各地高考模拟动能动能定理试题汇编及详细解答

各地高考模拟动能动能定理试题汇编及详细解答

‎2010年各地高考模拟《动能 动能定理》试题汇编及详细解答 ‎ ‎1.（2010 唐山模拟）某人用手托着质量为m的物体，从静止开始沿水平方向运动，前进距离s后，速度为v，物与人手掌之间的动摩擦因数为μ，则在以上过程中摩擦力对物体做的(　　)‎ ‎　A.mgs　　B.0　　 C.μmgs　 D.‎ ‎〖解析〗选D，物体与手掌之间的摩擦力是一静摩擦力，静摩擦力在零与最大值之间取值，不一定等于μmg.在题述过程中，只有静摩擦力对物体做功，故根据动能定理，摩擦力对物体做的功即D选项正确.‎ ‎2.（2010黄冈模拟）将质量为m的小球在距地面高度为h处抛出，抛出时的速度大小为，小球落到地面时的速度大小为,若小球受到的空气阻力不能忽略，则对于小球下落的整个过程，下面说法中正确的是（ ）‎ A小球克服空气阻力做的功小于 B重力对小球做的功等于 C合外力对小球做的功小于 D 合外力对小球做的功等于 ‎〖解析〗选AB，〖解析〗从抛出到落地过程中动能变大了，重力做的功大于空气阻力所做的功，而这个过程中重力对小球做的功为，所以A、B选项正确；从抛出到落地过程中，合外力做的功等于小球动能的变化量：‎ ‎3.（2010郑州模拟）如图所示，木板质量为M，长度为L，小木块质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为. 开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至右端，拉力至少做功为（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎〖解析〗选A，运用隔离法得出拉力F=；在将木块从木板左端拉至右端过程中，木板左移、木块右移，且它们位移大小相等，因而木块对地向右位移大小为x=L/2，拉力做功为 ‎.‎ A ‎ B ‎ ‎4. （2010焦作模拟）如图所示，物体A与B之间的滑动摩擦力为F，B与地面间无摩擦，B的长度为L，如果B以速度v向左运动，A以速度v0从左向右从B上面滑过，在A离开B这一过程中，A克服摩擦力做功W1，产生热量Q1，如果B以速度v向右运动时，A仍以速度v0从左向右从B上面滑过，在A离开B这一过程中，A克服摩擦为做功W2，产生热量Q2则以下选项中正确的是（）‎ A B C D ‎ ‎〖解析〗选C ，B向左运动A滑过B的时间短，A的对地位移较小，当B向右运动A滑过B的时间短时间长，A的对地位移较大，所以W2＞Wl，热量等于摩擦力乘以相对位移，功等于摩擦力乘以对地位移，所以C正确.‎ 轿厢 ‎ 配重 ‎ 电机 ‎ 轿厢 配重 电梯原理图 ‎5.（2010 保定模拟）如图所示，电梯由质量为1×‎103kg的轿厢、质量为8×‎102kg的配重、定滑轮和钢缆组成，轿厢和配重分别系在一根绕过定滑轮的钢缆两端，在与定滑轮同轴的电动机驱动下电梯正常工作，定滑轮与钢缆的质量可忽略不计，重力加速度g＝‎10 m/s2。在轿厢由静止开始以‎2m/s2的加速度向上运行1s的过程中，电动机对电梯共做功为 （ ）‎ A. 2.4‎‎×103J B. 5.6×103J C. 1.84×104J D. 2.16×104J ‎〖解析〗选B，根据功是能量转化的量度，电动机做功：‎ ‎6.（2010南宁模拟）一物体在平行于斜面向上的拉力作用下，由静止开始沿光滑斜面向下运动。运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图像（E--S图象）如图所示，其中0—S1过程的图线为曲线，S1—S2过程的图线为直线。根据该图像，下列判断正确的是（ ）‎ A.0-S1过程中物体的加速度越来越大 B.S1-S2过程中物体可能在做匀速直线运动 C.S1-S2过程中物体可能在做变加速直线运动 D.0-S2过程中物体的动能可能在不断增大 ‎〖解析〗选AD，根据动能定理，外力做的总功等于动能的变化，而重力所做的功等于重力势能的变化，因此，拉力F所做的功一定等于物体机械能的变化，即，，可见E--S图象的斜率代表了拉力F；0-S1过程中图象的斜率越来越小，表明拉力逐渐减小，加速度，所以加速度越来越大，A正确；S1-S2过程中图像的斜率不变，表明拉力是恒力，物体不可能做变加速运动，C错误；因为图像的斜率表示拉力的大小，刚开始时，图像斜率最大，拉力一定最大，所以，整个过程中拉力一定小于下滑力，物体不可能做匀速运动，B错误 ‎7.（2010洛阳模拟）如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止．人与雪橇的总质量为‎70kg．表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：（取g＝‎10m／s2）‎ ‎ （1）人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少?‎ ‎（2）设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力的大小． ‎ ‎（3）人与雪橇从B到C的过程中，运动的距离。‎ 位置 A B C 速度（m/s）‎ ‎2.0‎ ‎12.0‎ ‎0‎ 时刻（s）‎ ‎0‎ ‎4‎ ‎10‎ ‎ ‎ ‎〖解析〗（1）从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能为：‎ ‎ ‎ 代入数据解得：ΔE ＝9100J ‎ ‎（2）人与雪橇在BC段做减速运动的加速度大小：‎ ‎ 根据牛顿第二定律： ‎ 由②③ 得：140N ‎ ‎（3）由动能定理得： ‎ ‎ 代入数据解得：‎36m ‎ ‎8、（湖北孝感2009月考）如图所示，细绳的上端系在斜面的固定挡板上，下端连着物块B，劲度系数为k的轻弹簧一端与物块B固定相连。斜面与物块B接触处以上部分光滑（无摩擦力），斜面与物块B接触处以下部分粗糙，物块A、B的质量分别为m1，m2，物块A与斜面的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，物块A沿斜面向上滑动，刚与弹簧接触时速度大小为v0‎ ‎，继续向上压缩弹簧并被向下弹回。物块B始终静止。若物块A上升到最高点时细绳的拉力恰好为零，求：‎ ‎⑴弹簧被压缩的最大压缩量；‎ ‎⑵物块A向下返回时刚与弹簧分离的瞬间，物块A的速度大小。‎ ‎〖解析〗‎ ‎⑴细线的拉力为零时，物块B受到弹簧的弹力 弹簧被压缩的最大压缩量 ‎⑵物块A向上接触弹簧到返回弹簧分离时，物块A的速度为v根据动能定理 解得分离时的速度 ‎9.（甘肃兰州2010·高三月考）一辆汽车的质量为1×‎103kg，最大功率为2×104w，在水平路面由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定。发动机的最大牵引力为3×103N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示．试求：‎ ‎ （1）根据图线ABC判断汽车做什么运动？ ‎ ‎ （2）最大速度v2的大小；‎ ‎ （3）整个运动过程中的最大加速度是多少？‎ ‎ （4）当汽车的速度为‎10m/s时发动机的功率为多大？‎ ‎〖解析〗（1）图线AB牵引力F不变，阻力f不变，汽车作匀加速直线运动，图线BC的斜率表示汽车的功率P，P不变，则汽车作加速度减小的变加速直线运动，直至达最大速度v2，此后汽车作匀速直线运动 ‎ （2）汽车速度为v2，牵引力为F1=1×103 N，则：‎ ‎ ‎ ‎ （3）汽车做匀加速直线运动时阻力为：‎ ‎ ‎ ‎ （4）与B点对应的速度为：‎ ‎ ‎ 当汽车的速度为‎10m/s时处于图线BC段，故此时的功率为最大Pm =2×104W ‎ ‎10、（2010 吉安模拟）‎ 如图所示水平轨道BC，左端与半径为R的四分之一圆周AB连接，右端与的四分之三圆周CDEF连接，圆心分别为O1，O2，质量为m的过山车从高为R的A处由静止滑下，正好能够通过右侧圆轨道最高点E，不计一切摩擦阻力，求：‎ ‎⑴过山车在B点时的速度 ‎⑵过山车过C点后瞬间对轨道压力的大小 ‎⑶过山车过D点时加速度的大小 ‎〖解析〗⑴根据动能定理 解得 ‎⑵设右侧轨道的半径为r 根据动能定理 ‎ 联立解得过山车过C点后瞬间对轨道压力的大小 ‎⑶山车过由D点到E点，根据动能定理 解得 所以 在D点的向心加速度 又因为在在D点的切向加速度 所以过山车过D点时加速度的大小 ‎11. （2010 湖南模拟）以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g，则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为( )‎ A．和 B．和 C．和 D．和 ‎【解析】选A。本题考查动能定理.上升的过程中,重力做负功,阻力做负功,由动能定理得,,求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零,只有阻力做功为,解得,A正确。‎ ‎12. （2010上海模拟）小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面。在上升至离地高度h处，www.ks5u.com小球的动能是势能的两倍，在下落至离地面高度h处，小球的势能是动能的两倍，则h等于( )‎ A．H/9 B．2H/‎9 ‎C．3H/9 D．4H/9‎ ‎【解析】选D。由动能定理，在小球上升至最高点过程中：；在 小球上升至离地高度h处过程中：，又；在小球上升至最高点后又下降至离地高度h处过程中：，又 ；以上各式联立解得，答案D正确。‎ ‎13.（2010 广东模拟）物体在合外力作用下做直线运动的v-t图象如图所示。下列表述正确的是( )‎ ‎ ‎ ‎ A．在0—1s内，合外力做正功 ‎ B．在0—2s内，合外力总是做负功 ‎ C．在1—2s内，合外力不做功 ‎ D．在0—3s内，合外力总是做正功 ‎【解析】选A。根据物体的速度图象可知，物体0-1s内做匀加速运动合外力做正功，A正确；1-3s内做匀减速运动合外力做负功。根据动能定理0到3s内，1—2s内合外力做功为零。‎ ‎14. （2010上海模拟）质量为5´‎103 kg的汽车在t＝0时刻的速度v0＝‎10m/s，随后以P＝6´104 W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5´103N。求：（1）汽车的最大速度vm；（2）汽车在72s内经过的路程s。‎ ‎【解析】（1）当达到最大速度时，P＝Fv=fvm，vm＝＝m/s＝‎24m/s ‎（2）从开始到72s时刻依据动能定理得：‎ Pt－fs＝mvm2－mv02，解得：s＝＝‎1252m。‎ 答案：（1）‎24m/s （2）‎‎1252m ‎15. （2010宁夏模拟 ‎）冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图。比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O.为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至=0.004.在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以‎2m/s的速度沿虚线滑出。为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g取‎10m/s2）‎ ‎【解析】‎ 设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为，所受摩擦力的大小为：在 被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为，所受摩擦力的大小为。则有 ‎+=S ①‎ 式中S为投掷线到圆心O的距离。‎ ‎ ②‎ ‎ ③‎ 设冰壶的初速度为，由功能关系，得 ‎ ④‎ 联立以上各式，解得 ‎ ⑤‎ 代入数据得 ‎ ⑥‎ 答案 ‎‎10m ‎16. （2010福建模拟）如图甲，在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为q（q>0）的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程中 没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g。‎ ‎（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1‎ ‎（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm，求滑块从静止释放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W；‎ ‎（3）从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小，vm是题中所指的物理量。（本题不要求写出计算过程）‎ ‎【解析】本题考查的是电场中斜面上的弹簧类问题。涉及到匀变速直线运动、运用动能定理处理变力功问题、最大速度问题和运动过程分析。‎ ‎（1）滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为a，则有 ‎ qE+mgsin=ma ①‎ ‎ ②‎ 联立①②可得 ‎ ③‎ ‎（2）滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为，则有 ‎ ④‎ ‎ 从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得 ‎ ⑤‎ 联立④⑤可得 ‎ s ‎（3）如图 ‎ ‎ 答案：（1）; （2）; ‎ ‎(3) ‎ ‎17. （2010安徽模拟）过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径、。一个质量为kg的小球（视为质点），从轨道的左侧A点以的初速度沿轨道向右运动，A、B间距m。小球与水平轨道间的动摩擦因数，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取，计算结果保留小数点后一位数字。试求 ‎ （1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；‎ ‎ （2）如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B、C间距应是多少；‎ ‎ （3）在满足（2）的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径应满足的条件；小球最终停留点与起点的距离。‎ ‎ ‎ ‎【解析】（1）设小球经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v1，根据动能定理 ‎ ①‎ ‎ 小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F，根据牛顿第二定律 ‎ ②‎ 由①②得 ③‎ ‎（2）设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v2， ‎ ‎ 由牛顿第二定律得 ④‎ ‎ 由动能定理 ⑤‎ 由④⑤得 ⑥‎ ‎（3）要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进行讨论：‎ I．轨道半径较小时，小球恰能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为v3，应满足 ‎ ⑦‎ ‎ ⑧‎ 由⑥⑦⑧得 ‎ II．轨道半径较大时，小球上升的最大高度为R3，根据动能定理 ‎ ‎ 解得 ‎ 为了保证圆轨道不重叠，R3最大值应满足 ‎ ‎ 解得 R3=‎‎27.9m 综合I、II，要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件 ‎ ‎ 或 ‎ 当时，小球最终停留点与起始点A的距离为L′，则 ‎ ‎ ‎ ‎ 当时，小球最终停留点与起始点A的距离为L〞，则 ‎ ‎ 答案：（1）10.0N；（2）‎12.5m(3) 当时， ；当时， ‎ ‎18. （2010山东模拟）质量为‎1500kg 的汽车在平直的公路上运动，v-t图象如图所示。由此可求 A．前25s 内汽车的平均速度 B．前10s 内汽车的加速度 C．前10s 内汽车所受的阻力 D．15～25s内合外力对汽车所做的功 ‎【解析】选ABD。通过图象的面积就是物体的位移，所以能求出面积，还知道时间，所以能求出平均速度，A对。图象的斜率就是物体的加速度，所以能得到10秒内的加速度，B对。不知道汽车的牵引力，所以得不出受到的阻力，C错。15到25s汽车的初速度和末速度都知道，由动能定理，可以得出合外力做的功，D对 ‎19. （2010广东模拟）一个‎25kg的小孩从高度为‎3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为‎2.0m／s。取g＝‎10m／s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是 A．合外力做功50J　　　　　 B．阻力做功500J C．重力做功500J　　　　　　D．支持力做功50J ‎【解析】选A。根据动能定理，合外力做功等于小孩动能的变化量，即＝50J，选项A正确。重力做功750J，阻力做功－250J，支持力不做功，选项B、C、D错误。‎ ‎3. （2008广东高考）某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50 Hz．‎ ‎ ‎ ‎（1）实验的部分步骤如下：‎ ‎①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；‎ ‎②将小车停在打点计时器附近， ， ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点， ；‎ ‎③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。‎ ‎（2）下图是钩码质量为‎0.03 kg，砝码质量为‎0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离s及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置．‎ ‎（3）在上车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统， 做正功， 做负功．‎ ‎（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中Δv2=v2-v20）,根据图线可获得的结论是 ．要验证“动能定理”‎ ‎，还需要测量的物理量是摩擦力是 ．‎ 表1纸带的测量结果 测量点 ‎ s/cm r/(m·s-1)‎ O ‎0.00‎ ‎0.35‎ A ‎1.51‎ ‎0.40‎ B ‎3.20‎ ‎0.45‎ C ‎ ‎ ‎ ‎ D ‎7.15‎ ‎0.54‎ E ‎9.41‎ ‎0.60‎ ‎【解析】在纸带上打点时应先接通电源再释放小车，打完纸带后立即断开开关。钩码带动小车运动过程中，钩码下落，其重力做正功，小车受到的摩擦力做负功。根据题目所给图象可以看出△v2与s成正比。本实验验证动能定理的表达式为 所以实验中除了测、m砝外，还需测量小车的质量m车。‎ ‎【答案】（1）②接通电源、释放小车 断开开关 ‎（2）5．06 0．49 （3）钩砝的重力 小车受摩擦阻力 ‎（4）小车初末速度的平方差与位移成正比 小车的质量 ‎20 （2010上海模拟）总质量为‎80kg的跳伞运动员从离地‎500m的直升机上跳下，经过2s拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的v－t图，试根据图象求：（g取‎10m/s2）‎ ‎（1）t＝1s时运动员的加速度和所受阻力的大小。‎ ‎（2）估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功。‎ ‎（3）估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。‎ ‎【解析】（1）从图中可以看出，在t＝2s内运动员做匀加速运动，其加速度大小为 m/s2=‎8m/s2‎ 设此过程中运动员受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律，有mg－f＝ma 得 f＝m(g－a)＝80×(10－8)N＝160N ‎（2）从图中估算得出运动员在14s内下落了 ‎ 39.5×2×‎2m＝‎‎158m 根据动能定理，有 所以有 ＝（80×10×158－×80×62）J≈1.25×105J ‎（3）14s后运动员做匀速运动的时间为 ‎ s＝57s 运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间 ‎ t总＝t＋t′＝（14＋57）s＝71s 答案：（1）160N （2）1.25×105J （3）71s