(8)动能和动能定理-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高一物理必修2同步周测卷（J）

高一同步周测卷/物理必修第二册 (八)动能和动能定理 （考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共8小题，每题8分，共64分。每题只有一个选项最符合题意） 1.关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是 A.合外力为零，则合外力做功一定为零B.合外力做功为零，则合外力一定为零 C.合外力做功越多，则动能一定越大D.动能不变，则合外力一定为零 2.运动员把质量为400g的足球踢出后，观察它在空中的飞行情况，上升的最大高度约 为4m,在最高点的速度大小为20m/s。不考虑空气阻力，重力加速度g=10m/s2, 则运动员踢球时对足球做的功约为 A.20J B.80J C.96J D.踢球时脚对足球的力以及位移未知，故不能求出 3.一个质量为2kg的物体在光滑的水平地面上受一方向水平向右、大小为10N的拉 力作用，物体的速度由向左的4m/s变为向右的4m/s,则拉力对物体做的功为 A.0 B.16J C.32J D.64J 4.一物块在倾角为45°的固定斜面上受到方向与斜面平行、大小与摩擦力相等的拉力作 用，从斜面顶端由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，物块与斜面间的动摩擦因 数处处相同。当拉力沿斜面向下时，物块滑到底端的过程中重力和摩擦力对物块做 的功随时间的变化分别如图中曲线①、②所示，则下列说法正确的是 A.物块与斜面间的动摩擦因数为行 个W灯 18----------- B.当拉力沿斜面向上，重力做的功为9J时，物块的动能为27J C.当拉力分别沿斜面向下和向上时，物块的加速度大小之比为1：36② D.当拉力分别沿斜面向下和向上时，物块滑到底端时的速度大小之比为1：√3 5.如图甲所示，将一小球从地面以某一初速度。竖直向上抛出，取地面为参考面，小球 的机械能E,和重力势能E。随小球离地面的高度h变化的关系图像如图乙所示，重 力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是 物理·J必修第二册第1页（共4页) 衡水金卷·先享题 E/J 100 80 60---1- 40 20 777777 2 3 4.h/m 甲 A.小球从地面抛出的初速度o=4√5m/s B小球所受空气阻力的大小为小球自身重力的号 C.从抛出开始，小球经1s时间上升到最高点 D.小球离地面的高度h=3m时，动能Ek=25J 6.如图所示，质量为M的物块放在水平平台上，质量为M的小球套在水平细杆上，物 块和小球通过定滑轮用轻质细线相连，滑轮右侧细线恰好竖直，物块与滑轮间的水平 细线与水平细杆间的高度差为H。现用一水平恒力F由静止沿杆拉动小球，物块始 终在水平平台上，不计一切摩擦，则小球前进2H时，物块的速度大小为 7777777777777777777777 2FH 3FH 2 5FH 4FH A.M B.M C.M D.3 7.如图甲所示，固定斜面的倾角=37°，一物体（可视为质点）在沿斜面向上的恒定拉力 F的作用下，从斜面底端由静止开始沿斜面向上滑动，经过距斜面底端x,处的A点 时撤去拉力F。该物体的动能Ek与它到斜面底端的距离x的部分关系图像如图乙 所示。已知该物体的质量m=1kg,该物体两次经过A点时的动能之比为4：1，该物 体与斜面间的动摩擦因数处处相同，sin37°=0.6，重力加速度g=10m/s2,不计空气 阻力，则拉力F的大小为 ↑E Eo P 乙 A.8N B.9.6N C.16N D.19.2N 高一同步周测卷八 物理·J必修第二册第2页（共4页） 8.如图所示，某滑草场有两个坡度不同的滑道AB和AB'(均可看作斜面)。质量相同 的甲、乙两名游客先后乘坐相同的滑草板从A点由静止开始分别沿AB和AB'滑下， 最后都停在水平草面上，斜草面和水平草面平滑连接，滑草板与草面之间的动摩擦因 数处处相同，下列说法正确的是 A.甲、乙经过斜草面底端时的速率相等 B.甲沿斜草面下滑过程中克服摩擦力做的功比乙沿斜草面 下滑过程中克服摩擦力做的功多 C.甲、乙最终停在水平草面上的同一位置 D.甲停下时的位置与B的距离和乙停下时的位置与B'的距离相等 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 5 6 7 8 答案 二、非选择题（本题共3小题，共36分。请按要求完成下列各题） 9.(8分)如图所示为起重机将重物吊到高处的情景。质量=200kg的重物被吊起的 过程中经过A、B两点，A、B间的水平距离d=20m。重物在A、B间沿水平方向做 v,=1m/s的匀速直线运动，沿竖直方向做初速度为零、加速度a=0.15m/s2的匀加 速直线运动。忽略吊绳的质量及空气阻力，重力加速度g=10/s2,求： (1)重物由A点运动到B点的时间； (2)重物经过B点时的速度大小； (3)重物由A点运动到B点的过程中吊绳对重物做的功。 物理·J必修第二册第3页（共4页)】 衡水金卷·先享题 10.(12分)某中学生对刚买来的一辆小型遥控车的性能进行研究。他让这辆小车在水 平地面上由静止开始沿直线轨道运动，并将小车运动的全过程通过传感器记录下 来，将数据处理后得到如图所示的v-t图像。已知小车在02$内做匀加速直线 运动，2~11s内小车牵引力的功率保持不变，9~11s内小车做匀速直线运动，11s 末小车突然失去动力自由滑行。小车的质量=1kg,整个过程中小车受到的阻力 大小不变，求： (1)在2~11s内小车牵引力的功率P; (2)小车在2s末的速度v,的大小； (3)小车在211s内通过的距离x。 v/(m's-1) 111111 11 15t/s 11.(16分)如图甲所示，在倾角0=30°的光滑固定斜面上有一劲度系数k=100N/m的 轻质弹簧，弹簧下端固定在垂直于斜面的挡板上，弹簧上端拴接一质量m=2kg的 物体，初始时物体处于静止状态，重力加速度g=10m/s2。 (1)求此时弹簧的形变量xo; (2)现对物体施加沿斜面向上的拉力F,拉力F的大小与物体的位移x的关系如图 乙所示，设斜面足够长。 (ⅰ)写出物体的速度v与位移x的关系式； (ⅱ)若物体位移为0.1m时撤去拉力F,求此后物体沿斜面上滑的最大距离xm。 ↑FN 14.8 0000000000000☐ 4.8 0 0 0.1 x/m 甲 乙 高一同步周测卷八 物理·J必修第二册第4页（共4页）高一周测卷 ·物理·J必修第二册· 高一同步周测卷/物理必修第二册（八） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I ① ②③④ 档次 系数 1 单项选择题 8 动能定理的规律的认识 易 0.85 2 单项选择题 动能定理的应用 易 0.85 3 单项选择题 动能定理的应用 中 0.75 4 单项选择题 功、动能 中 0.75 有阻力的上抛运动的机械能与 5 单项选择题 8 中 0.70 势能的变化 6 单项选择题 8 关联速度与动能定理 中 0.65 7 单项选择题 8 动能定理的应用 中 0.65 8 单项选择题 8 动能定理的应用 难 0.55 9 非选择题 8 速度的分解、动能定理 中 0.70 10 非选择题 12 机车启动的动能定理 / 中 0.60 11 非选择题 16 斜面上含弹簧的能量问题 难 0.55 香考答案及解析 一、单项选择题 3.A【解析】根据动能定理W合=△Ek=0,A项正确。 1.A【解析】由W=Flcos a可知，物体所受合外力为4.A 【解析】根据题意可知，拉力大小等于滑动摩擦 零，合外力做功一定为零，但合外力做功为零，合外力 力，当拉力沿斜面向下时，对物块受力分析有F=∫= 不一定为零，例如匀速圆周运动，A项正确，B项错 gcos45°，根据牛顿第二定律有mgsin45°+F-f 误；由动能定理W=△Ek可知，合外力做功越多，动 能变化量越大，但动能不一定越大，动能不变，合外力 =ma,则物块下滑的加速度a-号g,物块滑到底端 做功为零，但合外力不一定为零，C、D项错误。 的过程中重力和摩擦力对物块做的功分别为W。= 2.C【解析】根据动能定理可得W一mgh= 之nv,解 mg·za,·sin45=-f,w,=-4 mgcos45°. 得W=0.4×10X4J+号×0.4×20×20J=96J.C 名4f=一四，根羯图像可知，当重力做功与脖 1 项正确。 擦力做功分别为18J和一6J时，经历的时间相等，代 ·23· ·物理·J必修第二册· 参考答案及解析 入上式解得以=子，A项正确：当拉力沿斜面向上，由 方向的分速度等于物块的速度，则物块的速度1 牛顿第二定律有mngsin45°-F-f=ma2,解得a2 心0s9=25,对物块和小球组成的系统，由动能定 5 6g,重力做的功W。'=mgsin45°·x,合力做的功 理可得F·2H-合M十是M,解得u w合三ma,解得=马则重力做的功为9J时 √严=√便D项正确 合外力做的功为3J,根据动能定理可知物块的动能 7.D【解析】设物体在运动过程中受到的滑动摩擦力 为3J,B项错误；根据上述分析可知拉力分别沿斜面 大小为，物体重力沿斜面的分力大小为G,= 向下和向上时，物块的加速度大小之比=3， a，C项 ngsin37°=6N,根据题意可知，当物体沿斜面向上 运动到xo处时，根据动能定理有(F一G,一f)xo=E 错误：当拉力分别沿斜面向下和向上时，物块滑到底 一0，运动到2x处时，根据动能定理有Fx。一(G,十 端时的速度大小分别为v=√2a1x,2=√2a2x,则 )·2x0=0,当物体沿斜面向下运动到x。处时，根据 速度大小之比号=，D项结误。 动能定理有(G,一Dm=子E。一0，联立解得F 5.D【解析】由题图可知，h=0时，小球的机械能E。= 19.2N,D项正确。 100J,重力势能E。=0,可知小球的初动能E= 8.C【解析】设滑道的倾角为0，高度为h,滑草板与草 100J,h=4m时，重力势能Ep=80J,由E。=mgh, 面之间的动摩擦因数为以，游客从斜草面A点滑到底 解得m=2kg,根据E。=之m话，解得w=10m/s,A 端的过程中，重力做功W。=gh,克服摩擦力做的功 h 项错误：当无空气阻力时，小球上升的高度？= W=mgcos0:sing-ghot0,由于AB'与水平 草面的夹角小于AB与水平草面的夹角，因此甲沿斜 2X10m=5m,当有空气阻力时，小球上升的高度为 102 草面下滑过程中克服摩擦力做的功比乙沿斜草面下 4m则有a=荒=兴m/代=12.5ms,由牛顿第 滑过程中克服摩擦力做的功少，由动能定理可得W。 二定律可得mg+F:=ma,F:=ma-mg=2×(12.5 W=mgh-mgheot0=号m-0,放甲在B点的 一10)N=5N,可知小球所受空气阻力的大小为小球 速率大于乙在B′点的速率，A、B项错误；对游客滑行 自身重力的子，B项错误：小球从抛出开始到最高点 全过程，由动能定理可得mgh一ongcos0·sin9 h 所用的时间t=心一 a=12.5s=0.8s,C项错误；小球离 10 ngs'=0-0,整理得h-hcot0-s'=0,即hcot0十 地面的高度h=3m时，小球的速度大小v= =么，游客的水平位移为hcot9十了=力，故水平位 √6-2ah=√102-2×12.5×3m/s=5m/s,小球 移为定值，与斜面的倾角无关，甲、乙最终停在水平草 的动能E=合md=号×2X5J=25J,D项正确。 面上的同一位置，甲停下时的位置与B的距离和乙 停下时的位置与B的距离不相等，C项正确，D项 6.D【解析】小球从平台的边缘处由静止向右运动2H 错误。 时，设小球的速度为，轻质细线与水平方向的夹角 二、非选择题 为日，如图所示： 9.【解析】(1)重物在水平方向上做匀速直线运动，有d =vt (1分) 所以从A点运动到B点的时间t=20s (1分) 2H0 (2)重物经过B点的竖直分速度vy=at=3m/s (1分) 77777777777777777777 故重物经过B点的合速度大小v=√十(1分) 1 2 由图可知，tan日=之，则有cos0=导5，小球沿细线 解得u=√10m/s (1分) ·24· 高一周测卷 ·物理·J必修第二册· (3)根据动能定理可得W-mgy=2mu一 1 2 mv? 解得x=60m (1分) 11.【解析】(1)初始状态物体处于平衡状态 (1分) 则kxo=mgsin日 (3分) 在竖直方向上的位移=合ad (1分) 解得此时弹簧的形变量x。=0.1m (1分) 联立解得W=60900J (1分) (2)(i)由F-x图像可得F=4.8+100x,设物体运 动的位移为x时，物体的加速度为α 10.【解析】(1)根据题意，在11s末撤去牵引力后，小车 则有F十k(x一x)一ngsin0=ma (2分) 只在阻力F:的作用下做匀减速直线运动，设其加速 0-8 解得a=2.4m/s2 (1分) 度大小为a,根据题图可知a=| 15-17m/s2= 所以，物体做匀加速直线运动 2 m/s2 (1分) 根据运动学公式有=2ax (2分) 根据牛顿第二定律有F,=ma (1分) 代入数据有2=4.8x (1分) 解得F:=2N (1分) (ⅱ)物体位移为0.1m时撤去拉力F,此后物体上 设小车在匀速直线运动阶段的牵引力为F,则F= 滑过程中弹力F弹随形变量x'变化的图像如图所示 公 (1分) Um=8 m/s 根据P=Fvm (1分) 解得P=16W (1分) (2)0~2s的匀加速直线运动过程中，小车的加速度 物体上滑过程中克服弹力所做的功对应图中阴影部 a,-号 (1分) 分的面积，即W=子 (2分) 设小车的牵引力为F,,根据牛顿第二定律有，一 从撤去拉力至物体恰好速度减为0，根据动能定理 F=mar (1分) 有一ngImsin82kxm=0-21w2 (2分) 根据题意有P=Fv (1分) 联立解得=4m/s (1分) 其中2=4.8x=0.48m/s2 (3)在2~11s内对小车由动能定理可得 联立解得m=0.04m (2分) P-F=m-m (1分) ·25·