2023年高考物理预测题之动能定理含答案

这是一份2023年高考物理预测题之动能定理含答案，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
 高考物理预测题之动能定理一、单选题1．如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从弹簧上端静止下落。若以小球开始下落的位置为坐标原点，建立竖直向下坐标轴Ox，小球下落至最低点过程中的a－x图像如图乙所示（图中标示坐标值、、、g均为已知量），不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　）A．弹簧的劲度系数B．弹簧的最大弹力C．小球向下运动过程中最大加速度D．小球向下运动过程中最大速度2．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与物块A连接在一起，处于压缩状态，A由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时，立即将物块B轻放在A右侧，A、B由静止开始一起沿斜面向下运动，下滑过程中A、B始终不分离，当A回到初始位置时速度为零，A、B与斜面间的动摩擦因数相同、弹簧未超过弹性限度，则（　　）A．当上滑到最大位移的一半时，A的加速度方向沿斜面向下B．A上滑时、弹簧的弹力方向不发生变化C．下滑时，B对A的压力先减小后增大D．整个过程中A，B克服摩擦力所做的总功等于B的重力势能减小量3．如图所示，某一斜面的顶端到正下方水平面O点的高度为h，斜面与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始滑下，滑到水平面上的A点停止。已知斜面倾角为，小木块质量为m，小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，A、O两点的距离为x。在小木块从斜面顶端滑到A点的过程中，下列说法正确的是（　　）A．如果h和一定，越大，x越大B．如果h和一定，越大，x越小C．摩擦力对木块做功为D．重力对木块做功为二、多选题4．如图所示，半径的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定于水平面上，4个相同的木板紧挨着圆弧轨道末端静置，圆弧轨道末端与木板等高，每块木板的质量为，长，它们与地面间的动摩擦因数，木板与地面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在第一块木板左端放置一个质量为的小铅块B，可视为质点，现让一个与B完全一样的铅块A从圆弧顶端由静止滑下，经圆弧底端后与B发生弹性正碰，铅块与木板间的动摩擦因数。则（　　）A．小物块A滑到曲面轨道下端时对轨道的压力大小为B．铅块B刚滑至木板3时的速度为C．铅块B运动后与某一木板共速D．铅块B与木板间滑动过程中系统所产生的总热量为 J5．如图所示，AB是圆的直径，长为 m，O为圆心。有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，从圆周上A点向圆面内各个方向发射出动能相同的电子，电子经过O点时和经过C点时动能均为4eV，电子经过B点时动能为2eV，∠COA=60°，取O点电势为零，电子电荷量的绝对值为e，不计电子重力，则（　　）  A．B点的电势为2VB．电子从A点射出的初动能为6eVC．匀强电场的电场强度大小为3V/mD．圆周上电势最高点的电势为 V6．如图所示，一小滑块（可视为质点）以某一初速度从O处沿水平地面向右滑行，滑上斜面后，恰好沿原路滑回O处。滑块与斜面及水平地面间的动摩擦因数相等，斜面与水平地面平滑连接。该运动过程中，取地面为零势能面，则滑块的机械能E、动能与水平位移x间的关系图线可能正确的是（　　）  A． B．C． D．7．如图，ABC是竖直面内的光滑固定轨道，A点在水平面上，轨道AB段竖直，长度为R，BC段是半径为R的四分之一的圆弧，与AB相切于B点。一质量为m的小球从A点以某一竖直向上的初速度沿ABC轨道的内侧运动，且到达最高点C点时恰好仍能接触轨道，已知小球始终受到与重力大小相等的水平向右的外力作用，小球的半径远小于R，重力加速度大小为g。则（　　）A．小球在A点的初速度为 B．小球在A点的初速度为C．小球的落地点到A点的距离为R D．小球的落地点到A点的距离为2R三、填空题8．从地面竖直向上抛出一质量为0.5kg的小球，运动过程中小球受大小恒定的阻力作用。小球上升过程中，其动能Ek随距离地面高度h的变化关系如图所示。小球上升3米的过程中机械能减少了　     　J，运动过程中所受阻力的大小为　     　N。（g取10m/s2）四、综合题9．如图所示，一足够长的倾斜传送带以速度v=2m/s沿顺时针方向匀速转动，传送带与水平方向的夹角θ=37°。质量m1=5kg的小物块A和质量m2=5kg的小物块B由跨过定滑轮的轻绳连接，A与定滑轮间的绳子与传送带平行，轻绳足够长且不可伸长。某时刻开始给物块A以沿传送带方向的初速度v0=8m/s（此时物块A、B的速率相等，且轻绳绷紧），使物块A从传送带下端冲上传送带，已知物块A与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，不计滑轮的质量与摩擦，整个运动过程中物块B都没有上升到定滑轮处。取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，求（1）物块A刚冲上传送带时加速度的大小及方向；（2）物块A冲上传送带沿传送带向上运动的最远距离及此过程中传送带对物块A做的功；（3）若传送带以不同的速率v（0<v<v0）沿顺时针方向转动，当v取多大时，物块A沿传送带运动到最远处过程中与传送带因摩擦产生的热量有最小值，请求出最小值。10．有一款三轨推拉门，门框内部宽为。三扇门板俯视图如图甲所示，宽均为，质量均为，与轨道的摩擦系数均为。每扇门板边缘凸起部位厚度均为。门板凸起部位间的碰撞均为完全非弹性碰撞（不黏连），门板和门框的碰撞为弹性碰撞。刚开始，三扇门板静止在各自能到达的最左侧（如图乙），用恒力水平向右拉3号门板，经过位移后撤去，一段时间后3号门板左侧凸起部位与2号门板右侧凸起部位发生碰撞，碰撞后3号门板向右运动恰好到达门框最右侧（如图丙）。重力加速度。求：（1）3号门板与2号门板碰撞后瞬间的速度大小；（2）恒力的大小；（3）若力大小可调，但每次作用过程中保持恒定且作用的位移均为，要保证2号门板不与1号门板发生碰撞，请写出3号门板经过的路程与之间的关系式。11．如图所示，真空中平行金属板M、N之间距离为d，两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。（1）求带电粒子所受的静电力的大小F；（2）求带电粒子到达N板时的速度大小v；（3）若在带电粒子运动距离时撤去所加电压，求该粒子从M板运动到N板经历的时间t。  12．如图所示，AB为平直导轨，长为L，物块与导轨间动摩擦因数为μ，BC为光滑曲面。A与地面间高度差为h1，BC间高度差为h2，一个质量为m的物块在水平恒力作用下，从A点静止开始向右运动，到达B点时撤去恒力，物块经过C点后落地，已知重力加速度为g。（1）若物块落地时动能为E1，求其经过B点时的动能EkB；（2）若要物块落地时动能小于E1，求恒力必须满足的条件。13．如图所示，光滑水平桌面上有一小球，小球的质量m=1.0kg，小球初始位置a点距桌子右边缘处A点的距离x=0.5m；在桌子右侧竖直面内有一光滑不完整圆轨道，其圆心O和水平桌面在同一水平线上，且AOC在同一直线上，C点是水平线AO延长线与轨道的交点，B为轨道的一个端口，OB与竖直线夹角为37°，A点与B点的高度差为h=0.2m，现用恒力F水平向右拉小球，小球从静止开始运动，小球运动到桌子边缘处A点时撤去F，此后小球恰好从B点无任何碰撞进入圆轨道，已知重力加速度g=10m/s2，求：（计算结果均保留两位小数）（1）小球进入B点时速度大小。（2）水平拉力F的大小。（3）小球在C点对轨道的压力。14．如图（a），质量为m的篮球从离地H高度处由静止下落，与地面发生一次非弹性碰撞后反弹至离地h的最高处。设篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同，重力加速度为，不计空气阻力。（1）求篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比；（2）如图（a），若篮球反弹至最高处h时，运动员向下拍球，对篮球施加一个向下的压力F，持续作用至高度处撤去，使得篮球与地面碰撞一次后恰好反弹至h高度处，力F的大小随高度y的变化如图（b）所示，其中已知，求的大小；（3）在篮球与地球相互作用的过程中，我们认为地球始终保持静止不动。请你运用所学知识分析说明建立这种模型的合理性。
 1．D2．B3．D4．B,C5．B,D6．A,C7．B,C8．3；19．（1）解：物块A刚冲上传送带时，A受重力、垂直于传送带斜向左上方的支持力、沿传送带向下的摩擦力和沿绳向下的拉力，根据牛顿第二定律有B受向下的重力和沿绳向上的拉力，根据牛顿第二定律有联立以上两式解得故物块A刚冲上传送带时的加速度大小为10m/s2，方向沿传送带向下（2）解：物块减速到与传送带共速后，物块继续向上做匀减速直线运动对A物块，根据牛顿第二定律对B物块，根据牛顿第二定律联立上式解得当物块A的速度减为零时，其沿传送带向上运动的距离最远，故代入数据解得此过程中传送带对物块A做的功解得（3）解：共速之前物块A与传送带的相对位移为则共速之前摩擦生热为同理，共速后有此过程摩擦生热为故物块A运动到最远处的生热为根据二次函数的知识，有10．（1）解：3号门板与2号门板碰撞后相对静止一起向右做匀减速直线运动，位移解得根据功能关系解得（2）解：3号门板与2号门板碰撞，根据动量守恒定律解得3号门板从开始运动到与2号门板碰撞，位移为解得根据动能定理解得（3）解：①若，3号门保持静止②若3号门板还未与2号门板碰撞，即解得此时③若3号门板与2号门板碰撞，但2号门板还未与1号门板碰撞即3号门板与2号门板碰撞前3号门板与2号门板发生完全非弹性碰撞，动量守恒3号门板与门框发生弹性碰撞，机械能不损失，因此碰撞后2、3号门板机械能全部转化为摩擦产热。解得由可得此时恒力的取值范围为由几何关系可知，3号门板反弹后不会再次与2号门板碰撞11．（1）解：两极板间的场强 带电粒子所受的静电力 （2）解：带电粒子从静止开始运动到N板的过程，根据功能关系有 解得 （3）解：设带电粒子运动 距离时的速度大小为v′，根据功能关系有 带电粒子在前 距离做匀加速直线运动，后 距离做匀速运动，设用时分别为t1、t2，有 ， 则该粒子从M板运动到N板经历的时间 12．（1）解：从B到落地过程中机械能守恒，设地面为零势能面变形得（2）解：整个过程根据动能定理有所以若物体恰能到达C点，根据动能定理有所以综上所述＜F＜13．（1）解：小球从A到B过程做平抛运动，可得在B点时的竖直分速度为据速度偏角公式可得联立解得（2）解：在B点有小球在桌面上滑行过程，据动能定理可得联立解得（3）解：从A点到C点过程，据动能定理可知，合外力做功为零，C点速度大小等于v0，在C点据牛顿第二定律可得其中联立解得由牛顿第三定律可知，小球在C点对轨道的压力大小为28.4N，方向水平向右14．（1）篮球自由下落，碰地之前的速率为，由运动学公式和牛顿第二定律篮球反弹至h高处，离地时的速率为，由运动学公式和牛顿第二定律碰后速率与碰前速率之比（2）法一：由图像可知，拍球过程压力做功篮球落地时的速率为，由动能定理篮球反弹至h高处，离地时的速率为，由运动学公式和牛顿第二定律两次速率之比解得法二：篮球能反弹至h高度，压力F做功等于第一次碰撞过程损失的能量由图像可知，拍球过程压力做功解得（3）篮球与地球相互作用过程中，设地球质量为M，当篮球速度为v时，地球的速度为，由动量守恒解得由于地球质量M远大于篮球质量m，地球速度非常接近于零，可认为地球保持静止不动。