2023年高考物理二轮复习高频考点专项练习：专题六 考点16 动能定理及其应用（B卷）

考点16 动能定理及其应用（B卷）

1.关于动能定理，下列说法中正确的是(   )

A.在某过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和
B.只要有力对物体做功，物体的动能就一定改变
C.动能定理只适用于直线运动，不适用于曲线运动
D.动能定理既适用于恒力做功的情况，又适用于变力做功的情况

2.木球从水面上方某位置由静止开始自由下落，落入水中又继续下降一段距离后速度减小到零.把木球在空中下落过程称为第I阶段，在水中下落过程称为第Ⅱ阶段.不计空气和水的摩擦阻力.下列说法正确的是(   )

A.第Ⅰ阶段重力对木球做的功等于第Ⅱ阶段木球克服浮力做的功

B.第Ⅰ阶段重力对木球做的功大于第Ⅱ阶段木球克服浮力做的功

C.第Ⅰ、第Ⅱ阶段重力对木球做的总功和第Ⅱ阶段合力对木球做的功的代数和为零

D.第Ⅰ、第Ⅱ阶段重力对木球做的总功等于第Ⅱ阶段木球克服浮力做的功

3.光滑水平面上，一质量为m的物块受到水平向右的力F的作用，F随位移变化的图像如图所示，下列说法正确的是(   )

A.物块的位移为时，物块的速度最大

B.物块先加速运动，后减速运动

C.物块的最大速度为

D.由于物块受变力作用，无法求合外力做的功，因此无法求物块的速度

4.如图所示，斜面的倾角为θ，质量为m的滑块距挡板P的距离为，滑块以初速度沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力。若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，则滑块经过的总路程是(   )。
 

A. B.

C. D.

5.用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到0~6 s内物体的加速度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是(   )。
 

A.0~6 s内物体先向正方向运动，后向负方向运动

B.0~6 s内物体在4 s时的速度最大

C.物体在2 s~4 s内速度不变

D.0~4 s内合力对物体做的功等于0~6 s内合力做的功

6.将一小球从某一高度由静止释放，小球着地时的速度为v，设小球在运动过程中受到的空气阻力与小球的速度大小成正比，已知小球的质量为m，重力加速度为g。则小球在下落过程中(   )
A.重力做功的平均功率小于 B.重力做功的平均功率等于

C.减小的重力势能小于 D.减小的重力势能大于

7.一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处.物块的初动能为，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中物块的动能与位移x的关系图线是(   )

A. B. C. D.

8.汽车在平直的公路上以额定功率行驶，行驶一段距离后关闭发动机，最后停下来。从某时刻开始计时，汽车动能与位移x的关系图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车运动过程中所受地面的阻力恒定，空气的阻力不计。则下列说法正确的是(   )

A.汽车受到地面的阻力大小为200 N

B.汽车的额定功率为

C.图中对应的汽车加速运动时间为16.25 s

D.图中对应的汽车加速过程牵引力做功为

9.如图所示，固定木板倾角，板水平，长度均为2 m，小物块从A处由静止释放，恰好滑到C处停下来.若调整使其向上倾斜，倾角不超过9°，小物块从A处由静止滑下再沿上滑，上滑的距离与倾角有关.不计小物块经过B处时的机械能损失，小物块与各接触面间的动摩擦因数均相同，则小物块沿上滑的最小距离为(   )

A. B.1 m C. D.

10.在上海世博会上，拉脱维亚馆的风洞飞行表演，令参观者大开眼界.若风洞内总的向上的风速风量保持不变，质量为m的表演者通过调整身姿，可改变所受的向上的风力大小，以获得不同的运动效果，假设人体受风力大小与正对面积成正比，已知水平横躺时受风力面积最大，且人体站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的，风洞内人体可上下移动的空间总高度为H.开始时，若人体与竖直方向成一定角度倾斜，受风力有效面积是最大值的一半，恰好可以静止或匀速飘移;后来，人从最高点A开始，先以向下的最大加速度匀加速下落，经过某处B后，再以向上的最大加速度匀减速下落，刚好能在最低点C处减速为零，则以下说法正确的有(   )

A.由A至C全过程表演者克服风力做的功为

B.表演者向上的最大加速度是

C.表演者向下的最大加速度是

D.B点的高度是

11.对于质量不变的物体而言，对其具有的动能的分析正确的是（   ）

A.该物体动能大小与参考系的选择有关

B.如果物体的速度改变，则该物体的动能一定改变

C.如果该物体速度的方向不变，则该物体的动能一定 不变

D.如果该物体速度的大小不变，则该物体的动能一定不变

12.在有大风的情况下，一小球自A点竖直上抛，其运动轨迹如图所示（小球的运动可看作竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的初速度为零的匀加速直线运动的合运动），小球运动轨迹上的两点在同一水平直线上，M点为轨迹的最高点。若风力的大小恒定，方向水平向右，小球在A点抛出时的动能为4 J，在M点时它的动能为2 J，落回到B点时动能记为，小球上升时间记为，下落时间记为，不计其他阻力，则(   )。
 

A. B. C. D.

13.如图所示为一长度为L的长木板放在光滑的 水平面上，在长木板的最右端放置一可视为质点的小 铁块，对长木板施加一水平向右的恒力，当小铁块运 动到长木板的最左端时，小铁块与长木板将要分离。 已知长木板的质量为M、小铁块的质量为m，恒力的 大小为F，小铁块与长木板之间的动摩擦因数为µ，小 铁块与长木板分离时二者速度大小分别为，上 述过程小铁块与长木板的位移大小分别为，则 下列正确的是（   ）

A.

B.

C.

D.

14.水平地面上做直线运动的两物体，在某时刻动能相同，它们仅在摩擦力的作用下逐渐停下来，图中分别是的动能E和位移s的关系图线，下列说法中正确的是(   )

A.若A和B的质量相等，则A与地面间的动摩擦因数一定比B的大

B.若A和B的质量相等，则A与地面间的动摩擦因数一定比B的小

C.从某时刻动能相同到停止运动过程中，A克服摩擦力做的功比B克服摩擦力做的功多

D.从某时刻动能相同到停止运动过程中，A克服摩擦力做的功与B克服摩擦力做的功一样多

15.如图甲所示，一个质量的物块静止放置在粗糙水平地面O处，物块与水平地面间的动摩擦因数，在水平拉力F作用下物块由静止开始向右运动，经过一段时间后，物块回到出发点O处，取水平向右为速度的正方向，物块运动过程中其速度v随时间t的变化规律如图乙所示，g取。则（   ）

A.物块经过回到出发点

B.时水平拉力F的瞬时功率为

C.内摩擦力对物块先做负功，后做正功，总功为零

D.内物块所受合力的平均功率为

16.一小球放置在光滑水平面上，弹簧左侧固定在竖直墙面上，右侧与小球相连，如图甲所示。手拿小球沿水平面向右移动一段距离后松手，用计算机描绘出小球运动的图像为正弦曲线（如图乙所示）。由此可以判断(   )
 

A.在0~时间内，外力对小球做正功 B.在0~时间内，外力的功率逐渐增大

C.在时刻，外力的功率最大 D.在~时间内，外力做的总功为零

17.一个物体沿直线运动，其图像如图所示，已知在前2 s内合外力对物体做功为W，则（   ）

A.从第1 s末到第2 s末，合外力做功为 B.从第3 s末到第5 s末，合外力做功为

C.从第5 s末到第7 s末，合外力做功为W  D.从第3 s末到第4 s末，合外力做功为

18.一摩托车在竖直的圆轨道内侧做匀速圆周运动，周期为T，人和车（当作质点）的总质量为m，轨道半径为R。已知摩托车经最高点吋发动机功率为，对轨道的压力为。摩托车从最高点经半周到最低点的过程中克服摩擦力做功为。设轨道对摩托车的阻力与车对轨道的压力成正比。下列说法正确的是（   ）

A.摩托车经最低点时对轨道的压力为

B.摩托车经最低点时发动机功率为

C.摩托车从最高点经半周到最低点的过程中发动机做的功为

D.摩托车从最髙点经半周到最低点的过程中发动机做的功为

19.跳台滑雪是一项勇敢者的滑雪运动.图甲为某跳台滑雪运动员从跳台a(长度可忽略不计)处沿水平方向飞出、在斜坡b处着陆的示意图.图乙为运动员从a到b飞行时的动能随飞行时间t变化的关系图像.不计空气阻力作用，重力加速度g取，运动员的质量为60 kg，则下列说法正确的是(   )

A.运动员在a处的速度大小为10 m/s

B.斜坡的倾角为

C.运动员运动到b处时重力的瞬时功率为

D.运动员在空中离坡面的最大距离为2.5 m

20.如图所示，长方体物块上固定一长为L的竖直杆，物块及杆的总质量为。质量为m的小环套在杆上，当小环从杆顶端由静止下滑时，物块在水平拉力F作用下，从静止开始沿光滑水平面向右匀加速运动，小环落至杆底端时，物块移动的距离为，已知，重力加速度为g，则小环从顶端下落到底端的运动过程(   )
 

A.小环通过的路程为

B.小环所受摩擦力大小为

C.小环运动的加速度大小为

D.小环落到底端时，小环与物块及杆的动能之比为5:8

答案以及解析

1.答案：D

解析：A、某过程中外力的总功等于各力做功的代数之和，而不是各个力单独做功的绝对值之和，故A错误;B、根据动能定理知，物体动能是否改变要看外力做的总功，而不是某一个力做的功，故B错误;C、动能定理只适用于直线运动，也适用于曲线运动，故C错误;D、动能定理既适用于恒力做功的情况，又适用于变力做功的情况故D正确;故选:D.

2.答案：D

解析：对木球下落的全过程根据动能定理，可得，即第Ⅰ、第Ⅱ阶段重力对木球做的总功等于第Ⅱ阶段木球克服浮力做的功，故D正确.

3.答案：C

解析：图线与横轴所围面积的大小等于力F做功的大小，因此在0~范围内，F一直在做正功，物块的速度一直增大，此后F为零，物块的速度不变，故A、B选项错误.由图线与横轴所围的面积可知，由动能定理得，解得，故C选项正确，D选项错误.

4.答案：A

解析：滑块最终要停在斜面底部，设滑块经过的总路程为x，对滑块运动的全程应用动能定理，有，解得，A项正确。

5.答案：D

解析：由可知，图像中，图线与坐标轴所围面积表示质点的速度，0~6 s内物体的速度始终为正值，故运动方向一直为正方向，A项错误；时，速度最大，B项错误；2 s~4 s内加速度保持不变且不为零，速度一定变化，C项错误；0~4 s内与0~6 s内图线与坐标轴所围面积相等，故物体4 s末和6 s末速度相同，由动能定理可知，两段时间内合力对物体做功相等，D项正确。

6.答案：D

解析：本题考查动能定理及变加速运动位移的估算。由于小球在运动过程中受到的空气阻力与小球的速度大小成正比，可知小球做加速度减小的加速运动，小球的图像如图所示，结合图像可知，小球下落到地面的位移大于，则重力做功的平均功率，A、B错误;根据动能定理有，则，即下落过程中小球减小的重力势能大于，C错误，D正确。
 

7.答案：C

解析：设斜面的倾角为θ，物块的质量为m，取沿斜面向上为位移正方向.根据动能定理可得，上滑过程中有，所以;下滑过程中有，所以.由于摩擦力做负功，可知最后的总动能减小.故C正确.

8.答案：C

解析：根据动能定理得，解得，故选项A错误；设汽车匀速运动的速度为v，则有，匀速运动时牵引力与阻力大小相等，则汽车的额定功率为，联立解得，故选项B错误；对于加速运动过程，根据动能定理得，代入数据得，故选项C正确；由上式还可得图中对应的汽车加速过程牵引力做的功，选项D错误。

9.答案：B

解析：段水平时，对小物块从释放到第一次速度为零的过程，由动能定理得，代入数据得，设与水平方向之间的夹角为α时，物块沿上滑的距离为x，由动能定理得，即，当，即时，x有最小值，，故A、C、D错误，B正确.

10.答案：A

解析：对A至C全过程应用动能定理可得，解得，A正确;设最大风力为，由于人体受风力大小与正对面积成正比，故人体站立时所受风力为，由于受风力有效面积是最大值的一半时，恰好可以静止或匀速飘移，故重力，人体平躺上升时有最大加速度，B错误;人体站立加速下降时的最大加速度，C错误;人体平躺减速下降时的加速度大小，设下降过程中的最大速度为v，由速度—位移公式可知，加速下降过程的位移，减速下降过程的位移，故，所以，D错误.

11.答案：AD

解析：因v的大小与参考系的选取有关，故动能的大小也与参考系的选取有关，A正确；速度是矢量，速度变化时可能只有方向变化，而大小不变，动能是标量，所以速度只有方向变化时，动能可以不变，BC错误，D正确。

12.答案：AD

解析：由小球上升与下落时间相等即得，，即，A项正确，B项错误；应用动能定理得，竖直方向有，联立解得风力做功由动能定理得，可求得，C项错误，D项正确。

13.答案：ABD

解析：小铁块在摩擦力作用下前进的距离为，故对小铁块有，

A正确，C错误；长木板前进的距离为，对长木板有，B正确；由以上两式得，D正确。

14.答案：AD

解析：设物体的初动能为图线的斜率绝对值为k，根据动能定理得，得，所以，由题图可知，，若A和B的质量相等，则A与地面间的动摩擦因数一定比B的大，故A正确，B错误；由动能定理得，可知从某时刻动能相同到停止运动过程中，A克服摩擦力做的功与B克服摩擦力做的功一样多，故C错误，D正确.

15.答案：BD

解析：由图可看出，内速度方向始终为正方向，则物块经过没有回到出发点，A选项错误；时，加速度大小为，物块向左运动，受到的摩擦力向右，，解得，力F的瞬时功率为，B选项正确；滑动摩擦力始终与物块的运动方向相反，始终做负功，C选项错误：内物块所受合力做的功等于动能增加量，，平均功率为，D选项正确。

16.答案：AD

解析：本题根据小球的运动图像考查功和功率的变化分析。在0~时间内，小球的速度增大，动能增大，根据动能定理可知外力做正功，故A正确。时，，外力做功的功率为零；时刻，图像的斜率等于零，则小球的加速度为零，根据牛顿第二定律知外力为零，则外力的功率为零，所以在0~时间内，外力的功率不是一直增大，故B错误。在时刻，，由知，外力的功率为零，故C错误。在~时间内，小球动能的变化量为零，根据动能定理知，外力做的总功为零，故D正确。

17.答案：BC

解析：根据动能定理，合外力对物体做的功等于物体动能的变化量。前2 s内，合外力做功，因此，从第1 s末到第2 s末，合外力做功，A错误；从第3 s末到第5 s末，合外力做功，B正确；从第5 s末到第7 s末，合外力做功，C正确；从第3 s末到第4 s末，合外力做功，D错误。

18.答案：BD

解析：摩托车在最高点时有，在最低点时有，解得，选项A错误；由于轨道对摩托车的阻力与车对轨道的压力成正比，根据可知发动机在最低点时的功率是在最高点时功率的2倍，功率在增大，发动机做的功大于，所以选项B正确，C错误；根据动能定理，摩托车从最高点经半周到最低点的过程中，可得发动机做的功，选项D正确。

19.答案：AC

解析：运动员从a到b做平抛运动，在a点的初动能为，可得，A正确;由题图乙可读出平抛运动的时间为，设斜坡倾角为θ，根据几何关系有，则，可知斜坡的倾角为45°，B错误;根据瞬时功率的定义式可知运动员运动到b处时重力的瞬时功率为，C正确;建立平行坡面和垂直坡面的直角坐标系，当垂直坡面的速度减为零时，运动员离坡面的距离最大，由匀减速直线运动的规律有，D错误.

20.答案：ABD

解析：本题考查动能定理在运动合成与分解中的应用。水平方向上，由牛顿第二定律有，代入数据解得，小环在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，根据水平方向的位移公式有，解得运动时间为，在竖直方向上有，解得，即小环在竖直方向上做加速度为的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有，解得小环所受摩擦力大小为，故小环运动的加速度大小为，小环的合运动为匀加速直线运动，其路程与位移大小相等，即，故A、B正确，C错误；小环落到底端时的速度大小为，其动能为，此时物块及杆的速度大小为，其动能为，故，故D正确。