高中物理学考复习优化练习12势能和动能动能定理及其应用含答案

这是一份高中物理学考复习优化练习12势能和动能动能定理及其应用含答案，共10页。试卷主要包含了井深10 m,井上支架高为1等内容，欢迎下载使用。
1.井深10 m,井上支架高为1.5 m,在支架上用一根2 m长的绳子系住一个重100 N的物体,则以地面为参考平面,物体的重力势能是( )
A.50 JB.1 000 J
C.-50 JD.-1 000 J
2.如图所示,将弹簧拉力器用力拉开的过程中,弹簧的弹力做功情况、弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是( )
A.弹力做正功,弹力变大,弹性势能变小
B.弹力做正功,弹力变小,弹性势能变大
C.弹力做负功,弹力和弹性势能都变大
D.弹力做负功,弹力和弹性势能都变小
3.关于动能的理解,下列说法错误的是( )
A.动能是机械能的一种表现形式,凡是运动的物体都具有动能
B.物体的动能总为正值
C.一定质量的物体动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态
4.一个物体做匀加速直线运动,速度由0增加到v,再从v增加到3v,外力做功分别为W1和W2,则W1和W2关系正确的是( )
A.W1=W2B.W1=2W2
C.W2=4W1D.W2=8W1
5.在某次帆船运动比赛中,质量为500 kg的帆船,在风力和水的阻力共同作用下做直线运动的v-t图像如图所示。下列表述正确的是( )
A.在0~1 s内,合力对帆船做功500 J
B.在0~2 s内,合力对帆船做功1 000 J
C.在1~2 s内,合力对帆船做功750 J
D.在0~3 s内,合力对帆船做的总功为0
6.某人用手将2 kg的物体由静止向上提起0.8 m,这时物体的速度为2 m/s(不计阻力、g取10 m/s2),则下列说法错误的是( )
A.手对物体做功20 J
B.物体重力做功-16 J
C.合力做功4 J
D.重力势能增加20 J
7.在空气阻力不计的情况下,地球上有一物块以某一初速度在粗糙的水平桌面上向前滑行位移x1后静止;在月球上,相同的物块以相同的初速度在相同的水平桌面上向前滑行位移x2后静止,则( )
A.x1=x2
B.x1>x2
C.x1Ek2 W1Ek2 W1=W2
C.Ek1=Ek2 W1>W2
D.Ek1W2
10.某消防队员从一平台无初速度跳下,下落2 m后双脚触地,同时采用双腿弯曲的方法缓冲。若视其在缓冲过程中自身重心又匀变速下降了0.5 m,则在着地过程中,地面对他双脚的平均作用力大约为自身重力的( )
A.5倍B.10倍
C.20倍D.3倍
11.质量为m的物体,从静止开始以a=g2的加速度竖直向下加速,下落高度为h时,下列说法正确的是( )
A.物体的动能增加了mgh
B.物体的重力势能增加了mgh
C.此时合力的功率为mg22gh
D.重力的平均功率为mg2gh
能力提高
12.如图所示,用不可伸长的细线吊着一个小球,静止于P点。第一次用一个水平恒力F1拉小球,使小球运动到Q点时速度刚好为零,此时细线与竖直方向的夹角为60°;第二次用一个水平力缓慢拉小球到Q点,此过程中拉力的最大值为F2,则F1F2为( )
A.3B.3C.13D.33
13.如图所示,在竖直平面内有一“V”形槽,其底部BC是一段圆弧,两侧都与光滑斜槽相切,相切处B、C位于同一水平面上。一小物体从右侧斜槽上距BC平面高度为2h的A处由静止开始下滑,经圆弧槽再滑上左侧斜槽,最高能到达距BC所在水平面高度为h的D处,接着小物体再向回滑去,若不考虑空气阻力,则( )
A.小物体恰好滑回到B处时速度为零
B.小物体尚未滑回到B处时速度已变为零
C.小物体能滑回到B处之上,但最高点要比D处低
D.小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点
14.如图所示,在高为H的桌面上以速度v水平抛出质量为m的物体,当物体落到距地面高为h处的A点,不计空气阻力且以桌面为零势能面。则下列说法正确的是( )
A.物体在A点机械能为mgh+12mv2
B.物体在A点机械能为12mv2
C.物体在A点动能为mgh+12mv2
D.物体在A点动能为mg(H-h)
15.如图所示,竖直固定放置的斜面DE与一光滑的圆弧轨道ABC相连,C为切点,圆弧轨道的半径为R,斜面的倾角为θ。现有一质量为m的滑块从D点无初速下滑,滑块可在斜面和圆弧轨道之间做往复运动,已知圆弧轨道的圆心O与A、D在同一水平面上,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,求:
(1)滑块第一次滑至左侧弧上时距A点的最小高度差h;
(2)滑块在斜面上能通过的最大路程s。
16.(2022年浙江1月学考)如图所示,一游戏装置由固定于竖直平面内的倾斜直轨道AB、圆心为O1的圆弧形轨道BCD、圆心为O2的半圆形细圆管轨道DEF组成,轨道在B、D处平滑连接,C、O1、D、O2和F点在同一竖直线上。已知可视为质点的滑块质量m1=0.01 kg,轨道BCD和DEF的半径均为R=0.2 m,轨道AB的A端和B端距水平地面的高度分别为hA=1.0 m和hB=0.04 m,轨道均光滑,不计空气阻力,g取10 m/s2。若滑块从轨道AB上某处由静止释放。
(1)释放处距水平地面高度h1=0.45 m,求运动到最低点C时速度vC的大小及轨道对其支持力FN的大小;
(2)滑块能从F点飞出落到水平地面上,求落地点离C点的最大距离xm;
(3)滑块始终不脱离轨道,求释放处距水平地面高度hx的范围。
优化集训12 势能和动能 动能定理及其应用
1.C 解析 以地面为参考平面,则物体的高度h=-0.5 m,则Ep=mgh=-50 J,C正确。
2.C 解析 将弹簧拉力器拉开的过程中,弹簧的伸长量变大,根据F=kx可知,弹力增大,弹簧的弹性势能增大,弹力做负功,C正确。
3.D 解析 动能是运动物体都具有的能量,是机械能的一种表现形式,A正确;动能是标量,总是正值,B正确;由Ek=12mv2可知当m恒定时,Ek变化,速率一定变化,速度一定变化,但当只有速度方向变化而速率不变(如匀速圆周运动)时动能不变,C正确;动能不变,物体不一定处于平衡状态,如匀速圆周运动,D错误。
4.D 解析 由动能定理可得W1=12mv2,W2=12m·(3v)2-12mv2=82mv2,则W2=8W1,故选D。
5.D 解析 在0~1 s内,根据动能定理,W合1=ΔEk1=12mv12=12×500×4 J=1 000 J,故合力对帆船做功等于1 000 J,故A错误;在0~2 s内,根据动能定理,W合2=ΔEk2=12mv22=12×500×1 J=250 J,故合力对帆船做功等于250 J,故B错误;在1~2 s内,根据动能定理,W合=ΔEk=12×500×1 J-12×500×4 J=-750 J,故合力做负功,故C错误;在0~3 s内,根据动能定理W合3=ΔEk3=0,故合力做的总功为0,故D正确。
6.D 解析 由动能定理得,合力做功为W合=12mv2-0=12×2×22 J=4 J,而合力做的功W合=W-mgh,解得手对物体做功的大小为W=W合+mgh=4 J+2×10×0.8 J=20 J,物体克服重力做功为WG=mgh=2×10×0.8 J=16 J,即重力做功为-16 J,重力势能增加16 J,D错误,符合题意。
7.C 解析 由动能定理得μmg1x1=12mv02,μmg2x2=12mv02,由g1>g2可知x1Ek2,B正确。
10.A 解析 设消防员重力为mg,地面对双脚的平均作用力为F,从平台跳下至最低点的过程,据动能定理可得,mg(h1+h2)-Fh2=0,代入数据可得Fmg=5,故地面对他双脚的平均作用力大约为自身重力的5倍,A正确。
11.D 解析 根据动能定理得ΔEk=mah=12mgh,A错误;重力做正功,重力势能减少,B错误;此时物体的速度为v=2ah=gh,所以合力的功率为P=mav=12mggh,C错误;重力的平均功率为P'=mgv=mggh2,D正确。
12.C 解析 设细线长为L,小球质量为m,第一次拉小球的过程,由动能定理有F1Lsin 60°-mgL(1-cs 60°)=0,第二次缓慢拉动,小球处于平衡状态,拉力满足Fmg=tan θ,最大拉力为F2=mgtan 60°,解得F1F2=13,C正确。
13.C 解析 小物体从A处运动到D处的过程中,克服摩擦力所做的功为Wf1=mgh,从D处开始运动的过程,因为速度较小,其对圆弧槽的压力较小,所以克服摩擦力所做的功Wf2