2021年高考物理一轮复习考点过关检测题—6.3动能定理及应用

2021年高考物理一轮复习考点过关检测题
6.3动能定理及应用
一、单项选择题
1．如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如如（ ）
A ．如如如如如如如如
B ．如如如如如如如如
C ．如如如如如如如如如如如
D ．如如如如如如如如如如如 2．如图所示，AB 为
1
4
圆弧轨道，BC 为水平直轨道，圆弧的半径为R 如BC 的长度也是R ，一质量为m 的物体，与两个轨道的动摩擦因数都为μ，当它由轨道顶端A 从静止下滑时，恰好运动到C 处停止，那么物体在AB 段克服摩擦力做功为（ ）
A ．
1
2
μmgR B ．
1
2
mgR C ．mgR
D ．()1mgR μ-
3．如图所示，在竖直平面内有一个半径为R 的圆弧轨道．半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力，已知AP=2R ，重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程中（ ）
A ．重力做功2mgR
B．机械能减少mgR C．合外力做功mgR
D．克服摩擦力做功1
2 mgR
4．如图甲所示，一物块从足够长的固定粗糙斜面底端以某一速度冲上斜面。

从初始位置起物块动能E k随位移x的变化关系如图乙所示。

已知物块质量为2kg，斜面倾角为37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取重力加速度g=10m/s2。

下列说法正确的是（）
A．物块上升的最大高度为5m
B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C．整个上滑过程物块机械能减少了100J
D．整个上滑过程物块重力势能增加了100J
5．如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C在水平线上，其距离d=0.50m，盆边缘的高度h=0.40m在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑。

已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.50，小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的位置到B的距离为（）
A．0.20m B．0.25m C．0.30m D．0
6．有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示．如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是（）
A．木块所受的合外力为零
B．因木块所受的力都不对其做功，所以合外力做的功为零
C．重力和摩擦力的合力做的功为零
D．重力和摩擦力的合力为零
7．如图所示，质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物体重力的k倍，它与转轴OO′相距R，物块随转台由静止开始转动．当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动．在物块由静止到开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为（）
A．0B．2πkmgR C．2kmgR D．kmgR
2
8．一小球以一定的初速度从图示5P位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为R，圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m，若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过A处时对轨道的压力为(重力加速度为g)（）
A．2mg B．3mg C．4mg D．5mg
9．质量m=1kg的物体在光滑水平面上由静止开始沿直线运动，所受水平外力F与运动距离x的关系如图所示．对图示的全过程进行研究，下列叙述正确的是如 如
A．外力做的功为28J
B．物体的运动时间为5s
C．外力做功的平均功率约为5.7W
D．物体运动到x=5m处时，外力做功的瞬时功率为25W
10．粗糙水平面上静止放置质量均为m的A、B两物体，它们分别受到水平恒力F 1、F 2的作用后各自沿
水平面运动了一段时间,之后撤去F1、F2 ,两物体最终都停止，其v-t图象如图所示，下列说法错误的是（）
A．A、B两物体与地面间的滑动摩擦因数之比为1:2
B．F1与A物体所受摩擦力大小之比为3:1
C．F1和F2大小之比为2:1
D．A、B两物体通过的总位移大小相等
二、多项选择题
11．一个质量为0.3 kg的弹性小球，在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同.则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为（）
A．Δv=0B．Δv=12 m/s C．W=0D．W=10.8 J
12．如图在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止．若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（）
A．物块滑到b
B．c点与b点的距离为R
C．物块滑到b点时对b点的压力是3mg
D．整个过程中物块机械能损失了mgR
13．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 ．木板对物块做功为
212
mv B ．摩擦力对小物块做功为 sin mgL α
C ．支持力对小物块做功为 0
D ．滑动摩擦力对小物块做功为
2
1sin 2
mv mgL α-
14．如右图所示 质量为M 的小车放在光滑的水平而上，质量为m 的物体放在小车的一端．受到水平恒力F 作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为f ，车长为L ，车发生的位移为S ，则物体从小车一端运动到另一端时，下列说法正确的是（ ）
A ．物体具有的动能为(F -f )(S +L )
B ．小车具有的动能为fS
C ．物体克服摩擦力所做的功为f (S +L )
D ．这一过程中小车和物体组成的系统机械能减少了fL
15．质量为m 的物体在水平面上，只受摩擦力作用，以初动能E 0做匀变速直线运动，经距离d 后，动能减小为
3
E 0
，则（ ） A ．物体与水平面间的动摩擦因数为
23E mgd
B ．物体再前进
3
d
便停止 C ．物体滑行距离d 3 D ．若要使此物体滑行的总距离为3d ，其初动能应为2E 0
三、解答题
16．如图所示，轨道ABC 被竖直固定在水平桌面上，A 距水平地面高H =0.75m ，C 距水平地面高h =0.45m ，。

一质量m =0.10kg 的小物块自A 点从静止开始下滑，从C 点以水平速度飞出后落在地面上的D
点。

现测得C、D 两点的水平距离为x =0.60m 。

2
10/g m s ，不计空气阻力，求：
（1）小物块从C 点飞出时速度的大小v c ；
（2）小物块从A 点运动到C 点的过程中克服摩擦力做的功W f 。

17．我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。

如图所示，质量m ＝60kg 的运动员从长直助滑道AB 的A 处由静止开始以加速度a ＝3.6m/s 2匀加速滑下，到达助滑道末端B 时速度v B ＝24m/s ，A 与B 的竖直高度差H ＝48m 。

为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C 处附近是一段以O 为圆心，半径R =12.5m 的圆弧。

助滑道末端B 与滑道最低点C 的高度差h ＝5m ，运动员在C 点对轨道压力为其所受重力的6倍，取g ＝10m/s 2。

求：
（1）运动员在AB 段下滑时受到阻力f F 的大小； （2）运动员在B 、C 间运动时阻力做功W 。

18．如图所示，在水平轨道右侧安放半径为R=0.2m的竖直圆形光滑轨道，水平轨道的PQ段铺设特殊材料，调节其初始长度为L=1m，水平轨道左侧有一轻质理想弹簧，左端固定，弹簧处于自然状态。

质量
m=2kg的小物块A（可视为质点）从轨道右侧以初速度v0冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后
μ=，压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回，经水平轨道返回圆形轨道。

物块A与PQ段间的动摩擦因数0.2
轨道其他部分摩擦不计。

求：
(1)物块A第一次到达最高点时对圆轨道的压力；
(2)物块压缩弹簧过程中弹簧获得的最大弹性势能；
(3)调节PQ段的长度L，A仍以v0从轨道右侧冲上轨道，当满足什么条件时，物块A能3次过Q点且不脱离轨道。

参考答案
一、单项选择题
二、多项选择题
三、解答题
16．【答案】（1） 2.0/C v m s =（2）0.10J f W = 【解析】
（1）从C 到D ，根据平抛运动规律可得，竖直方向：2
12
h gt =， 水平方向C x v t =
解得小物块从C 点飞出时速度的大小
2.0m/s C v =
=； （2）小物块从A 到C ，根据动能定理可得21()2
f C m
g H
h W mv --= 求得克服摩擦力做功：0.10J f W = 17．【答案】（1）144N ；（2）1530J 【解析】
（1）运动员在AB 上做初速度为零的匀加速运动，设AB 的长度为x ，斜面的倾角为α，有
22B v ax =
根据牛顿第二定律得sin f mg αF ma -= 其中sin H
αx
=
联立上式解得144N f F =
（2）设运动员到达C 点时的速度为C v ，克服阻力做功为f W ，在由B 到达C 的过程中，根据动能定理得
2211
22
f C B mgh W mv mv -=-
设运动员在C 点所受的支持力为N F ，由牛顿第二定律得2
C N v F mg m R
-= 运动员在C 点对轨道压力为其所受重力的6倍，即有6N F mg = 联立上式，代入数据解得1530J f W =
18．【答案】(1)20N ，方向竖直向上；(2)8J ；(3)1m≤L ＜1.5m 【解析】
（1）物块到达圆轨道最高点的过程，由动能定理
22
112-22
mgR mv mv -＝ 2
N mv F mg R
+= 解得F N =20N
由牛顿第三定律得，物块对轨道的压力大小为20N ，方向竖直向上 ； （1）弹簧获得的最大弹性势能2
max 012
P E mv mgL μ=- 解得max P E =8J
（3）若A 向左滑上轨道后，能原路向右滑回，则一定可以3次过Q 点且不脱离轨道，因此临界条件1为沿轨道上滑至最大高度R 时，速度减为0，由动能定理得
－2μmgL －mgR ＝0－
2
012
mv 得L ≥1 m
临界条件2为能滑上轨道，由动能定理得－2μmgL ＝0－2
012
mv 得 L ＜1.5m 结合可得1m≤L ＜1.5m。