专题07 动能定理、功能关系-【步步高】2019年高考物理基础回扣练（江苏版）

7.动能定理、功能关系 1．(2018·南京市学情调研)大型强子对撞器LHC(Large Hadron Collider)是一座欧洲核子研究组织CERN的粒子加速器与对撞机，加速管中的单个质子具有的能量为7 TeV(7×1012 eV)，此能量最接近(　　) A．一只蜗牛爬行时的动能 B．辽宁舰正常行驶时的动能 C．手机充满1次电消耗的电能 D．家用空调工作1 h消耗的电能[来源:Zxxk.Com][来源:学.科.网] 答案　A 解析　7×1012 eV＝7×1012×1.6×10－19 J＝1.12×10－6 J，此能量接近一只蜗牛爬行时的动能． 2．背越式跳高是一项跳跃障碍的运动项目，包括助跑、起跳、过杆和落地四个阶段，如图1为从起跳到落地的运动过程分解图，某同学身高1.80 m，体重60 kg，参加学校运动会成功地越过了1.90 m的横杆，该同学跳起时刻的动能可能是下列哪个值(g取10 m/s2)(　　) 图1 A．400 J B．500 J C．800 J　D．2 000 J 答案　C 解析　运动员跳高过程可以看做竖直上抛运动，当重心达到横杆时速度恰好为零，运动员重心升高高度约为：h＝1.90 m－ m＝1.0 m. 根据机械能守恒定律可知，跳起时的动能：[来源:学科网ZXXK] Ek＝mgh＝60×10×1 J＝600 J， 因实际过程中存在阻力，则可知，只有动能大于600 J时才能成功越过，但2 000 J不符合实际，故只有C正确，A、B、D错误． 3．(多选)(2018·如皋市调研)如图2所示，一轻弹簧的左端固定，右端与一小球相连，小球处于光滑水平面上，现对小球施加一个方向水平向右的恒力F，使小球从静止开始运动．则小球在向右运动到最远的整个过程中(　　) [来源:Zxxk.Com] 图2[来源:Z&xx&k.Com] A．小球和弹簧组成的系统机械能守恒[来源:学科网] B．小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大 C．小球的动能逐渐增大 D．小球的动能先增大后减小 答案　BD 4．(2018·第二次全国大联考(江苏卷))如图3为沿斜坡向上行驶的汽车，当汽车在拉力F作用下向上运动时，汽车的机械能E与位移x的关系如图所示(AB段为曲线)，汽车与斜面间的摩擦忽略不计．下列说法正确的是(　　) 图3 A．0～x1过程中，汽车所受拉力逐渐增大 B．x1～x2过程中，汽车速度可达到最大值 C．0～x3过程中，汽车的动能一直增大 D．x1～x2过程中，汽车以恒定的功率运动[来源:学科网] 答案　B 解析　设斜坡的倾角为 α，则汽车的重力势能为Ep＝mgxsin α，由动能定理得汽车的动能为Ek＝Fx－mgxsin α，则汽车的机械能为E＝Ek＋Ep＝Fx，即图线的斜率表示 F，则可知 0～x1 过程中汽车受到的拉力恒定，选项A错误；x1～x2 过程中，拉力逐渐减小，随着F 的减小，汽车先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，加速度为零时，速度达到最大，选项B正确；综上可知，0～x3 过程中，汽车的速度先增大后减小，即动能先增大后减小，C错误；x1～x2过程中，汽车所受拉力逐渐减小，到x2处为零，则汽车到x2处的功率为零，选项D错误． 5．(2018·盐城市三模)小球被竖直向上抛出，然后回到原处．小球初动能为Ek0，所受空气阻力与速度大小成正比，则该过程中，小球的动能与位移x关系的图线是下列图中的(　　) 答案　C 解析　设小球的质量为m，由题意可知，空气阻力与速度关系为Ff＝kv(k是比例常数) 取极短位移Δx为研究过程，根据动能定理得： 上升过程中有－(mg＋Ff)Δx＝－ΔEk，所以ΔEk＝(mg＋Ff)Δx，Ek－x图象斜率的大小等于mg＋Ff，由于上升过程速度减小，则Ff减小，所以图象的斜率绝对值减小(对应上面一条曲线)． 下降过程中有(mg－Ff)Δx＝ΔEk，Ek－x图象斜率的大小等于mg－Ff，由于下降过程速度增大，则Ff增大，所以图象的斜率绝对值随位移的减小而减小(对应下面一条曲线)，故C正确、A、B、D错误． 6．(多选)(2018·无锡市高三期末) 如图4所示，质量分别为m1、m2的两物块A、B通过一轻质弹簧连接，静止放置在光滑水平面上，弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内，t1＝0时刻在A上施加一个水平向左的恒力F，t2＝t时刻弹簧第一次恢复到原长状态，此时A、B速度分别为v1和v2.则t1到t2时间内(　　) [来源:Zxxk.Com] 图4 A．A、B和弹簧组成系统的机械能先增大后减小 B．当A的加速度为零时，B的加速度为 C．当弹簧的弹性势能最大时，两物块速度相等 D．物块B移动的距离为 答案　CD 解析　通过受力分析可知，物块A先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减