第四章第三节 动能 动能定理—2020-2021学年【新教材】粤教版（2019）高中物理必修第二册分级训练（word含答案）

第四章第三节 动能 动能定理
A级　合格达标
1.关于某物体（质量一定）的速度和动能的一些说法中，正确的是（　　）
A.物体的速度变化，动能一定变化
B.物体的动能变化，速度一定变化
C.物体的速度变化大小相同时，其动能变化也一定相同
D.物体的速度减小时，动能有可能变为负值
2.在下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是（　　）
A.甲的速度是乙的4倍，甲的质量是乙的
B.甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的
C.甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的
D.甲的质量是乙的8倍，甲的速度是乙的
3.从空中某一高度同时以大小相等的速度竖直上抛、竖直下抛两个质量均为m的小球，不计空气阻力，在小球落至地面的过程中，它们的（　　）
A.动能变化量不同，速度变化量相同
B.动能变化量和速度变化量均相同
C.动能变化量相同，速度变化量不同
D.动能变化量和速度变化量均不同
4.放在光滑水平面上的物体，仅在两个同向的水平力的作用下开始运动.若在某一过程中这两个力对物体做的功分别为3 J和4 J，则在该过程中物体动能的增量为（　　）
A.7 J　　　 B.5 J　　　
C. J　　　 D.1 J
5.一质量为m的滑块，以速度v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，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v（方向与原来相反），在整段时间内，水平力所做的功为（　　）
A.mv2 B.－mv2
C.mv2 D.－mv2
6.光滑水平面上有一物体，在水平恒力F作用下由静止开始运动.经过时间t1速度达到v，再经过时间t2速度由v增大到2v，在t1和t2两段时间内，外力F对物体做功之比为（　　）
A.1∶1 B.3∶1
C.1∶3 D.1∶4
7.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.木块所受的合力为零
B.因木块所受的力都不对其做功，所以合力做的功为零
C.重力和摩擦力做的功代数和为零
D.重力和摩擦力的合力为零
B级　等级提升
8.如图所示，高为h的光滑斜面，一质量为m的物块，在沿斜面向上的恒力F作用下，能沿斜面向上匀速运动，若把此物块放在斜面顶端，用2F的恒力沿斜面向下拉使其由静止向下滑动，滑至底端时其动能为（　　）
A.2mgh B.3mgh
C.2Fh D.3Fh
9.如图所示，质量为m的物体P以初速度v在水平面上运动，运动x距离后与一固定的橡皮泥块Q相碰撞（碰后物体静止）.已知物体运动时所受到的水平面的阻力大小恒为f，则下列说法正确的是（　　）
A.水平面阻力做的功为fx
B.物体克服水平面阻力做的功为－fx
C.橡皮泥块对物体做的功为fx－mv2
D.物体克服橡皮泥块的阻力做的功为mv2＋fx
10.（多选）如图甲所示，质量m＝2 kg的物体以100 J的初动能在粗糙的水平地面上滑行，其动能Ek随位移x变化的关系图像如图乙所示，则下列判断中正确的是（　　）
A.物体运动的总位移大小为10 m
B.物体运动的加速度大小为10 m/s2
C.物体运动的初速度大小为10 m/s
D.物体所受的摩擦力大小为10 N
11.一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点.第一次小球在水平拉力F1作用下，从平衡位置P点缓慢地移到Q点，此时绳与竖直方向夹角为θ（如图所示），在这个过程中水平拉力做功为W1.第二次小球在水平恒力F2作用下，从P点移到Q点，水平恒力做功为W2，重力加速度为g，且θ<90°，则（　　）
A.W1＝F1lsin θ，W2＝F2lsin θ
B.W1＝W2＝mgl（1－cos θ）
C.W1＝mgl（1－cos θ），W2＝F2lsin θ
D.W1＝F1lsin θ，W2＝mgl（1－cos θ）
12.质量为2 t的汽车在平直公路上从静止开始先做匀加速运动，5 s末达额定功率后保持功率不变，其v-t如图所示.求：
（1）汽车的额定功率和汽车受到的阻力；
（2）速度为10 m/s时的加速度；
（3）变加速运动的总路程.
第四章第三节 动能 动能定理
A级　合格达标
1.关于某物体（质量一定）的速度和动能的一些说法中，正确的是（　　）
A.物体的速度变化，动能一定变化
B.物体的动能变化，速度一定变化
C.物体的速度变化大小相同时，其动能变化也一定相同
D.物体的速度减小时，动能有可能变为负值
解析：物体的速度变化，动能不一定变化，比如速度大小不变，方向改变，则动能不变，故A错误.根据Ek＝mv2知，物体的动能变化，则速度大小一定变化，可知速度一定变化，故B正确.根据ΔEk＝mv2－mv知，物体的速度变化大小相同时，即Δv＝v2－v1相同，动能变化不一定相同，故C错误.根据动能Ek＝mv2知，动能不可能为负值，故D错误.
答案：B
2.在下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是（　　）
A.甲的速度是乙的4倍，甲的质量是乙的
B.甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的
C.甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的
D.甲的质量是乙的8倍，甲的速度是乙的
解析：根据Ek＝可知：若甲的速度是乙的4倍，甲的质量是乙的，则甲的动能是乙的8倍，故A错误；若甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的，则甲、乙两物体的动能相等，故B正确；若甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的，则甲的动能是乙的，故C错误；若甲的质量是乙的8倍，甲的速度是乙的，则甲的动能是乙的2倍，故D错误.
答案：B
3.从空中某一高度同时以大小相等的速度竖直上抛、竖直下抛两个质量均为m的小球，不计空气阻力，在小球落至地面的过程中，它们的（　　）
A.动能变化量不同，速度变化量相同
B.动能变化量和速度变化量均相同
C.动能变化量相同，速度变化量不同
D.动能变化量和速度变化量均不同
解析：根据动能定理知，两球在整个运动过程中只有重力做功，下降的高度相同，则重力做功相同，动能的变化量相同，可知落地的速度大小相等；规定向下为正方向，设初速度的大小为v0，末速度的大小为v，则竖直上抛运动的整个过程中，速度变化量Δv＝v－（－v0）＝v＋v0，竖直下抛运动的整个过程中，速度变化量Δv′＝v－v0，可知速度变化量不同，故C正确，A、B、D错误；故选C.
答案：C
4.放在光滑水平面上的物体，仅在两个同向的水平力的作用下开始运动.若在某一过程中这两个力对物体做的功分别为3 J和4 J，则在该过程中物体动能的增量为（　　）
A.7 J　　　 B.5 J　　　
C. J　　　 D.1 J
解析：合外力做的功W＝3 J＋4 J＝7 J，则由动能定理可知在该过程中物体动能的增量为ΔEk＝W＝7 J，故选项A正确，B、C、D错误.
答案：A
5.一质量为m的滑块，以速度v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，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v（方向与原来相反），在整段时间内，水平力所做的功为（　　）
A.mv2 B.－mv2
C.mv2 D.－mv2
解析：由动能定理得W＝m（－2v）2－mv2＝mv2.
答案：A
6.光滑水平面上有一物体，在水平恒力F作用下由静止开始运动.经过时间t1速度达到v，再经过时间t2速度由v增大到2v，在t1和t2两段时间内，外力F对物体做功之比为（　　）
A.1∶1 B.3∶1
C.1∶3 D.1∶4
解析：由动能定理可得：在时间t1内外力F对物体做功W1＝mv2－0＝mv2，在时间t2内外力F对物体做功W2＝m（2v）2－mv2＝mv2，所以W1∶W2＝1∶3，故选项C正确.
答案：C
7.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.木块所受的合力为零
B.因木块所受的力都不对其做功，所以合力做的功为零
C.重力和摩擦力做的功代数和为零
D.重力和摩擦力的合力为零
解析：物体做曲线运动，速度方向变化，加速度不为零，合外力不为零，A错误；速率不变，动能不变，由动能定理知，合外力做功为零，支持力始终不做功，重力做正功，所以重力做的功与阻力做的功代数和为零，但重力和阻力的合力不为零，C正确，B、D错误.
答案：C
B级　等级提升
8.如图所示，高为h的光滑斜面，一质量为m的物块，在沿斜面向上的恒力F作用下，能沿斜面向上匀速运动，若把此物块放在斜面顶端，用2F的恒力沿斜面向下拉使其由静止向下滑动，滑至底端时其动能为（　　）
A.2mgh B.3mgh
C.2Fh D.3Fh
解析：设斜面的长度为L，倾角为θ，可知L＝，因为用恒力F可以使物块沿光滑斜面匀速上滑，可知物块此时受到的恒力F＝mgsin θ，物块从斜面顶端在恒力2F的作用下沿斜面下滑时，根据动能定理有mgh＋2FL＝Ek－0，所以物块滑到斜面底端时的动能Ek＝mgh＋2FL＝mgh＋2mgsin θ·＝3mgh.
答案：B
9.如图所示，质量为m的物体P以初速度v在水平面上运动，运动x距离后与一固定的橡皮泥块Q相碰撞（碰后物体静止）.已知物体运动时所受到的水平面的阻力大小恒为f，则下列说法正确的是（　　）
A.水平面阻力做的功为fx
B.物体克服水平面阻力做的功为－fx
C.橡皮泥块对物体做的功为fx－mv2
D.物体克服橡皮泥块的阻力做的功为mv2＋fx
解析：根据功的定义式，物体P受到的水平面的阻力做的功W1＝fxcos 180°＝－fx，A错误；物体克服水平面阻力做的功W2＝－W1＝fx，B错误；设橡皮泥块对物体做的功为W3，根据动能定理，有W1＋W3＝0－mv2，解得W3＝fx－mv2，C正确；物体克服橡皮泥块的阻力做的功为W4＝－W3＝－（fx－mv2）＝mv2－fx，D错误.
答案：C
10.（多选）如图甲所示，质量m＝2 kg的物体以100 J的初动能在粗糙的水平地面上滑行，其动能Ek随位移x变化的关系图像如图乙所示，则下列判断中正确的是（　　）
A.物体运动的总位移大小为10 m
B.物体运动的加速度大小为10 m/s2
C.物体运动的初速度大小为10 m/s
D.物体所受的摩擦力大小为10 N
解析：由题图可知，物体运动的总位移为10 m，根据动能定理，得－fx＝0－Ek0，解得f＝＝N＝10 N，故A、D正确.根据牛顿第二定律，得物体运动的加速度大小a＝＝ m/s2＝5 m/s2，故B错误.根据Ek0＝mv，得v0＝＝m/s＝10 m/s，故C正确.
答案：ACD
11.一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点.第一次小球在水平拉力F1作用下，从平衡位置P点缓慢地移到Q点，此时绳与竖直方向夹角为θ（如图所示），在这个过程中水平拉力做功为W1.第二次小球在水平恒力F2作用下，从P点移到Q点，水平恒力做功为W2，重力加速度为g，且θ<90°，则（　　）
A.W1＝F1lsin θ，W2＝F2lsin θ
B.W1＝W2＝mgl（1－cos θ）
C.W1＝mgl（1－cos θ），W2＝F2lsin θ
D.W1＝F1lsin θ，W2＝mgl（1－cos θ）
解析：第一次水平拉力为变力，由动能定理，可求得W1＝mgl（1－cos θ）；第二次水平拉力为恒力，由功的公式，可求得W2＝F2lsin θ.故C项正确.
答案：C
12.质量为2 t的汽车在平直公路上从静止开始先做匀加速运动，5 s末达额定功率后保持功率不变，其v-t如图所示.求：
（1）汽车的额定功率和汽车受到的阻力；
（2）速度为10 m/s时的加速度；
（3）变加速运动的总路程.
解析：（1）汽车先做匀加速直线运动，据牛顿第二定律有：F－f＝ma且a＝1 m/s2，
在5 s末达额定功率有P＝Fv1，
保持功率不变，在55 s末有P＝fv2，
由②③得：F＝，f＝，
联立各式，解得：P＝15 kW，f＝1 000 N.
（2）速度v′＝10 m/s时有P＝F′v′，
据牛顿第二定律有F′－f＝ma′，
得a′＝0.25 m/s2.
（3）汽车在变加速运动阶段，据动能定理有
Pt2－fx2＝m2v－mv，
且t2＝50 s，得x2＝550 m.
答案：（1）P＝15 kW，f＝1 000 N　（2）0.25 m/s2
（3）550 m