D點(diǎn)的合力等于重力,瞬時(shí)加速度為重力加速度,不為零,故C錯(cuò)誤。返回器從9.AD解析:在最高點(diǎn)C,車廂對(duì)圓環(huán)軌道的壓力恰好為零,根據(jù)牛頓第二定律可得mg=mvC2r,解得vC=210m/s,故A正確,B錯(cuò)誤。在ABEC過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得mg(h02r)W1=12mvC20,解得W1=800J。設(shè)CFB過(guò)程克服摩擦力做的功為W2,因該過(guò)程車廂與軌道的平均壓力小于BEC過(guò)程,則摩擦力也小于BEC過(guò)程的摩擦力,則有0<W2<W1。在CFBD過(guò)程中,由動(dòng)能定理得mg(h2r)W2=12mvC2,10.AD解析:由題圖可知,物體剛被拋出時(shí)的機(jī)械能為100J,即物體豎直上拋的初動(dòng)能Ek0=100J。當(dāng)機(jī)械能與重力勢(shì)能相等,說(shuō)明動(dòng)能為零,上升到最高點(diǎn)時(shí)離地面高度為4m,這時(shí)mgh=E,所以m=Eg?=8010×4kg=2kg,A正確。根據(jù)Ek0=12mv02,v0=2Ek0m=2×1002m/s=10m/s,B錯(cuò)誤。從題圖中可以得出在上拋過(guò)程中,機(jī)械能有損失,上升到最高點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中,共損失了20J的機(jī)械能,按照比例上升2m時(shí),機(jī)械能損失了10J。因此當(dāng)h=2m時(shí),物體的動(dòng)能Ek=100J40J10J=50J,C錯(cuò)誤。當(dāng)h=0時(shí),Ek0=100J,當(dāng)h=11.解析:(1)小球從A運(yùn)動(dòng)到B,由動(dòng)能定理得mgR=1在B點(diǎn)FNmg=m解得v0=4m/s,FN=1.5N根據(jù)牛頓第三定律,小球?qū)壍赖膲毫Υ笮N'=FN=1.5N。(2)豎直方向h0h=12gt水平方向x=v0t解得x=1.6m。(3)小球從B運(yùn)動(dòng)到球筐的過(guò)程,由動(dòng)能定理得mg(h0h)=Ek1平拋運(yùn)動(dòng)x=vBt,h0h=12gt聯(lián)立解得Ek=mgx24(?0當(dāng)h0=h+12x=1m時(shí),Ek有最小值其最小值為Ekmin=mgx=0.8J。答案:(1)1.5N(2)1.6m(3)0.8J12.解析:(1)滑塊從B到C做平拋運(yùn)動(dòng),則豎直方向有h=12gt水平方向有s=vBt解得vB=3m/s滑塊從A到B的過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理得Fxμmgl=12解得水平推力F作用的位移大小x=1.5m。(2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得h=v解得滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)豎直分速度的大小vy=4m/s滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度大小vC=vycos37°=從C到E,根據(jù)動(dòng)能定理得mgR(1cos53°)=1在E點(diǎn),對(duì)滑塊由牛頓第二定律得FN+mg=mv解得FN=3.2N根據(jù)牛頓第三定律,滑塊第一次到達(dá)E點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的作用力FN