高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理巩固练习

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理巩固练习，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．一人用力踢质量为0.1kg的静止皮球，使球以20m/s的速度水平飞出。假设人踢球瞬间对球的平均作用力是200N，球在水平方向运动了20m停止。那么人对球所做的功为（ ）
A．5JB．20JC．50JD．400J
2．一质量为2kg的物块在光滑水平面上由静止开始做匀加速直线运动，2s末速度为4m/s，则2s末时物体的动能为（ ）
A．2JB．4JC．8JD．16J
3．如图所示，两个相互垂直的力和作用在质量为的物体上，使物体在光滑水平面上由静止开始运动，物体运动一段位移时，对物体做功，对物体做功，则此时物体的速率为（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示,质量为m的小球A沿高度为h,倾角为θ的光滑斜面由静止滑下,另一质量与A相同的小球B自相同高度由静止落下(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A．从释放至落地瞬间,两球所用时间相同
B．落地前的瞬间A球的速度大于B球的速度
C．落地前的瞬间A球重力的瞬时功率小于B球重力的瞬时功率
D．从释放至落地瞬间,两球重力的平均功率相同．
5．用电梯将货物沿竖直方向匀速提升一段距离。关于这一过程中，重力对货物做的功、电梯对货物的支持力所做的功以及货物动能的变化，下列说法正确的是（ ）
A．重力做正功，支持力做负功，物体的动能增大
B．重力做负功，支持力做正功，物体的动能不变
C．重力做负功，支持力做正功，物体的动能增大
D．重力不做功，支持力做负功，物体的动能不变
6．如图，不计空气阻力，从O点水平抛出的小球抵达光滑斜面上端P处时，速度方向恰好沿着斜面方向，然后紧贴斜面PQ做匀加速直线运动下列说法正确的是（ ）
A．小球在斜面上运动的加速度大小比平抛运动时的大
B．小球在斜面运动的过程中地面对斜面的支持力大于小球和斜面的总重
C．撤去斜面，小球仍从O点以相同速度水平抛出，落地速率将变大
D．撤去斜面，小球仍从O点以相同速度水平抛出，落地时间将减小
7．我国的航天事业正飞速发展，“天宫”空间站正环绕地球运行，“天问一号”环绕器正环绕火星运行。假设它们都是圆形轨道运行，地球与火星质量之比为p，“天宫”空间站与“天问一号”环绕器的轨道半径之比为k。“天宫”空间站与“天问一号”环绕器的（ ）
A．运行周期之比为B．加速度之比为pk2
C．动能之比为D．运行速度之比为
8．为达成我国在2060年前实现碳中和的宏伟目标，国家大力提倡绿色能源和绿色交通等项目。现有一质量为m的某品牌新能源汽车在水平路面上进启动测试，已知测试时保持功率恒定，经过时间t汽车速度恰好达到最大速度v，此过程汽车位移为x，汽车所受阻力大小不变。则在该过程中（ ）
A．汽车的功率大小为
B．汽受到的阻力小为
C．速度为时，汽车发动机牵引力大小为
D．速度为时，汽车的加速度大小为
二、多选题
9．关于动能，下列说法正确的是（ ）
A．运动物体所具有的能叫做动能
B．某物体运动的加速度若为零，则其动能不变
C．某物体若做匀速圆周运动，则其动能是变化的
D．某物体若做斜上抛运动，则其动能先减少后增加
10．如图所示，A、D分别是斜面的顶端、底端，B、C是斜面上的两个点，AB=BC=CD，E点在D点的正上方，与A等高，从E点水平抛出质量相等的两个小球，不计重力，球1落在B点，球2落在C点，关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．球1和球2运动的时间之比为1:2
B．球1和球2动能增加量之比为1:3
C．球1和球2抛出时初速度之比为
D．球1和球2运动时的加速度之比为1:1
11．在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，运动的v－t图象如图所示．设汽车的牵引力为F，摩擦力为f；全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，全程牵引力的冲量大小为I1，摩擦力的冲量大小为I2．则下列关系正确的是 ( )
A．F：f ＝3：1
B．F：f ＝4：1
C．W1：W2＝1：1
D．I1：I2＝1：1
12．如图所示，一块长木板B放在光滑水平面上，B上放一粗糙物体A．现以恒力F拉B，结果A将在B上滑动，以地面为参考系，A、B都向前移动了一段距离，在此过程中（ ）
A．F做的功等于A和B动能的增量
B．B对A的摩擦力做的功，等于A的动能的增量
C．A对B的摩擦力所做的功，与B对A的摩擦力所做的功之和为零
D．F对B做的功与摩擦力对B所做的功之和等于B的动能的增量
三、解答题
13．如图所示，光滑曲面AB与水平传送带BC相连，质量m＝1 kg的物体从A点由静止滑下，通过调整皮带轮的转动角速度ω可以改变物体到达C点时的速度大小。已知A、B两点的竖直距离h＝1.25 m，BC长L＝3 m，皮带轮的半径R＝0.1 m，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.4。物体视为质点，g取10 m/s2，传送带始终张紧且呈水平状态。
(1) 求物体运动至B点时的速度大小；
(2) 若皮带轮逆时针转动，通过计算分析物体是否有可能再次返回曲面；
(3) 设物体到达C点的速度大小为vC ，试画出vc随皮带轮角速度ω变化关系的vC －ω图像(规定皮带轮顺时针方向转动时ω取正值)．
14．如图所示，质量m=50kg的跳水运动员从距水面高h=10m的跳台上以的速度斜向上起跳，最终落入水中。若忽略运动员的身高和空气阻力，以水面为零势能参考平面，取，求：
（1）运动员在跳台上时具有的重力势能；
（2）运动员起跳时所做的功；
（3）运动员入水时的速度大小。
15．如图所示，CD管道为两半径均为R=0.6m的光滑四分之一圆环管道竖直放置组合而成。传送带在电机带动下以v传=5m/s的速度顺时针匀速转动，与水平面间的夹角为37°，长度为LAB=17.5m。现将一质量为m=0.6kg的小物块（可视为质点）轻放在传送带的A点，传送到B点后在空中做斜上抛运动，恰好能水平进入CD管道，B、C两点间的竖直高度为h=0.45m。从管道下落之后进入长为的粗糙水平轨道DE，E点右侧光滑，被弹簧反弹后恰能回到D点。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。求∶
（1）小物块经过B点的速度大小；
（2）小物块在C点受轨道的作用力；
（3）若小物块与传送带之间的动摩擦因数等于小物块与水平轨道DE之间的动摩擦因数，求因传送小物块电动机多消耗的电能。
参考答案：
1．B
【详解】在踢球的过程中，人对球所做的功等于球动能的变化，则
故选B。
2．D
【详解】根据动能公式
故选D。
3．D
【详解】根据动能定理，合力做的功等于动能的变化量；由于对物体做功，对物体做功，故与的合力对物体做的总功为，根据动能定理可得
解得，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】A．在斜面上下滑的小球沿斜面向下的加速度
a=gsinθ
且沿斜面方向的位移大于竖直方向下落的位移，故可知沿斜面上运动的时间长，故A错误；
B．根据动能定理两球下落时都只有重力做功，两球落地时的速率相同，故B错误；
C．由于A、B落地时速度大小相等，根据
P=mgvcsθ
知，A球着地时重力的功率小于B球着地时重力的功率，故C正确；
D．从释放至落地瞬间,两球重力做功相同，但所用时间不同故重力做功平均功率不同，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】电梯匀速上升过程中，货物受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用，而位移方向竖直向上，所以重力对货物做负功，电梯对货物的支持力做正功，匀速上升，物体的动能不变。
故选B。
6．D
【详解】根据牛顿第二定律得，小球在斜面上运动的加速度a=＝gsinθ，平抛运动的加速度为g，可知小球在斜面上运动的加速度小于平抛运动的加速度，故A错误．对小球和斜面整体分析，小球沿斜面向下加速的过程中，小球具有沿斜面向下的加速度，处于失重状态，可知地面对斜面的支持力小于小球和斜面的总重力，故B错误．根据动能定理得，mgh=mv2-mv02，撤去斜面，h不变，落地的速率不变，故C错误．比较小球在斜面上与空中运动的时间．由于小球在斜面上运动的加速度为 a=gsinα，竖直分加速度为 ay=asinα=gsin2α＜g，则知撤去斜面，落地时间变短．故D正确．故选D．
7．A
【详解】ABD．根据万有引力提供向心力有
解得
，，
结合题意，求得运行周期之比为
运行速度之比为
加速度之比为
故A正确，BD错误；
C．“天宫”空间站与“天问一号”环绕器的质量关系未知，无法求得动能之比，故C错误。
故选A。
8．A
【详解】AB．对汽车启动过程，由动能定理得
又
可得汽车的恒定功率大小
汽车受到的阻力
A正确，B错误；
CD．速度为时，汽车发动机牵引力
汽车的加速度大小
故CD错误。
故选A。
9．BD
【详解】A．动能是物体由于运动而具有的能量，故A错误；
B．物体的加速度为0，物体静止或匀速直线运动，速度大小不变，则动能不变，故B正确；
C．物体做匀速圆周运动，速度大小不变，动能不变，故C错误；
D．斜上抛运动，在上升过程重力做负功，动能减小，下降过程重力做正功，动能增加，故动能先减小后增加，故D正确。
故选BD。
10．CD
【详解】因为，则AC的高度差是AB高度差的2倍，根据，解得：，解得球1和球2运动的时间比为，故A错误；根据动能定理得，，知球1和球2动能增加量之比为1：2．故B错误；AC在水平方向上的位移是AB在水平方向位移的2倍，结合，解得初速度之比为，故C正确；平抛运动的物体只受重力，加速度为g，故两球的加速度相同为1：1，故D正确。
故选CD。
11．BCD
【详解】由图可知，物体先做匀加速直线运动，1s末速度为v，由动能定理可知

减速过程中，只有阻力做功：

由图象可知，
L1：L2=1：3
解得：
对全程由动能定理得：
W1-W2=0
故
W1：W2=1：1
根据动量定理可知，合外力冲量等于动量变化
I1-I2=0
故
I1：I2=1：1
A. F：f ＝3：1与分析不符，故A项与题意不相符；
B. F：f ＝4：1与分析相符合，故B项与题意相符；
C. W1：W2＝1：1与分析相符，故C项与题意相符；
D. I1：I2＝1：1与分析相符，故D项与题意相符．
12．BD
【详解】A．外力F做的功等于A和B动能的增量与产生的内能之和，故A错误；
B．对A物运用动能定理，则有B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能的增量，故B正确；
C．A、B间有一对相互作用的摩擦力，尽管两摩擦力大小相等，但A、B相对于地面的位移不相等，故两个摩擦力做的功之和不为零，故C错误；
D．对B根据动能定理有WF＋Wf=ΔEkB，故D正确。
故选BD。
13．（1）5 m/s；（2）见解析，不可能再次返回曲面；（3）
【详解】(1) 由A到B根据动能定理得
代入数据解得
(2) 假设物体由B到C一直减速，则根据动能定理可得
代入数据得
因此物体不可能再次返回曲面
(3) 根据第(2)问可知，当皮带轮逆时针转动时，物体总能运动至C点，且vc＝1 m/s；皮带轮顺时针转动，当传送带速度v≤1 m/s，即ω≤10 rad/s时，物体仍一直减速，vc＝1 m/s；
若物体由B到C一直加速，则根据动能定理可得
解得
因此若传送带的速度，即ω≥70 rad/s时，物体一直加速，且 ；
若传送带的速度 ，即10 rad/s≤ω≤70 rad/s，则物体到达C的速度
即
图像如图所示
14．（1）5000J；（2）625J；（3）15m/s
【详解】（1）以水面为零势能参考平面，则运动员在跳台上时具有的重力势能
（2）运动员起跳时所做的功

（3）根据动能定理可知
则运动员入水时的速度大小
v=15m/s
15．（1）；（2）10N，竖直向下；（3）123J
【详解】（1）B→C斜上抛可逆向视为平抛，则竖直分速度为
则
（2）小物块经过C点时速度为
C点处，设管道对小物块的弹力为F，方向向下
由牛顿第二定律得
解得
F=10N
方向竖直向下
（3）从C点到物块被弹簧反弹刚好回到D点，由动能定理得
解得
物块在传送带上时，由牛顿第二定律得
故物块先加速后匀速
匀加速时间
传送带多消耗的电能等于传送带克服摩擦力做的功