2011-2020年高考物理试卷分类汇编之019a.动能定理（上）（含答案及解析）
文档属性
| 名称 | 2011-2020年高考物理试卷分类汇编之019a.动能定理（上）（含答案及解析） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 367.0KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-08-07 11:17:45 | ||
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文档简介
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第19a节 动能定理（上）
1.2018年全国卷II、14．如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定 （ A ）
A．小于拉力所做的功
B．等于拉力所做的功
C．等于克服摩擦力所做的功
D．大于克服摩擦力所做的功
解析：木块在移动过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可得：
则木箱获得的动能一定小于拉力所做的功，B错误A正确；
无法比较动能与摩擦力做功的大小，CD错误。
2. 2016年新课标Ⅲ卷20．如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则
A． B．
C． D．
【答案】AC
【解析】质点P下滑过程中，重力和摩擦力做功，根据动能定理可得，根据公式，联立可得，A正确B错误；在最低点重力和支持力的合力充当向心力，摩擦力水平，不参与向心力，故根据牛顿第二定律可得，代入可得，C正确D错误。
3. 2016年四川卷1. 韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，他克服阻力做功100J。韩晓鹏在此过程中
A. 动能增加了1900J
B. 动能增加了2000J
C. 重力势能减小了1900J
D. 重力势能减小了2000J
【答案】C
【解析】根据动能定理：动能的增量等于合外力的功，即动能增量为1900J-100J=1800J，选项AB错误；重力做功等于重力势能的变化量，故重力势能减少了1900J，选项C正确，D错误；故选C。
4. 2013年山东卷16、如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮，质量分别为M、m（M>m）的滑块，通过不可伸长的轻绳定滑轮连接，轻绳与斜面平行，两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）
A、两滑块组成系统的机械能守恒
B、重力对M做的功等于M动能的增加
C、轻绳对m做的功等于m机械能的增加
D、两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
答案：CD。
解析：由于斜面ab粗糙，两滑块组成的系统的机械能不守恒，机械能损失等于M克服摩擦力做的功。故A错误，D正确。M物体的动能增量根据动能定理应和M的合外力的功相等，故B错误。对于m，由于斜面光滑，只有重力和绳子的拉力做功，故轻绳对m做的功等于m机械能的增加，故C正确。
5. 2011年新课标版
15．一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能
A．一直增大
B．先逐渐减小至零，再逐渐增大
C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小
D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大
答：ABD
【解析】当恒力方向与速度在一条直线上，质点的动能可能一直增大，也可能先逐渐减小至零，再逐渐增大。当恒力方向与速度不在一条直线上，质点的动能可能一直增大，也可能先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大。所以正确答案是ABD。
6. 2014年理综大纲卷19．一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H，如图所示；当物块的初速度为时，上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为 ( )
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】根据动能定理，以速度v上升时有 ，
以速度上升时有，
解得，，所以D正确．
7.2017年江苏卷3．一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处。物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线是 （ C ）
解析： 向上滑动过程中，根据动能定理：0-Ek0= -(mg+Ff)x，
同理，下滑过程，由动能定理可得： Ek-0= -(mg-Ff)x，故C正确；A、B、D错误。
8. 2011年理综山东卷
18．如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在h/2处相遇（不计空气阻力）。则
A．两球同时落地
B．相遇时两球速度大小相等
C．从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量
D．相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等
答案：C
解析：相遇时满足，，所以，小球a落地时间，球b落地时间，因此A错误；相遇时，，，，所以B错误；因为两球恰在h/2处相遇，说明重力做功的数值相等，根据动能定理，球a动能的减少量等于球b动能的增加量，C正确；相遇后的任意时刻，球a的速度始终大于球b的速度，因此重力对球a做功功率大于对球b做功功率，D错误。
9.2015年海南卷4．如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g，质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为 （ C ）
A. B. C. D.
解析：质点在Q点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，两力的合力充当向心力，所以有 N=2mg，联立解得，下落过程中重力做功mgR，根据动能定理可得
解得所以克服摩擦力做功选项C正确。
10.2019年全国卷Ⅲ17.从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反外力作用。距地面高度h在3m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。该物体的质量为
A. 2kg B. 1.5kg
C. 1kg D. 0.5kg
答案：C
解析：对上升过程，由动能定理，，得，即F+mg=12N；
由图线可知，物体上升的最大高度为6m.
下落过程，，即N，联立两公式，得到m=1kg、F=2N。
11.2019年天津卷10.完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功。航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1所示。为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意如图2，AB长L1=150m，BC水平投影L2=63m，图中C点切线方向与水平方向的夹角θ=120（）。若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经t=6s到达B点进入BC。已知飞行员的质量m=60kg，，求
（1）舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功W；
（2）舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力FN多大。
解：（1）舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板的B点时速度为v，则有
①
根据动能定理，有 ②
联立①②式，代入数据，得 ③
（2）设上翘甲板所对应的圆弧半径为R，根据几何关系，有
④
由牛顿第二定律，有
⑤
联立①④⑤式，代入数据，得
⑥
12. 2016年上海卷31.（12分）风洞是研究空气动力学的实验设备。如图，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H=3.2m处，杆上套一质量m=3kg，可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为F=15N，方向水平向左。小球以初速度v0=8m/s向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取g=10m/s2。求：
（1）小球落地所需时间和离开杆端的水平距离；
（2）小球落地时的动能。
（3）小球离开杆端后经过多少时间动能为78J？
【答案】（1）4.8m （2）120J （3）0.24s 或0.4s
【解析】（1）小球在竖直方向做自由落体运动，运动时间为
小球在水平方向做匀减速运动，加速度
水平位移
（2）由动能定理
代入数据得
（3）小球离开杆后经过时间t的水平位移
由动能定理
以J， m/s和代入得 125t2-80t+12=0
解得 t1=0.4s, t2=0.24s
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第19a节 动能定理（上）
1.2018年全国卷II、14．如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定 （ A ）
A．小于拉力所做的功
B．等于拉力所做的功
C．等于克服摩擦力所做的功
D．大于克服摩擦力所做的功
解析：木块在移动过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可得：
则木箱获得的动能一定小于拉力所做的功，B错误A正确；
无法比较动能与摩擦力做功的大小，CD错误。
2. 2016年新课标Ⅲ卷20．如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则
A． B．
C． D．
【答案】AC
【解析】质点P下滑过程中，重力和摩擦力做功，根据动能定理可得，根据公式，联立可得，A正确B错误；在最低点重力和支持力的合力充当向心力，摩擦力水平，不参与向心力，故根据牛顿第二定律可得，代入可得，C正确D错误。
3. 2016年四川卷1. 韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，他克服阻力做功100J。韩晓鹏在此过程中
A. 动能增加了1900J
B. 动能增加了2000J
C. 重力势能减小了1900J
D. 重力势能减小了2000J
【答案】C
【解析】根据动能定理：动能的增量等于合外力的功，即动能增量为1900J-100J=1800J，选项AB错误；重力做功等于重力势能的变化量，故重力势能减少了1900J，选项C正确，D错误；故选C。
4. 2013年山东卷16、如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮，质量分别为M、m（M>m）的滑块，通过不可伸长的轻绳定滑轮连接，轻绳与斜面平行，两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）
A、两滑块组成系统的机械能守恒
B、重力对M做的功等于M动能的增加
C、轻绳对m做的功等于m机械能的增加
D、两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
答案：CD。
解析：由于斜面ab粗糙，两滑块组成的系统的机械能不守恒，机械能损失等于M克服摩擦力做的功。故A错误，D正确。M物体的动能增量根据动能定理应和M的合外力的功相等，故B错误。对于m，由于斜面光滑，只有重力和绳子的拉力做功，故轻绳对m做的功等于m机械能的增加，故C正确。
5. 2011年新课标版
15．一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能
A．一直增大
B．先逐渐减小至零，再逐渐增大
C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小
D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大
答：ABD
【解析】当恒力方向与速度在一条直线上，质点的动能可能一直增大，也可能先逐渐减小至零，再逐渐增大。当恒力方向与速度不在一条直线上，质点的动能可能一直增大，也可能先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大。所以正确答案是ABD。
6. 2014年理综大纲卷19．一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H，如图所示；当物块的初速度为时，上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为 ( )
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】根据动能定理，以速度v上升时有 ，
以速度上升时有，
解得，，所以D正确．
7.2017年江苏卷3．一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处。物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线是 （ C ）
解析： 向上滑动过程中，根据动能定理：0-Ek0= -(mg+Ff)x，
同理，下滑过程，由动能定理可得： Ek-0= -(mg-Ff)x，故C正确；A、B、D错误。
8. 2011年理综山东卷
18．如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在h/2处相遇（不计空气阻力）。则
A．两球同时落地
B．相遇时两球速度大小相等
C．从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量
D．相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等
答案：C
解析：相遇时满足，，所以，小球a落地时间，球b落地时间，因此A错误；相遇时，，，，所以B错误；因为两球恰在h/2处相遇，说明重力做功的数值相等，根据动能定理，球a动能的减少量等于球b动能的增加量，C正确；相遇后的任意时刻，球a的速度始终大于球b的速度，因此重力对球a做功功率大于对球b做功功率，D错误。
9.2015年海南卷4．如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g，质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为 （ C ）
A. B. C. D.
解析：质点在Q点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，两力的合力充当向心力，所以有 N=2mg，联立解得，下落过程中重力做功mgR，根据动能定理可得
解得所以克服摩擦力做功选项C正确。
10.2019年全国卷Ⅲ17.从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反外力作用。距地面高度h在3m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。该物体的质量为
A. 2kg B. 1.5kg
C. 1kg D. 0.5kg
答案：C
解析：对上升过程，由动能定理，，得，即F+mg=12N；
由图线可知，物体上升的最大高度为6m.
下落过程，，即N，联立两公式，得到m=1kg、F=2N。
11.2019年天津卷10.完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功。航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1所示。为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意如图2，AB长L1=150m，BC水平投影L2=63m，图中C点切线方向与水平方向的夹角θ=120（）。若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经t=6s到达B点进入BC。已知飞行员的质量m=60kg，，求
（1）舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功W；
（2）舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力FN多大。
解：（1）舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板的B点时速度为v，则有
①
根据动能定理，有 ②
联立①②式，代入数据，得 ③
（2）设上翘甲板所对应的圆弧半径为R，根据几何关系，有
④
由牛顿第二定律，有
⑤
联立①④⑤式，代入数据，得
⑥
12. 2016年上海卷31.（12分）风洞是研究空气动力学的实验设备。如图，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H=3.2m处，杆上套一质量m=3kg，可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力调节为F=15N，方向水平向左。小球以初速度v0=8m/s向右离开杆端，假设小球所受风力不变，取g=10m/s2。求：
（1）小球落地所需时间和离开杆端的水平距离；
（2）小球落地时的动能。
（3）小球离开杆端后经过多少时间动能为78J？
【答案】（1）4.8m （2）120J （3）0.24s 或0.4s
【解析】（1）小球在竖直方向做自由落体运动，运动时间为
小球在水平方向做匀减速运动，加速度
水平位移
（2）由动能定理
代入数据得
（3）小球离开杆后经过时间t的水平位移
由动能定理
以J， m/s和代入得 125t2-80t+12=0
解得 t1=0.4s, t2=0.24s
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