1.3动能定理的应用基础巩固（Word版含答案）

1.3动能定理的应用基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负点电荷从A点由静上释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v—t图像如图乙所示。负电荷的动能（ ）
A．保持不变 B．逐渐减小
C．逐渐增大 D．先增大后减小
2．一质量为2 kg的滑块，以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4 m/s，在这段时间里水平力所做的功为（　　）
A．32 J B．16 J C．8 J D．0
3．如图甲所示，静置于光滑水平面上坐标原点O处的小物块，在水平拉力F的作用下沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆，则小物块运动到处时的动能为（ ）
A． B． C． D．
4．随着人们生活水平的提高，小汽车已经走进了千家万户。小强刚拿到了驾照，在一平直公路上练习开车。已知小汽车的质量为m，发动机的额定功率为P，运动过程中，小汽车所受的阻力与其速率成正比，，k为常量。下列说法正确的是（　　）
A．小汽车在匀加速启动的过程中，牵引力恒定不变
B．若小汽车以额定功率启动，则小汽车从静止开始做匀加速运动
C．小汽车能达到的最大速度为
D．若小汽车以额定功率从静止启动，经过时间t达到最大速度，则这一过程中小汽车克服阻力做的功为
5．2016年10月17日发射的“神舟十一号”飞船于2016年10月19日与“天宫二号”顺利实现了对接，如图在对接过程中，“神舟十一号”与“天宫二号”的相对速度非常小，可以认为具有相同速率．它们的运动可以看做是绕地球的匀速圆周运动，设“神舟十一号”的质量为m，对接处距离地球表面高度为h，地球的半径为r，地球表面处的重力加速度为g，不考虑地球自转的影响，“神舟十一号”在对接时，下列说法正确的是(　　)
A．对地球的引力大小为mg
B．向心加速度为
C．周期为
D．动能为
6．为备战2022冬奥会，在河北承德雪上项目训练基地，利用工作起来似巨型“陀螺”的圆盘滑雪机模拟特定的训练环境，其转速和倾角可调，一运动员的某次训练过程简化为如下模型：圆盘滑雪机绕垂直于盘面的固定转轴以恒定的角速度ω转动，质量为60kg的运动员在盘面上离转轴10m处以固定的滑行姿势，与圆盘始终保持相对静止，他与盘面间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为15°，g取10m/s2，已知，则下列说法正确的是（　　）
A．运动员随圆盘做匀速圆周运动时，一定始终受到三个力的作用
B．ω的最大值约为0.47rad/s
C．ω取不同数值时，运动员在最高点受到的摩擦力一定随ω的增大而增大
D．运动员由最低点运动到最高点的过程中摩擦力对其所做的功约为3870J
7．我国自主研制的新一代节能环保型超大型油船“远福洋”号，在某次航行中由静止出发，其发动机功率与油轮速度大小的关系图像如图所示，在无风浪的海况下，当油轮速度达到后，油轮发动机的功率保持额定功率不变，油轮能达到的最大速度为，设油轮质量为m，运动过程中所受阻力恒为f。下列说法正确的是（　　）
A．油轮先做匀加速运动后再做匀速运动
B．油轮的额定功率为
C．当油轮速度为时，其加速度大小为
D．若油轮速度从达到的过程中位移为x，则经过的时间为
8．改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面四种情况中能使汽车的动能变为原来的4倍的是（ ）
A．质量不变，速度增大为原来的4倍 B．质量不变，速度增大为原来的2倍
C．速度不变，质量增大为原来的2倍 D．速度不变，质量增大为原来的10倍
9．体操运动员做“单臂大回环”时，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴在竖直平面内做圆周运动，如图所示。此过程中，运动员到达最低点时手臂受到的拉力约为（　　）
A． B． C． D．
10．2021年5月15日，天问一号着陆巡视器——“祝融号”火星车成功着落于火星乌托邦平原南部预定区域，标志我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。我们知道火星轨道在地球轨道的外侧，它们共同绕太阳运动，如图甲，可认为火星和地球在同一平面内绕太阳做同向圆周运动，且火星轨道半径为地球的1.5倍，示意图如图乙。为节约能量，“天问一号”沿椭圆轨道飞向火星，且出发时地球位置和到达时火星位置分别是椭圆轨道的近日点和远日点，仅考虑太阳对“天问一号”的引力，则“天问一号”：（　　）
A．到达火星前瞬间的速度小于火星的速度 B．到达火星前的加速度小于火星的加速度
C．在飞向火星的过程中动能越来越大 D．运动周期大于火星的运动周期
11．据新华社北京3月21日电，记者21日从中国载人航天工程办公室了解到，已在轨工作1630天的天宫一号目标飞行器在完成与三艘神舟飞船交会对接和各项试验任务后，由于超期服役两年半时间，其功能已于近日失效，正式终止了数据服务．根据预测，天宫一号的飞行轨道将在今后数月内逐步降低，并最终再入大气层烧毁．若天宫一号服役期间的轨道可视为圆且距地面h（h≈343km），运行周期为T，地球的半径为R，下列关于天宫一号的说法正确的是（ ）
A．因为天宫一号的轨道距地面很近，其线速度小于同步卫星的线速度
B．天宫一号再入外层稀薄大气一小段时间内，克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量
C．女航天员王亚平曾在天宫一号中漂浮着进行太空授课，那时她不受地球的引力作用
D．由题中信息可求出地球的质量为
12．做曲线运动的物体（　　）
A．速度可能不变 B．加速度可能不变
C．动能一定增加 D．受力一定为恒力
13．如图所示，x轴在水平地面上，y轴在竖直方向。图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个质量相等小球a、b和c的运动轨迹。小球a从(0，2L)抛出，落在(2L，0)处；小球b、c从(L，0)抛出，分别落在(2L，0)和(L，0)处。小球同时抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．a的初速度是b的初速度的两倍
B．b的初速度是a的初速度的倍
C．a的运动时间是c的两倍
D．b的动能增量是c的动能增量的两倍
14．2016年，我国在西昌卫星发射中心成功发射了第五颗新一代北斗导航卫星。该卫星为地球圆轨道卫星，质量为m，轨道离地面的高度约为地球半径R的3倍。已知地球表面的重力加速度为g，忽略地球自转的影响。则
A．卫星的绕行速率大于7.9 km/s
B．卫星的绕行周期约为
C．卫星所在处的重力加速度大小约为
D．卫星的动能大小约为
15．如图所示，abc是竖直面内的光滑固定轨道，轨道ab水平，长度为2R ,轨道bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点．一质量为m的小球．始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g．小球从a点开始运动到其轨迹最高点的位移大小为（ ）
A．8R B．R
C．R D．5R
二、填空题（共4题）
16．在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门．球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球的质量m，则红队球员将足球踢出时的速度v0=________，该队员踢球时对足球做功W=_______．（不计空气阻力）
17．两平行板电容器的电容之比为C1：C2＝3：2，带电量之比为Q1：Q2＝3：1，若两个电子分别从两电容器的负极板运动到正极板，它们的动能增量之比_______。
18．拧开水龙头水就会流出来，连续的水流柱的直径在下流过程中会____(填：变小、不变或者变大)．设水龙头的开口直径为1cm，安装在离地面75cm高处，若水龙头开口处水的流速为1m／s，那么水流柱落到地面的直径应为_________cm.
19．某学习小组做“探究动能定理”的实验，图3甲中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、__________（填测量工具）和__________（选填“交流”或“直流”）电源。
（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是________。
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________。
A．橡皮筋处于原长状态
B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处
D．小车已过两个铁钉的连线
（4）下列关于该实验的说法正确的是________。
A．长木板上有打点计时器的一端要适当垫高，以平衡小车运动过程中受到的摩擦力
B．实验时必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体值
C．实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要完全相同
D．应先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
(5)在正确操作的情况下，该小组某次所打的纸带如图乙所示。为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带上的________（填“AB”“BC”或“AC”）段进行测量；若使用的交流电的频率为50 Hz，则小车最终获得的速度是________m/s。
三、综合题（共4题）
20．一小汽车停在倾角为30°的斜坡上，现启动汽车上坡，汽车先匀加速启动，发动机的功率从零开始经过3s后逐渐增大到额定功率，后保持额定功率继续加速，又经过达到速度最大值。已知汽车的质量为1t，在该斜坡上运动时，地面和空气对汽车的阻力为车身重量的0.1倍，发动机的额定功率为81kW，重力加速度g=10m/s2，求∶
（1）汽车做匀加速运动时的加速度大小；
（2）汽车从静止开始加速到汽车速度恰好最大时发生的位移大小。
21．如图所示，从A点以速度v0=2m/s水平抛出一质量m=2kg的小物块，小物块恰好沿切线方向从B点进入固定的光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高固定在水平面上的长木板上，圆弧轨道C端切线水平，已知A、B两点距C点的高度分别为H=2.5m，h=1.5m，小物块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.4，DF部分上表面光滑，在长木板F端竖直挡板固定着一轻弹簧。弹簧的自由长度与DF等长。，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）小物块运动至B点时的速度大小；
（2）小物块在长木板上运动过程中轻弹簧的最大弹性势能。
（3）小物块最终停在长木板上距离C点多远？

22．如图所示，质量为M的木板置于光滑水平地面上，右端距墙壁的距离为d，左端放有一质量为m的小物块。现将水平向右的恒力F1作用在木板上，水平向右恒力F2作用在物块上，由静止同时释放，运动过程中，木板与墙壁发生多次弹性碰撞，且每次碰撞时间均极短。已知M=4m，F1=4F2=4mg，物块和木板间的滑动摩擦力大小为4mg，g为重力加速度的大小，不计空气阻力。
（1）求木板第一次与墙壁碰撞后的瞬间，木板和物块各自的加速度大小；
（2）木板第一次与墙壁碰撞后，向左运动过程中物块没有从木板中滑出，求木板向左运动的最大距离；
（3）木板第二次与墙壁碰撞向左运动过程中，物块仍没有从木板中滑出，求木板长度应满足的条件。
23．如图所示，动摩擦因数μ＝0.5的水平地面与半径为R的光滑圆弧轨道平滑相连，B、C、D为圆弧轨道上的三个点，B点为最低点，C点与圆心O等高，D点为圆弧轨道的最高点，而且D点的切线方向与倾斜传送带平行，已知长度为5R的传送带与水平面的夹角为θ＝37°，动摩擦因数也为μ，正以v0顺时针转动，现位于水平面上A处一可视为质点的物体，其质量为m，在水平向右的恒力F作用下从静止开始向右运动，当物体运动到B点时轨道对物体的支持力为11mg，物体运动到C点时撤去外力F，其中AB的距离为L＝10R，重力加速度为g，F和v0均为未知。
（1）求水平恒力F的大小。
（2）判断物体能否到达D点，写出判断过程。
（3）讨论物体在传送带上运动过程中摩擦力做的功与传送带速度的关系。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．C
4．C
5．C
6．B
7．C
8．B
9．C
10．A
11．B
12．B
13．B
14．D
15．B
16．
17．2：1
18． 变小 0.5cm
19． 刻度尺 交流 D B AD BC 0.65
20．（1）；（2）
21．(1)；(2)42J；(3)0.75m
22．（1）a1=2g，a2=3g；（2）d；（3）L≥d
23．（1）mg；（2）能到达D点；（3）若v0≥vD，摩擦力总功W总＝0，若v0＜vD，摩擦力总功W'总＝﹣3.36mgR+0.4m
答案第1页，共2页