1、2021届高考物理二轮复习动能定理与能量守恒专练（4）1.如图所示,轻绳一端受到大小为F的水平恒力作用,另一端通过定滑轮与质量为m、可视为质点的小物块相连.开始时轻绳与水平方向的夹角为,当小物块从水平面上的A点被拖动到水平面上的B点时,位移为L,随后从B点沿斜面被拖动到定滑轮O处,间距离也为L,小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为,若小物块从A点运动到B点的过程中,F对小物块做的功为,小物块在段运动过程中克服摩擦力做的功为,则以下结果正确的是( )A. B.C.D.2.如图所示,轻弹簧的上端固定在天花板上,下端挂有物块P,系统处于静止状态.现用一竖直向下的力F作用在物块P上,使其以加速度a做
2、方向竖直向下的匀加速运动.运动一段距离(未超过弹簧的弹性限度),已知加速度a小于重力加速度g,以x表示物块P离开初始位置的位移,则在物块P向下加速运动的过程中,力F、物块P的动能、系统的机械能增量和x之间的关系图像可能正确的是( )A.B.C.D.3.如图所示，固定木板倾角，板水平，长度均为2 m，小物块从A处由静止释放，恰好滑到C处停下来.若调整使其向上倾斜，倾角不超过9，小物块从A处由静止滑下再沿上滑，上滑的距离与倾角有关.不计小物块经过B处时的机械能损失，小物块与各接触面间的动摩擦因数均相同，则小物块沿上滑的最小距离为( )A.B.1 mC.D.4.质量为的物体，在大小恒定的水平拉力F的
3、作用下，沿水平面做直线运动.02 s内F的方向与运动方向相反，24 s内F的方向与运动方向相同，物体的图象如图所示.g取，则( )A.拉力F的大小为100 NB.物体在第4 s时拉力的瞬时功率为60 WC.4 s内拉力所做的功为480 JD.4 s内物体克服摩擦力做的功为480 J5.如图所示，竖直平面内有一半径为R的固定四分之一圆弧轨道与水平轨道相切于最低点B.一质量为m的小物块P（可视为质点）从A处由静止滑下，经过最低点B后沿水平轨道运动，到C处停下，两点间的距离为R，物块P与圆弧轨道、水平轨道之间的动摩擦因数均为.若物块P从A处正上方高度为R处由静止释放后，从A处进入轨道，最终停在水平轨
4、道上D点，两点间的距离为s，下列关系正确的是( )A.B.C.D.6.如图所示,离地高H处有一个质量为m的物体,给物体施加一个水平方向的作用力F,已知F随时间的变化规律为(以向左为正方向,均为大于零的常数),物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为,且.时,将物体压紧在墙壁上由静止释放,若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当物体下滑后脱离墙壁,此时速度大小为,物体最终落在地面上.则下列关于物体的说法,正确的是( )A.当物体沿墙壁下滑时,物体先做加速运动后做匀速直线运动B.物体与墙壁脱离的时刻为C.物体从脱离墙壁到落地之前的运动轨迹是一条直线D.物体克服摩擦力所做的功为7.如图所示,足够长的水平
5、传送带以速度v沿逆时针方向传动,传送带的左端与光滑圆弧轨道底部平滑连接,圆弧轨道上的A点与圆心等高,一小物块从A点由静止滑下,再滑上传送带,经过一段时间又返回圆弧轨道,返回圆弧轨道时小物块恰好能到达A点,则下列说法正确的是( )A.圆弧轨道的半径一定是B.若减小传送带速度,则小物块可能到达不了A点C.若增大传送带速度,则小物块有可能经过圆弧轨道的最高点D.不论传送带速度增大到多大,小物块都不可能到达圆弧轨道的最高点8.如图甲所示，倾角为的足够长的传送带以恒定的速度沿逆时针方向运行。时，将质量的物体（可视为质点）轻放在传送带上，物体相对地面的图像如图乙所示。设沿传送带向下为正方向，重力加速度g取
6、，。则( )A.传送带的速率B.传送带的倾角C.物体与传送带之间的动摩擦因数D.02 s内摩擦力对物体做功9.如图所示，整个空间存在竖直向下的匀强电场，一带正电的小球自A点由静止开始自由下落，到达B点时与绝缘弹簧接触，到达C点时弹簧被压缩至最短，然后被弹回.若不计弹簧质量和空气阻力，在带电小球（小球带电荷量不变）下降过程中，下列判断正确的是( )A.运动过程中小球所受重力和弹力做功之和等于小球动能增加量B.小球由B到C动能先增大后减小C.小球在C点时加速度最大D.小球由B到C的过程中，其动能和弹簧弹性势能之和增大10.质量为1 kg的物体静止在水平且粗糙的地面上，在一水平外力F的作用下运动，如
7、图甲所示.外力F做的功及物体克服摩擦力f做的功与物体位移的关系如图乙所示，重力加速度g取.下列分析正确的是( )A.物体与地面之间的动摩擦因数为0.2B.物体的位移为13 mC.物体在前3 m内的加速度为D.时，物体的速度为11.利用如图甲所示的装置可以做多个力学实验.（1）某同学用此装置测量小车做匀变速直线运动的加速度.用游标卡尺测量遮光条的宽度d，其示数如图乙所示，则_mm.测出小车静止时遮光条到光电门的距离x，从光电计时器上读出遮光条通过光电门的时间为t，则小车的加速度为_.（用测量的物理量表示）（2）若继续用此装置做“探究功与速度变化的关系”的实验，使小车释放点到光电门的距离成倍增加进
8、行多次实验，每次实验时要求小车都由静止释放.如果实验时遮光条通过光电门的时间记为t，通过描点作出图象来反映合力做的功与t的关系，则下图中符合实验事实的是_.下列实验操作中必要的是_.A.调整长木板与水平方向的夹角，在未挂重物时使小车能在长木板上匀速运动B.必须满足重物的质量远小于小车的质量C.保持小车（包括遮光条）和重物的质量不变12.如图所示,是高处的一个平台,右端连接内壁光滑、半径的四分之一细圆管,管口D端正下方一根劲度系数为的轻弹簧竖直于水平地面上,弹簧下端固定,上端恰好与管口D端平齐.一可视为质点的小球在水平地面上的A点斜向上抛出,恰好从B点沿水平方向进入高处平台,间的水平距离为,小球
9、质量.已知平台离地面的高度为,小球与间的动摩擦因数,小球进入管口C端时,它对上管壁有10 N的作用力,通过后,在压缩弹簧过程中小球速度最大时弹簧的弹性势能.若不计空气阻力,取重力加速度大小.求:(1)小球通过C点时的速度大小;(2)平台的长度L;(3)在压缩弹簧过程中小球的最大动能.答案以及解析1.答案：A解析：小物块从A点运动到B点的过程中,F对物块做的功为为F作用点的位移,即绳端移动的长度,物块从A运动到B的过程中,利用几何关系可知,绳子缩短的长度,所以,故A正确,B错误;根据几何关系得斜面倾角为,物块在段运动过程中摩擦力大小,物块在段运动过程中克服摩擦力做的功,故C、D错误.2.答案：B
10、解析：设物块静止时弹簧的形变量为,则有,物块做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可得,解得,故图像应为直线,A错误,B正确;物块P的初动能为零,根据动能定理有,匀加速运动时恒定,故图像应该为过原点的直线,D错误;力F做功对应系统机械能的变化,根据功能关系有,因此图像应为曲线,C错误.3.答案：B解析：段水平时，对小物块从释放到第一次速度为零的过程，由动能定理得，代入数据得，设与水平方向之间的夹角为时，物块沿上滑的距离为x，由动能定理得，即，当，即时，x有最小值，故A、C、D错误，B正确.4.答案：D解析：由图象可得，02 s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为，在匀减速过程中，由牛顿第二定律得，
11、24 s内物体做匀加速直线运动，加速度大小为，有，联立解得，选项A错误；物体在第4 s时拉力的瞬时功率为，选项B错误；4 s内物体通过的位移为，拉力做功为，选项C错误；4 s内物体通过的路程为，克服摩擦力做功为，选项D正确.5.答案：C解析：对小物块P从A由静止滑下到C的过程，设小物块在圆弧轨道上运动克服摩擦力做的功为，由动能定理有，解得；将小物块P从A处正上方高度为R处由静止释放，设小物块在圆弧轨道上运动克服摩擦力做的功为，由于此次小物块在圆弧轨道上任意位置的速度均大于由A处静止释放时运动到同一位置处的速度，则此次小物块在圆弧轨道上同一位置处对圆弧轨道的压力较大，所受的摩擦力较大，则有，由动
12、能定理有，解得；结合可解得，选项C正确.6.答案：BD解析：对物体进行受力分析,竖直方向上,当时,物体静止不动,当时,由牛顿第二定律有,随着F减小,加速度a由零逐渐增大,物体做变加速运动,当时,加速度增大到重力加速度g,此后物体脱离墙壁,故A错误.物体与墙壁脱离时F为零,所以,解得时间,故B正确.物体脱离墙壁时的速度方向向下,之后力F反向,物体所受合外力与速度不在同一条直线上,所以运动轨迹为曲线,故C错误.物体从开始运动到脱离墙壁,F一直不做功,由动能定理得,则物体克服摩擦力所做的功,故D正确.7.答案：BD解析：小物块在圆弧轨道上下滑的过程中机械能守恒,设圆弧轨道的半径为R,根据机械能守恒定
13、律得,所以小物块滑上传送带的初速度.小物块滑上传送带后,由于摩擦力的作用开始减速,速度减小为零之后,又在传送带的摩擦力作用下反向加速,根据小物块的受力情况可知,在减速和加速的过程中小物块的加速度的大小是相等的,若小物块恰好回到A点,小物块返回圆弧轨道底端时的速度大小等于从圆弧轨道下滑到传送带时的初速度大小,只要传送带的速度,小物块就能返回到A点,则,故A错误.若减小传送带速度,仍有,小物块就能返回到A点;若,则小物块返回到圆弧轨道底端时的速度小于,则小物块到达不了A点,故B正确.若增大传送带的速度,由于小物块返回到圆弧轨道底端的速度不变,故小物块只能滑到A点,不能滑到圆弧轨道的最高点,故C错误
14、,D正确.8.答案：ACD解析：由题图乙可知，当物体速度达到时，加速度的大小发生了变化，这是因为此时物体与传送带达到共速，物体受到的滑动摩擦力变向，故A正确；01 s内物体的加速度为，12 s内为，则有，联立解得，故B错误，C正确；设物体的两段位移为，则有，摩擦力对物体做的功为，故D正确。9.答案：BCD解析：小球动能增加量等于重力、弹力和电场力做功之和，故A错误.小球下落过程中在B点弹力为零，小球向下加速，在内某点处弹力等于重力和电场力之和，此时速度最大，此后弹力继续增大，小球向下减速，至C点速度减为零，所以小球由B到C动能先增大后减小，B正确.小球下落与弹簧接触的运动具有对称性，当压缩弹簧
15、速度等于刚接触弹簧时的速度时，加速度等于，再往下压缩，加速度继续增大，故C正确.下落过程中，小球的重力势能和电势能均减少，由能量守恒定律可得，其动能和弹簧的弹性势能之和变大，故D正确.10.答案：ACD解析：设物体与地面之间的动摩擦因数为，则根据可知，解得，整个过程中滑动摩擦力一直做功，故物体的位移，选项A正确，B错误；前3 m内拉力，物体在前3 m内的加速度，选项C正确；由动能定理得，当时，代入解得物体的速度为，选项D正确.11.答案：（1）5.50；（2）DC解析：（1）由游标卡尺的读数规则知.小车通过光电门时的速度，由匀变速直线运动规律可得，故.（2）设重物的质量为m，小车的质量为M，则
16、合力做的功，选项D正确.对重物由牛顿第二定律有，对小车由牛顿第二定律有，又，可得，解得，又且不变，要想小车做匀加速直线运动的加速度不变，只需保持小车（包括遮光条）和重物的质量不变即可，没必要平衡摩擦力，也没必要满足重物的质量远小于小车的质量.12.答案：(1)2 m/s(2)1.25 m(3)4.5 J解析：(1)小球通过C点时,它对上管壁有的作用力,根据牛顿第三定律可知上管壁对它也有向下的作用力,根据牛顿第二定律有,得;(2)小球从A点抛出到B点所用时间,到B点时速度,小球从B到C的过程中,根据动能定理有,解得平台的长度;(3)小球压缩弹簧速度最大时,加速度为零,则,弹簧的压缩量,从C位置到小球的速度最大的过程中,根据小球与弹簧组成的系统机械能守恒,则有,得.