2010年各地高考模拟《动能-动能定理》试题汇编及详细解答

1 A B 2010 年各地高考模年各地高考模拟拟 动动能能 动动能定理能定理 试题汇编试题汇编及及详细详细解答解答 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 则在以上过程中摩擦力对物体做的 A mgs B 0 C mgs D 2 2 1 mv 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 mg 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 2 2 1 mvW 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 0 v 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 0 2v 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mghmgh C 合外力对小球做的功小于 D 合外力对小球做的功等于 2 0 mv 2 0 mv 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mgh 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 mgL mgL 22 mgL gLmM 解析 选 A 运用隔离法得出拉力 F 在将木块从mg 2 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 mgLLmgFxWF 2 2 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 2 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 21 WW 21 WW FLQQ 21 FLQQ 21 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 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 JvmMghmMW56002 8001000 2 1 110 8001000 2 1 22 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 轿厢 配重 电机 轿厢 配重 电梯原理图 3 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ESF S E F 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 m Fmg a sin 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 解析 1 从 A 到 B 的过程中 人与雪橇损失的机械能为 22 2 1 2 1 BA mvmvmghE 代入数据解得 E 9100J 2 人与雪橇在 BC 段做减速运动的加速度大小 t vv a CB 根据牛顿第二定律 maFf 由 得 140N f F 3 由动能定理得 2 2 1 0 Bf mvxF 代入数据解得 36m x 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 斜面倾角为 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 弹簧被压缩的最大压缩量 位置ABC 速度 m s 2 012 00 时刻 s 0410 4 0 10 3N F 1 1 sm v 1 1 v 2 1 v AB C 1 2 3 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 细线的拉力为零时 物块 B 受到弹簧的弹力 sin 2g mF 弹簧被压缩的最大压缩量 k gm x sin 2 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 k gm vv 2sin2 2 22 0 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 v 1 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 4 2 3 1 2 10 20 1 10 m P vm s F 3 汽车做匀加速直线运动时阻力为 4 2 2 10 1000 20 m P fN v 2 01 2 11 2 1 2 1 cos2vmvmgmx 5 3 2 3 3 1 10 2 10 m Ff am s m 4 与 B 点对应的速度为 4 1 3 2 10 6 67 3 10 m m P vm s F 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 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 过山车在 B 点时的速度 过山车过 C 点后瞬间对轨道压力的大小 过山车过 D 点时加速度的大小 解析 根据动能定理 2 2 1 B mvmgR 解得gRvB2 设右侧轨道的半径为 r r v mmg E 2 根据动能定理 22 2 1 2 1 2 CE mvmvrmg r v mmgF C C 2 6 联立解得过山车过 C 点后瞬间对轨道压力的大小mgFC6 山车过由 D 点到 E 点 根据动能定理 22 2 1 2 1 DE mvmvmgr 解得grvD3 2 所以 在 D 点的向心加速度g r v a D 3 2 1 又因为在在 D 点的切向加速度ga 2 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 2 0 2 1 v f g mg 和 0 mgf v mgf B 2 0 2 1 v f g mg 和 0 mg v mgf C 2 0 2 2 1 v f g mg 和 0 mgf v mgf D 2 0 2 2 1 v f g mg 和 0 mg v mgf 解析解析 选 A 本题考查动能定理 上升的过程中 重力做负功 阻力f做负功 由动能定理得 2 2 1 o mvfhmgh h 2 0 2 1 v f g mg 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 2 2 2 1 2 1 2 o mvmvmgh 解得 v 0 mgf v mgf 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 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 9B 2H 9 C 3H 9 D 4H 9 解析解析 选 D 由动能定理 在小球上升至最高点过程中 2 0 1 0 2 mgHfHmv 在小球上升 至离地高度 h 处过程中 22 10 11 22 mghfhmvmv 又 2 1 1 2 2 mvmgh 在小球上升至最高点后又下 降至离地高度 h 处过程中 22 20 11 2 22 mghfHhmvmv 又 以上各式联立 mghmv 2 2 2 1 2 7 解得 4 9 hH 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 解析解析 1 当达到最大速度时 P Fv fvm vm m s 24m s P f 6 104 2 5 103 2 从开始到 72s 时刻依据动能定理得 Pt fs mvm2 mv02 解得 s 1252m 1 2 1 2 2Pt mvm2 mv02 2f 答案 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 1 0 008 用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至 2 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 8 心 O 点 运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少 g 取 10m s2 解析解析 设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为 1 S 所受摩擦力的大小为 1 f 在 被毛刷擦过的冰面上 滑行的距离为 2 S 所受摩擦力的大小为 2 f 则有 1 S 2 S S 式中 S 为投掷线到圆心 O 的距离 11 fmg 22 fmg 设冰壶的初速度为 0 v 由功能关系 得 2 11220 1 2 fSfSmv 联立以上各式 解得 2 10 2 12 2 2 gSv S g 代入数据得 2 10Sm 答案答案 10m 16 2010 福建模拟 如图甲 在水平地面上固定一倾角为 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 9 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 2 10 2 1 ats 联立 可得 sin 2 0 1 mgqE ms t 2 滑块速度最大时受力平衡 设此时弹簧压缩量为 0 x 则有 0 sinkxqEmg 从静止释放到速度达到最大的过程中 由动能定理得 0 2 1 sin 2 0 mm mvWxxqEmg 联立 可得 sin sin 2 1 0 2 k qEmg sqEmgmvW m s 3 如图 答案 答案 1 sin 2 0 1 mgqE ms t 2 sin sin 2 1 0 2 k qEmg sqEmgmvW m 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 1 2 0mR 2 1 4mR 一个质量为1 0m kg 的小球 视为质点 从轨道的左侧 A 点 10 以 0 12 0m sv 的初速度沿轨道向右运动 A B 间距 1 6 0L m 小球与水平轨道间的动摩擦因数 0 2 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 2 10m sg 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L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 3 R应满 足的条件 小球最终停留点与起点A的距离 解析解析 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 2 0 2 111 2 1 2 1 2mvmvmgRmgL 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 1 2 1 R v mmgF 由 得 10 0NF 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 2 2 2 R v mmg 由动能定理 2 0 2 21 2 1 2 1 2mvmvmgRLLmg 2 由 得 m12 5 L 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 3 3 R v mmg 2 2 0 2 31 2 1 2 1 2mvmvmgRL2Lmg 3 由 得 m R340 11 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 2 01 2 1 2mv0mgRL2Lmg 3 解得 m1 0 3 R 为了保证圆轨道不重叠 R3最大值应满足 2 23 2 2 32 RRLRR 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 m4 0 3 R0 或 m27 9m1 0 3 R 当m4 0 3 R0时 小球最终停留点与起始点 A 的距离为L 则 2 0 2 1 0mvLmg m36 0 L 当m27 9m1 0 3 R时 小球最终停留点与起始点 A 的距离为L 则 m026 22 1 LLLLL 答案 1 10 0N 2 12 5m 3 当m4 0 3 R0时 m36 0 L 当m27 9m1 0 3 R时 m026 L 18 2010山东山东模拟 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vt 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vt 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 12 C 重力做功 500J D 支持力做功 50J 解析解析 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 K WE f合 m gh w 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 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 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 改变钩码或小车中砝码的数量 更换纸带 重复 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