第8章 第2课时 动能定理、机械能守恒定律-【学考一号】2025年高中物理学业水平复习方略精讲精练

1. 下列说法正确的是 渊 冤 A援 对于同一个参考平面袁若 A 物体重力势 能为原1 J袁B 物体重力势能为原3 J袁则 EpA<EpB B援 重力势能是地球和物体共同具有的袁而 不是物体单独具有的 C援 重力做功的大小与参考平面的选取有关 D援 克服重力做功袁物体的重力势能减小 2. 右图是野抓娃娃机冶 的照片袁使用者可 凭自己的技术操控 机械爪抓住透明箱 内的玩具袁提升至一定高度后水平移动到 出口就可取得玩具遥关于这一操作过程袁下 列说法正确的是 渊 冤 A. 机械爪抓到玩具匀速上升时袁玩具的机 械能守恒 B. 玩具从机械爪中掉下袁玩具的动能增加袁 机械能增加 C. 机械爪抓到玩具水平匀速移动时袁重力 对玩具不做功 D. 机械爪抓到玩具匀速上升时袁机械爪做 的功等于零 3. 在离地面高度为 h处竖直上抛一质量为 m 的物块遥物块抛出时的速度为 v0袁当它落到 地面时速度为 v袁用 g表示重力加速度袁则 在此过程中空气阻力对物块所做的功等于 渊 冤 A. mgh B. 12 mv2- 12 mv02 C. 12 mv2- 12 mv02-mgh D. 12 mv2- 12 mv02+mgh 4. 咱2023窑衢州测试暂下列情况下机械能守恒 的是 渊 冤 A援 跳伞运动员在空中匀速下落过程 B援 物体以 8 m/s2的加速度在空中下落过程 C援 物体做平抛运动过程 D援 物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上 滑过程 5. 咱2023窑杭州测试暂在里约奥运会女子十米 跳台决赛中袁中国选手任茜为中国代表团拿 下里约奥运会的第 20枚金牌袁她在某次练 习跳水时保持同一姿态在空中下落一段距 离袁重力对她做功 950 J袁她克服阻力做功 50 J遥 任茜在此过程中 渊 冤 A援 机械能减少了 50 J B援 动能增加了 950 J C援 动能增加了 1 000 J D援 重力势能减少了 1 000 J 6. 咱2024窑宁波测试暂如图所示袁运动员把质量 为 m的足球从水平地面踢出袁足球在空中 达到的最大高度为 h袁在最高点时的速度为 v袁不计空气阻力袁重力加速度为 g袁则运动 员踢球时对足球做的功为 渊 冤 A. mgh B. mgh+ 12 mv2 C. 12 mv2 D. mgh- 12 mv2 7. 如图所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱 乐项目遥 为了研究蹦极运动过程袁做以下简 化院将游客视为质点袁他的运动始终沿竖直 方向遥弹性绳的一端固定在 O点袁另一端和 游客相连遥游客从 O点自由下落袁至 B点弹 第 2课时 动能定理、机械能守恒定律 h 119 性绳自然伸直袁经过合力为零的 C 点到达 最低点 D袁然后弹起袁整个过程中弹性绳始 终在弹性限度内袁不计空气阻力遥 关于游客 从 O到 D的过程袁下列说法正确的是渊 冤 A援 从 O到 B过程中袁重力势能增大 B援 从 B到 D过程中袁游客做匀减速运动 C援 从 B到 C过程中袁弹性绳的弹性势能先 增大后减小 D援 从 B到 D过程中袁游客的速度先增大后 减小 8. 总质量约为 3.8吨的嫦娥三号探测器在距 月面 3 m 处关闭反推发动机袁让其以自由 落体方式降落在月球表面遥4条着陆腿触月 信号显示袁嫦娥三号完美着陆月球虹湾地区遥 月球表面附近重力加速度约为 1.6 m/s2袁4 条着陆腿可视作完全相同的四个轻弹簧袁 在软着陆后袁每个轻弹簧获得的弹性势能 大约是 渊 冤 A. 28 500 J B. 4 560 J C. 18 240 J D. 9 120 J 9. 咱2024窑嘉兴测试暂民航客机一般都有紧急出 口袁发生意外的飞机着陆后打开紧急出口袁 狭长的气囊会自动充气袁在出口与地面间 形成一个连接斜面袁旅客可沿斜面滑行到 地上袁如图甲所示遥 图乙是其简化模型袁若 紧急出口距地面的高度为 3.0 m袁气囊所构 成的斜面长度为 5.0 m袁 质量为 50 kg的旅 客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端袁 滑到斜面底端时速度大小为 2 5姨 m/s袁不 计空气阻力及斜面的形变袁下滑过程中该旅 客可视为质点袁重力加速度 g取 10 m/s2遥下 列说法正确的是 渊 冤 A. 下滑过程中该旅客克服摩擦力所做的 功为 1 000 J B. 该旅客与斜面的动摩擦因数为 0.25 C. 如仅缩小斜面的长度则旅客滑到斜面底 端的速度大小不变 D. 该旅客下滑过程中加速度大小为 4 m/s2 10. 如图所示袁质量为 m的 物块放置在水平可转 动平台上袁物块与平台 转轴相距 R袁开始时物 块与平台均静止遥 某时 刻平台开始缓缓加速转动袁转动 n圈时物 块恰好相对平台滑动遥已知物块与转台之 间的动摩擦因数为 滋袁最大静摩擦力等于 滑动摩擦力袁从开始转动至物块恰好相对 转台滑动过程中袁摩擦力对物块做的功为 渊 冤 A. 0 B. 滋mgR2 C. 滋mgR D. 2n仔滋mgR 11. 北京 2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部 示意图如图所示袁运动员从 a处由静止自 由滑下袁到 b 处起跳袁c 点为 a尧b 之间的最 低点袁a尧c 两处的高度差为 h遥 要求运动员 经过 c 点时对滑雪板的压力不大于自身 所受重力的 k 倍袁运动过程中将运动员视 为质点并忽略所有阻力袁则 c 点处这一段 圆弧雪道的半径不应小于 渊 冤 R D C B O 图甲 图乙 120 c b a h A. hk+1 B. hk C. 2hk D. 2hk-1 12. 如图所示袁光滑水平轨道 A B 与光滑半圆 形轨道 BC在 B点相切连接袁半圆轨道半 径为 R袁轨道 A B尧BC在同一竖直平面内遥 一质量为 m的物块在 A 处压缩弹簧袁并由 静止释放袁物块恰好能通过半圆轨道的最 高点 C遥 已知物块在到达 B点之前已经与 弹簧分离袁重力加速度为 g遥 求院 渊1冤物块由 C点平抛出去后在水平轨道上 的落点到 B点的距离遥 渊2冤物块在 B点时对半圆轨道的压力大小遥 渊3冤物块在 A 点时弹簧的弹性势能遥 13. 咱2023窑湖州测试暂如图所示袁直轨道 AB水 平袁A 点左侧粗糙袁动摩擦因数 滋=0.1袁A 点 右侧光滑袁A B长 L=2 m遥 水平轨道与半径 R=1 m的竖直光滑半圆轨道 BCD 在 B 点 相切且平滑连接袁B尧D分别为半圆轨道的 最低点和最高点袁C 为半圆轨道上圆心 O 的等高点遥A 点正上方有一悬挂固定的竖直 挡板袁E 为挡板最低点袁C尧O尧E 三点在同 一水平线上遥 一弹簧右端固定袁处于原长 时左端正好在 A 点遥现将一质量 m=0.1 kg尧 可视为质点的滑块放置在弹簧左端袁用滑 块压缩弹簧后由静止释放袁弹簧一直处在 弹性限度范围内袁重力加速度 g取 10 m/s2遥 渊1冤若弹簧释放时储存的弹性势能为0.5 J袁 求滑块运动到 B点时的速度大小 vB遥 渊2冤若释放滑块瞬间弹簧的弹性势能 Ep不 同袁则滑块运动到 C处时对轨道的压力FNC 也不同袁求 FNC-Ep的函数关系式遥 渊3冤若滑块能从 D点飞出且能撞击到竖直 挡板袁求释放滑块瞬间弹簧弹性势能的最 小值遥 A EO B C D BA O R C 121 5. D揖解析铱小球 A尧B到达底端 N点时袁由机械能守恒定律可 知袁两小球的速度大小相等袁可方向不同袁则两个小球速度 不相同袁速度与竖直方向的夹角不同袁则重力的瞬时功率不 相同袁A尧B 错误曰小球 A尧B 由 M到 N 的过程中袁只有重力 做功袁小球下落的竖直高度相等袁则合外力做功相同袁C错 误曰小球 A尧B由 M到 N的过程中袁重力做功相同袁由于运 动的时间不同袁由功率的定义式 P= Wt 袁可知重力做功平均 功率不同袁D正确遥 6. A揖解析铱t1>t2袁根据功率公式 P= Wt = mght 袁可得 P1<P2遥 7. A揖解析铱牵引力 F越Ff越0.02mg袁功率 P越Fv越0.1 kW袁A正确遥 8. D揖解析铱野上引冶过程与野下放冶过程中单杠对人有支持力袁但 力的方向上没有位移袁故单杠对人均不做功袁30 s内做了 员缘 个完整的引体向上袁野上引冶时重力做负功袁野下放冶时重力做 正功袁整个过程重力做功为零袁在野上引冶过程中经历的时间 t= 3015 伊 12 s=1 s袁克服重力做功的功率P = mght = 300 W遥 9. A揖解析铱物体在做自由落体运动的过程中袁物体速度一直在 增大袁根据 P=mgv袁可知重力的瞬时功率一直增大遥 10. C揖解析铱跳高的起跳过程袁脚和地始终接触袁地面对脚底支 持力的作用点无位移袁故支持力对小明不做功袁A错误曰跳高 的起跳过程袁人的重心没有升高袁故重力势能不变袁重力不 做功袁B错误曰达到最高点时袁因瞬时速度为零袁则重力的瞬 时功率为零袁C正确曰起跳时地面对小明的支持力与他对地 面的压力袁是作用力与反作用力袁两者等大反向袁D错误遥 11. A揖解析铱在 0要t1时间内袁物体的速度增大袁动能增大袁由动 能定理知外力做正功袁A正确曰v原t图像斜率表示加速度袁加 速度与外力成正比袁则知在 0要t1时间内袁加速度减小袁外 力减小袁速度增大袁由题图可知 0时刻速度为零袁由 P越Fv 可知外力的功率为零袁而 t1时刻速度最大但外力为零袁t1时 刻外力的功率也为零袁可知外力的功率先增大后减小袁B错 误曰t2时刻物体的速度为零袁加速度不为零袁外力不为零袁由 P越Fv 可知外力的功率为零袁C错误曰在 t1要t3时间内袁物体 的动能变化量为零袁由动能定理可知外力做的总功为零袁D 错误遥 12. B揖解析铱重力全过程中做的功为 W =mgh袁下落过程中做自 由落体运动袁有 h= 12 gt2袁解得 t=2 s袁则在花盆下落过程中 重力的平均功率为 P= Wt =500 W遥 13. A揖解析铱高铁以速度 v 匀速行驶袁发动机的功率为 P袁则满 足关系 P=fv袁f=kv袁当高铁发动机功率为 4P时袁其匀速行驶 的速度设为 v忆袁则有 4P=f 忆v忆袁f 忆=kv忆袁联立可得 v忆=2v遥 14. A揖解析铱图乙中袁全过程 F做的总功为 W 越15伊6 J垣渊原3冤伊 6 J越72 J袁B错误曰图丙中袁可用微元法得出小球从 A 运动到 B 过程中空气阻力做的功为 W 越原f窑2仔R4 越原 12 仔Rf袁C 错 误曰图丁中袁当 F为恒力时将小球从 P拉到 Q袁F做的功是 W越Flsin 兹袁而 F缓慢将小球从 P拉到 Q袁F为水平方向的变 力袁F做的功为 mgl渊1-cos 兹冤袁D错误遥 15. B揖解析铱设每次俯卧撑运动过程中袁运动员重心变化的高 度为 h袁由几何关系可得 h0.4 m 越 0.9 m0.9 m垣0.6 m 袁即 h越0.24 m袁 在一次俯卧撑运动过程中袁运动员克服重力做功约为 W越 mgh越60伊10伊0.24 J越144 J袁所以 1 min 内克服重力做的总 功为 W 总越30W越4 320 J袁功率 P越 W 总t 越72 W袁B正确遥 第 2课时 动能定理尧机械能守恒定律 1. B揖解析铱对于同一个参考平面袁若 A 物体重力势能为原1 J袁B 物体重力势能为原3 J袁则 EpA>EpB袁A错误曰重力势能的大小与 参考平面的选取有关袁 重力做功的大小与参考平面的选取 无关袁C错误曰克服重力做功即重力做负功袁物体的重力势能 增大袁D错误遥 2. C揖解析铱机械爪抓到玩具匀速上升时袁机械爪做正功袁玩具 的动能不变袁重力势能增加袁所以玩具的机械能增加袁A尧D错 误曰玩具掉下过程中袁若不考虑空气阻力袁只有重力做功袁机 械能守恒袁若考虑空气阻力做功袁机械能减少袁B错误曰玩具 水平匀速移动时袁重力方向与运动方向垂直袁重力对玩具不 做功袁C正确遥 3. C揖解析铱对全过程由动能定理有 mgh+W f= 12 mv2- 12 mv02袁解 得 W f= 12 mv2- 12 mv02-mgh袁C正确遥 4. C揖解析铱跳伞运动员在空中匀速下落袁动能不变袁重力势能 减小袁则其机械能减小袁A错误曰物体以 8 m/s2的加速度在空 中下落袁受阻力的作用袁故机械能不守恒袁B错误曰物体做平 抛运动袁只受重力作用袁则机械能守恒袁C正确曰物体在细线 拉力作用下上滑袁拉力对物体做功袁其机械能不守恒袁D错误遥 5. A揖解析铱除重力外袁她克服阻力做功 50 J袁故机械能减少 50 J袁 A正确曰由动能定理袁可知动能增加了渊950原50冤J越900 J袁B尧C 错误曰重力势能减少了 950 J袁D错误遥 6. B揖解析铱根据动能定理可知袁运动员踢球时对足球做的功为 W= 12 mv02袁球从水平地面踢出到足球运动到最大高度过程袁 根据动能定理有-mgh= 12 mv2- 12 mv02袁解得 W=mgh+ 12 mv2遥 7. D揖解析铱从 O到 B过程中袁重力做正功袁重力势能减小袁A错 误曰从 B 到 D过程中袁弹性绳的拉力先小于重力后大于重 力袁则游客先做加速度减小的加速运动袁后做加速度增大的 减速运动袁B错误曰从 B到 C过程中袁弹性绳的长度增加袁形 变量增大袁则弹性势能增大袁C错误遥 8. B揖解析铱由机械能守恒定律得 mgh越4Ep袁解得 Ep越 mgh4 越 4 560 J袁B正确遥 9. A揖解析铱旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端袁根据 v2=2ax袁代入数据解得 a=2 m/s2袁D错误曰下滑过程中对该旅 客受力分析有 mgsin 兹原f=ma袁sin 兹= 35 袁f=滋mgcos 兹袁代入数 据解得 f=200 N袁滋=0.5袁 则下滑过程中该旅客克服摩擦力所做 的功为 W f=fx=200伊5 J=1 000 J袁A正确袁B错误曰旅客滑到斜 面底端的过程中根据动能定理有 mgh-滋mgcos 兹窑x= 12 mv2袁如 仅缩小斜面的长度袁则 兹变大袁可知旅客滑到斜面底端的速 度大小变大袁C错误遥 263 10. B揖解析铱物块即将滑动时袁最大静摩擦力提供向心力有 滋mg=m v2R 袁得 v= 滋gR姨 袁物块做加速圆周运动过程有 W f= 12 mv2袁解得 W f= 12 滋mgR袁B正确遥 11. D揖解析铱运动员从 a到 c 根据动能定理有 mgh越 12 mvc2袁在 c 点有 FN原mg越m vc 2 Rc 袁FN臆kmg袁联立得 Rc逸 2hk-1 袁D正确遥 12. 渊1冤因为物块恰好能通过 C 点袁则有 mg越m vC2R 袁又 x越vCt袁 2R越 12 gt2袁解得 x越2R袁即物块在水平轨道上的落点到 B点 的距离为 2R遥 渊2冤物块由 B到 C过程中机械能守恒袁则有 12 mvB2越2mgR垣 12 mvC2遥 设物块在 B点时受到半圆轨道的支持力大小为 FN袁则有 FN原mg越m vB2R 袁解得 FN越6mg遥 由牛顿第三定律可 知袁物块在 B点时对半圆轨道的压力大小为 FN忆越FN越6mg遥 渊3冤由机械能守恒定律可知袁物块在 A 点时弹簧的弹性势能 为 Ep越2mgR垣 12 mvC2袁解得 Ep越 52 mgR遥 13. 渊1冤由 Ep-滋mgL= 12 mvB2袁得 vB= 6姨 m/s遥 渊2冤Ep-滋mgL-mgR= 12 mvC2袁在 C点有 FNC忆= mvC 2 R 袁FNC=FNC忆袁 联立解得 FNC=2Ep-2.4袁Ep逸1.2 J遥 渊3冤Ep-滋mgL -2mgR = 12 mvD2袁若恰能经过 D 点袁则 mg= mvD12 R 袁得 vD1= gR姨 = 10姨 m/s袁若恰能打到挡板最下端袁 则 vD2窑 2Rg姨 =L袁vD2=2 5姨 m/s跃vD1袁 故可得 Epmin=滋mgL+ 2mgR+ 12 mvD22=3.2 J遥 第九章 静电场及其应用 1. A揖解析铱带电体 C移近导体 A 时袁由于发生了静电感应现 象袁靠近 C的 A 带上了负电荷袁远离 C的 B带上了正电荷袁 所以两边的金属箔都张开袁A正确曰保持 C不动袁先把导体 A 和 B分开袁A尧B带上等量异种电荷袁然后移开 C袁金属箔仍 都张开袁B错误曰无论用手触碰导体 A 的左端或 B的右端袁导 体 B上正电荷都被中和袁导体 A 上的负电荷依然存在袁则导 体 B下方的金属箔合拢袁导体 A 下方的金属箔仍然张开袁C尧 D错误遥 2援 B揖解析铱摩擦起电过程中袁电荷是守恒的袁两个物体带等量 异种电荷袁所以 N带 1.0伊10-8 C的正电荷遥 3援 B揖解析铱接触前的库仑力为 F= kq窑2qr2 = 2kq 2 r2 袁若两球带同 种电荷袁接触后电量平分袁则置于原处后的库仑力为 F忆= k 32 q窑32 q r2 = 9kq 2 4r2 = 98 F袁若两球带异种电荷袁接触后电量 先中和后平分袁则置于原处后的库仑力为 F 义= k 12 q窑12 q r2 = kq24r2 = 18 F袁可知两球带异种电荷袁但电性无法确定袁B正确遥 4. 月 5. A揖解析铱r寅肄时袁电荷可以看作点电荷袁库仑定律的公式适 用袁由公式可知袁它们之间的静电力 F寅0曰r寅0时袁电荷不能 看成点电荷袁库仑定律的公式就不适用了袁A正确遥 6. C揖解析铱等量同种电荷是相互排斥的袁它们产生的电场线对 称分布袁且电场线都是从无限远或正电荷发出袁到负电荷或 无限远终止的袁C正确遥 7. D揖解析铱根据公式 F越 kq1q2r2 袁当距离减少为原来的 12 时袁相 互作用力变为 4F袁A错误曰若其中一个电荷的电荷量和它们 的距离都减半时袁作用力变为 2F袁B错误曰如果将它们的电 荷量和距离都加倍时袁作用力不变袁C错误遥 8. B揖解析铱验电器的金属箔片之所以张开袁是因为它们都带有 正电荷袁由同种电荷相互排斥引起的袁张开角度的大小取决 于两个金属箔片带电荷量的多少遥如果 M球带负电袁则靠近 验电器的 N球时袁异种电荷相互吸引袁使金属箔片上的正电 荷逐渐野上移冶袁从而使两个金属箔片夹角减小曰如果 M球不 带电袁则在靠近 N球时袁发生静电感应现象袁M球左侧也会 带上负电袁进而使金属箔片张角减小袁B正确遥 9援 D揖解析铱伽利略对自由落体运动的研究采用了实验和逻辑 推理的方法袁A错误曰牛顿探索万有引力定律采用分析归纳 法袁B错误曰卡文迪什利用扭秤实验测出引力常量袁采用了放 大法袁C错误遥 10. C揖解析铱电场中某点的电场强度与试探电荷无关遥 电场强 度由场源电荷与到场源电荷的距离决定遥 11. A揖解析铱根据几何关系和平衡条件可知 mg与 qE的合力方 向恰好在 mg与 qE的角平分线上袁根据对称性可知 qE=mg袁 解得 E= mgq 袁A正确遥 12. C揖解析铱粒子的电性尧电场线方向无法判断袁但根据曲线运 动的规律可判断电场力的方向为沿电场线向左袁A尧B 错 误曰由于 a处的电场线密集程度比 b 处大袁故 Ea跃Eb袁则粒子 在 a处受电场力较大袁加速度较大袁C正确曰粒子的速度方 向无法确定袁D错误遥 13. C揖解析铱对 A 受力分析如图所示袁由库 仑定律得 F越 kqAqBr2 袁又 r越lsin 兹袁F越Gtan 兹袁 解得 qB越 Gl2sin2兹tan 兹kqA 袁则 q2 q1 越 sin245毅tan 45毅sin230毅tan 30毅 越2 3姨 袁C正确遥 14. 渊1冤设 A尧B两小球之间的距离为 r袁库仑力为 F袁由数学知识 可得 r= 2htan 37毅 袁由库仑定律可得 F=k Q 2 r2 =9伊10-3 N遥 渊2冤对小球 A 受力分析袁如图袁可 得 FN=F 合= Fsin 37毅 袁代入数据可 得支架对小球 A 的支持力大小为 1.5伊10-2 N遥 G 兹 F A F 拉l B 兹 O 绝缘手柄 GF 合 37毅 FN A F 264