必修第二册1.3动能和动能定理（word版含答案）

鲁科版 （2019）必修第二册 1.3 动能和动能定理
一、单选题
1．汽车的刹车距离s是衡量汽车性能的重要参数，与刹车时的初速度v、路面与轮胎之间的动摩擦因数μ有关。测试发现同一汽车在冰雪路面和在干燥路面沿水平直线行驶时，s与v的关系图像如图所示，两条图线均为抛物线。若汽车的初速度相同，在冰雪路面的刹车过程中（　　）
A．所用的时间是干燥路面的4倍
B．汽车做加速度减小的减速直线运动
C．所受摩擦力是干燥路面的0.5倍
D．克服摩擦力做的功是干燥路面的0.5倍
2．关于动能的理解，下列说法错误的是（　　）
A．物体由于运动而具有的能叫做动能
B．动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体运动的方向无关
C．物体做曲线运动，其动能一定变化
D．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化
3．2019年12月20日，我国长征四号火箭已经将“天琴一号”卫星发射升空。“天琴一号”卫星先发射到轨道半径约为地球半径4倍的轨道上运行，稳定工作一段时间后，又升高到轨道半径约为地球半径16倍的轨道上运行，则“天琴一号”在升高后的轨道上运行与在原轨道上运行相比（　　）
A．速度增大 B．加速度增大
C．动能增大 D．周期增大
4．我国高铁技术处于世界领先水平，它是由动车和拖车组合而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该列车组（　　）
A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反
B．做匀加速运动时，第4、5节与第6、7节车厢间的作用力之比为2：1
C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比
D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1：2
5．“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率平方成正比（F阻=kv2，k为常量），动车组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是（　　）
A．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变
B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动
C．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度vm，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为
D．若四节动力车厢输出的总功率为P，则动车组匀速行驶的速度为
6．如图所示，物体静止于水平面上的O点，这时弹簧恰为原长l0，物体的质量为m，与水平面间的动摩擦因数为μ，现将物体向右拉一段距离后自由释放，使之沿水平面振动，下列结论正确的是（　　）
A．物体通过O点时所受的合外力为零
B．物体将做阻尼振动
C．物体最终只能停止在O点
D．物体停止运动后所受的摩擦力为μmg
7．改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列几种情况下，关于汽车的动能的说法正确的是（　　）
A．质量不变，速度增大到原来的2倍，动能变为原来的2倍
B．速度不变，质量增大到原来的2倍，动能变为原来的4倍
C．质量减半，速度增大到原来的4倍，动能变为原来的4倍
D．速度减半，质量增大到原来的4倍，动能不变
8．双星是两颗相距较近的天体，在相互间万有引力的作用下，绕连线上某点匀速圆周运动。在两颗质量不等的天体构成的双星系统中，质量较大的天体做匀速圆周运动的（ ）
A．向心力较小
B．角速度较大
C．半径较大
D．动能较小
9．如图所示，小明用力拉着木箱水平向右加速前进，下列说法正确的是（　　）
A．小明对木箱的拉力做不做功 B．木箱所受的重力做负功
C．木箱所受的合力做正功 D．地面对木箱的摩擦力不做功
10．如图所示，一质量为m的滑块以初速度从斜面底端沿斜面向上运动，已知滑块与斜面之间的动摩擦因数为，滑块上升的最大高度为h，则在滑块从斜面底端滑到最高点的过程中（　　）
A．斜面支持力对滑块做的功为 B．摩擦力对滑块做的功为
C．重力对滑块做的功为mgh D．合外力对滑块做的功为
11．皮带输送机普遍应用于交通、物流、食品等各行各业，完成物品的传输、装卸工作（如图甲），极大地提高了工作效率。如图乙，水平传送带在电动机带动下以恒定速率v运行，某时刻一个质量为m的快递包裹（可视为质点）以初越度从传达带左端滑上传送带。若从包裹滑上传送带开始计时，时刻物体的速度达到v，快递包裹与传送带间的动摩擦因数为。则该快递包裹在传送带上运动的过程中（　　）
A．物体先受到滑动摩擦力的作用，后受到静摩擦力的作用
B．时间内，物体所受摩擦力对物体做功的功率越来越大
C．若仅增大物体的初速度（仍小于v），则物体被传送的整个过程中传送带对物体所做的功也一定增加
D．电动机因传送该包裹而多消耗的电能为
12．校足球队队长在进行训练时以200N的力将0.5kg的足球以10m/s的速度沿水平方向踢出50m远，则队长对足球做功为（　　）
A．10000J B．250J C．25J D．无法确定
13．在我国，汽车已进入寻常百姓家，一种新车从研发到正式上路，要经过各种各样的测试，其中一种是在专用道上进行起步过程测试，通过车上装载的传感器记录了起步过程速度随时间变化规律图像，如图所示，已知为直线、为曲线、为平行于横轴的直线。时汽车功率达到额定功率且保持不变，该车总质量为，所受到的阻力恒为，则下列说法正确的是（　　）
A．该车的最大速度为
B．该车起步过程的加速度一直改变
C．该车的额定功率为
D．该车前内通过的位移大小为
14．如图，高台跳水项目中要求运动员从距离水面H的高台上跳下，在完成空中动作后进入水中。若某运动员起跳瞬间重心离高台台面的高度为h1，斜向上跳离高台瞬间速度的大小为v0，跳至最高点时重心离台面的高度为h2，入水（手刚触及水面）时重心离水面的高度为h1。图中虚线为运动员重心的运动轨迹。已知运动员的质量为m，不计空气阻力，则运动员跳至最高点时速度及入水（手刚触及水面）时速度的大小分别是（　　）
A．0，
B．0，
C．，
D．，
15．氢气球在空中匀速上升的过程中，它的（　　）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能不变，重力势能增大
C．动能减小，重力势能不变 D．动能不变，重力势能不变
二、填空题
16．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，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g，则重力做功为______，恒力F做功为________，物块的末动能为________，物块克服摩擦力做功为________。
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_______。
18．一质量为0.2kg的小球，以10m/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，若以碰撞前的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中的速度变化是_____；动能变化是_____。
三、实验题
19．某实验小组利用拉力传感器和速度传感器来探究动能定理。用拉力传感器记录小车受到的拉力大小，在水平桌面上的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小，C为长木板轨道。
根据以上实验方案，回答下面问题：
（1）关于本次实验过程及要求，下列说法正确的是__________；
A．需要平衡摩擦力
B．需要测得小车的总质量
C．要求所挂钩码的质量要远小于小车的总质量
（2）某次实验中，用拉力传感器记录小车受到的拉力大小为F，测得A、B间的距离为L，小车的总质量为M，通过A、B时的速度分别为、，则需要验证的动能定理表达式为___________（用题中所给物理量符号表示）。
四、解答题
20．如图所示，倾角为的粗糙斜面底端与光滑半圆轨道平滑连接，为轨道圆心，圆轨道半径，为圆轨道直径且处于竖直方向，一质量为的滑块从斜面上的点开始下滑，、两点等高，滑块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度为。求
（1）若在处初速度，求滑块到达半圆轨道上与点等高的点时，对轨道的压力大小；
（2）要使滑块能到达点，求滑块从点沿斜面滑下时的初速度的最小值；
（3）若滑块离开处的速度大小为，求滑块从点飞出落到斜面上的时间。
21．国家十三五规划中提出实施新能源汽车推广计划，提高电动车产业化水平。假设有一辆新型电动车，质量，额定功率P=60kW，当该电动车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力f是车重的0.1倍，g=10m/s2。
（1）求新型电动车在此路面上行驶所能达到的最大速度；
（2）新型电动车从静止开始，以加速度a=0.5m/s2做匀加速直线运动，求这一过程能维持的时间。
（3）运用动能定理，求匀加速直线运动这一过程的位移。
22．如图所示，长度为L=2m的水平传送带AB左边的水平面地面上固定一斜面MN，右边的水平地面上固定一半径R=0.5m的光滑半圆弧轨道CDE，现在水平传送带A点左侧放置质量m=1kg的物块，另一个相同物块从M处沿斜面滑下，到达底部时与物块碰后粘在一起滑行，越过逆时针转动的水平传送带后，继续向前运动，已知MN的长度s=41.25m，斜面倾角为37°，水平面NA的长度为d=0.5m，BC的长度为2d，小物块与斜面、传送带及水平面之间的动摩擦因数均为 =0.5，g取10m/s2。
（1）求两物块碰后粘合体的速度；
（2）粘合体是否能运动到半圆弧轨道的E点，若不能，最后静止在何处？
（3）若当传送带顺时针转动时，粘合体从最高点E抛出后恰好落到B点处，求传送带的速度。
23．戴口罩是防御新冠肺炎的有效措施，某防护口罩如图所示。已知某病菌穿过最外层（需克服阻力做功）后，先与中间层的一静止静电颗粒发生正碰并粘合在一起，然后在电压U的作用下恰好减速停下，从而被中间层阻挡。将该病菌视为质量m的不带电小球，静电颗粒视为质量为、带电量为q的小球，不计其它病菌和颗粒的影响。求
（1）该病菌与静电颗粒发生正碰后的速度大小；
（2）该病菌进入口罩前的初速度大小。
24．某滑雪场的娱乐项目如图所示，AB段可认为是一足够长的光滑斜面，斜面的倾角为；BC段是滑行区，长度，与滑雪板间的动摩擦因数，CD段是加速区，与滑雪板间的动摩擦因数。某次对一质量为（人和滑雪板的总质量）的滑雪者从CD段上的某位置施加一恒定水平推力F，经过25m恰好以速度经过C点，同时撤去推力F，在B点滑上斜面，再从斜面上滑下。已知滑雪者经过B点时的速率不变，重力加速度g取。求：
（1）滑雪者加速过程施加的水平推力多大；
（2）滑雪者经过B点的速度大小及滑上斜面的最大高度（最高点与水平面间的竖直距离）；
（3）滑雪者最后停止的位置与B点间的距离。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
2．C
3．D
4．D
5．D
6．B
7．D
8．D
9．C
10．D
11．B
12．C
13．C
14．C
15．B
16． －mgh Fx mv2 Fx－mgh－mv2
17．2：1
18． -20m/s 0
19． AB
20．（1）；（2）；（3）
21．(1)30m/s；(2)40s；(3)400m
22．（1）；（2）不能，最后停在B点；（3）
23．（1）；（2）
24．（1）；（2），；（3）
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