高考物理试题《动能定理及应用》高频试题特训（2017年最新版） - 高考物理题库

1、计算题 (18分)玩具小车连同固定在小车上的水平皮带运输机总质量M=2kg，静止在光滑水平面上；皮带顺时针转动，相对小车的速度保持为600)makesmallpic(this,600,1800) ">

1、计算题 (18分)玩具小车连同固定在小车上的水平皮带运输机总质量M=2kg，静止在光滑水平面上；皮带顺时针转动，相对小车的速度保持为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/wk3hnri5i2f.png\" style=\"vertical-align:middle;\">=3m/s；可视为质点的带正电小物块质量m＝1kg，电荷量q=0.01C，以水平初速600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/mmumkrek1ot.png\" style=\"vertical-align:middle;\">＝9m/s从皮带左端滑上皮带；皮带与小物块间动摩擦因数600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/qorcjuaye5s.png\" style=\"vertical-align:middle;\">＝0.8，设整个装置绝缘，小物块在运动过程中q保持不变，g取10m/s2。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/fftsnsh5zuc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
（1）若皮带足够长，求小物块刚滑上传送带时，物块、小车的加速度大小？小车最终能达到最大速度？
（2）小车右侧足够远处有一内壁光滑、绝缘的竖直圆形轨道，其半径R=\"0.25m\" 。轨道最下端C点与AB等高，C点处有一小缺口，可以让绝缘小物块射入圆形轨道内。小物块以600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/urfei32l1dy.png\" style=\"vertical-align:middle;\">＝5m/s的速度从C处的小缺口冲入圆轨道，在其冲入瞬间，轨道所在空间立即施加一竖直方向的匀强电场。若要使小物块不脱离圆轨道，则匀强电场的大小与方向应满足什么条件？

参考答案：（1）600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/hv0zzkxturq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?（2）电场方向竖直向下，600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/s42on435blc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">或者600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/2hzqq2kpvma.png\" style=\"vertical-align:middle;\">粒子不会脱离轨道；?电场方向竖直向上，600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/5lfjsnfyltk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，粒子不会脱离轨道

本题解析：（1）小物块与传送带之间有相对运动，产生滑动摩擦力，设物块和小车的加速度分别为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/wl1surzvqc5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">和600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/2jx4535gxk1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，则有600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/1wylq1w5rrg.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/1o3vwvzngyr.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
设经过时间t，物块和传送带速度相等，此后物块和传送带之间没有相对运动没有摩擦力，物块不再减速，小车不再加速，此时，小车速度最大600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/crzh5l50h3z.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/5p0k3bxwror.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/r55ifhbspni.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
而小车和传送带之间的相对速度600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/wk3hnri5i2f.png\" style=\"vertical-align:middle;\">=3m/s，所以传送带速度600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/yklapzdp2tl.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
整理得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/hv0zzkxturq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
（2）①物块带正电，若电场方向竖直向下，沿轨道上升的高度600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/vs3gzmqiljh.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，物块就会不脱离轨道，
根据动能定理有600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/cgprnb4a2qn.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
整理得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/s42on435blc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，
即竖直向下的电场强度600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/s42on435blc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">时粒子不会脱离轨道
②若电场方向竖直向下，若小球能够通过最高点，物块也不会脱离轨道
根据动能定理有600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/geo33xyyvl2.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
要通过圆周运动最高点：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/dy2qmpyh5vf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/2hzqq2kpvma.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
③根据②分析可知，电场竖直向下600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/2hzqq2kpvma.png\" style=\"vertical-align:middle;\">时，电场力重力都做负功，粒子都可以通过最高点，那么电场方向竖直向上，电场力小于重力时，粒子同样可以通过最高点。
④若电场方向竖直向上，且电场力大于重力，则粒子若在C点脱离轨道做离心运动则有600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/p01j3picv0x.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
整理得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/hxxlcw3ohj0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
综上，电场方向竖直向下，600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/s42on435blc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">或者600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/2hzqq2kpvma.png\" style=\"vertical-align:middle;\">粒子不会脱离轨道
电场方向竖直向上，600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/5lfjsnfyltk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，粒子不会脱离轨道

本题难度：一般

2、计算题（15分）如图甲所示，物体A、B的质量分别是mA=4.0㎏和mB=3.0㎏，用轻弹簧相连放在光滑水平面上，物体B右侧与竖直墙相接触。另有一物体C从t=0时以一定速度向右运动，在t=4时与物体A相碰，并立即与A粘在一起不再分开。物块C的v-t图像如图乙所示。求：
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/5l4uualfxrf.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
（1）物块C的质量mc；
（2）墙壁对物块B的弹力在4s到8s的时间内对B做的功W及在4s到12s的时间内对B的冲量I的大小和方向；
（3）B离开墙后弹簧具有的最大弹性势能ＥP.

参考答案：（1）600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/smjxd1b3brq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">（2）600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/uuy1q2tmuy4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，方向向右（3）600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/fi2isuusabq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">

本题解析：(15分)
解：（1）由图可知，600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/tpgvarffwmt.png\" style=\"vertical-align:middle;\">与600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/hkjbqdu4tev.png\" style=\"vertical-align:middle;\">碰前速度为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/l1wjxdeg45k.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，碰后速度为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/v5o54ma5fxa.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/tpgvarffwmt.png\" style=\"vertical-align:middle;\">与600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/hkjbqdu4tev.png\" style=\"vertical-align:middle;\">碰撞过程动量守恒。
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/hyamcpn3mkw.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?---------------------------（2分）?
代入已知条件得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/smjxd1b3brq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">---------------------------（1分）
（2）墙对物体600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/f4fjx4tjbm1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">不做功，600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/toxax4fihtu.png\" style=\"vertical-align:middle;\">。---------------------------（2分）
由图可知，600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/t42pbljwv1x.png\" style=\"vertical-align:middle;\">末600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/hkjbqdu4tev.png\" style=\"vertical-align:middle;\">和600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/tpgvarffwmt.png\" style=\"vertical-align:middle;\">的速度为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/wh4ymuhlm23.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/zbn1eh4spnd.png\" style=\"vertical-align:middle;\">到12s，墙对600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/f4fjx4tjbm1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">的冲量为
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/jmke3gru4tc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，---------------------------（2分）
代入已知条件得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/uuy1q2tmuy4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，方向向右。---------------------------（1分）
（3）12s末600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/f4fjx4tjbm1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">离开墙壁，之后600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/hkjbqdu4tev.png\" style=\"vertical-align:middle;\">、600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/f4fjx4tjbm1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">、600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/tpgvarffwmt.png\" style=\"vertical-align:middle;\">及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/z5cu43gldzb.png\" style=\"vertical-align:middle;\">与600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/f4fjx4tjbm1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">速度600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/cys0nworjho.png\" style=\"vertical-align:middle;\">相等时弹簧性势能最大。
由动量守恒和能能定理可知
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/anq3pad2le1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">---------------------------（3分）
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/ika0cmnhprm.png\" style=\"vertical-align:middle;\">---------------------------（3分）
解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/fi2isuusabq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?----------------------------------（1分）
本题考查的是动量守恒和动能定理的应用问题。首先根据系统动量守恒可得C的质量；然后根据动量定理计算出冲量；最后根据动量守恒和机械能守恒计算出势能；

本题难度：一般

3、选择题如图所示长木板A放在光滑的水平地面上，物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲到木板A上到相对板A静止的过程中，下述说法中正确是（　　）
A．物体B动能的减少量等于系统损失的机械能
B．物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量
C．物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和
D．摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量
600)makesmallpic(this,600,1800);\' alt=\"91考试网\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/rlb5ycd5r0a.png\">

参考答案：A、物体B动能的减少量等于A的机械能增量和系统损失的机械能之和，故A错误
B、由动能定理可知，物体B克服摩擦力做的功就是物体B动能的减少量，故B错误
C、物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和，故C正确
D、摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量，故D正确
故选CD

本题解析：

本题难度：简单

4、简答题如图，倾角为θ的粗糙斜面的底端有一凹形小滑块，在底端竖直线上离底端高度为H处有一个小球，小球以一定的水平速度v0抛出．
（1）要使小球垂直打在斜面上，试推导小球离斜面底端的高度H与小球速度v0之间的关系．
（2）若斜面倾角θ=37°，凹形小滑块的质量m=1kg，小滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25．现小滑块以某一初速度从斜面底端上滑，同时在斜面底端正上方的小球以初速度3m/s水平抛出，经过一段时间，小球恰好垂直斜面方向落入凹槽，此时，小滑块还在上滑过程中．求小滑块运动的时间和小滑块的动能变化量．（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）
600)makesmallpic(this,600,1800);\' alt=\"\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/5kgqkytott1.png\">

参考答案：（1）小球做平抛运动：
v0=vytanθ，vy=gt，
小球下落的高度：h1=12gt2，
小球的水平位移：x=v0t，
小球的落点到斜面底端的竖直高度：h2=xtanθ，
综上可得，小球抛出点到斜面底端的竖直高度：
H=h1+h2=v022g(2+cot2θ)；
（2）小滑块运动的时间与小球的时间相同：
t=v0gtanθ=0.4s，
滑块运动的位移：s=xcosθ=1.5m，
滑块受到的合外力：F=mgsinθ+μmgcosθ=8N，
根据动能定理可得滑块的动能变化量为：△EK=-Fs=-12J；
答：（1）小球离斜面底端的高度H与小球速度v0之间的关系为H=h1+h2=v022g(2+cot2θ)；
（2）小滑块运动的时间为0.4s，小滑块的动能变化量为-12J．

本题解析：

本题难度：一般

5、计算题如图所示，在场强E=104 N/C的水平匀强电场中，有一根长l=15 cm的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m=3 g、电荷量q=2×10-6 C的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，则小球到达最低点B的速度是多大？（取g=10 m/s2）
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/zl55aj0jqme.gif\">

参考答案：解：小球在下落过程中，重力做正功，电场力做负功
WG=mg·OB=mgl =3×10-3 kg×10 N/kg×0.15 m=4.5×10-3 J
W电=- qE·OA=- qEl=-2×10-6 C×104 N/C×0.15 m=-3×10-3 J
根据动能定理W=WG+W电=600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/trxxigt1xfs.gif\">
解得：v=1 m/s

本题解析：

本题难度：一般