2023年高考物理三年高考物理-動(dòng)能定理的應(yīng)用一

專題23動(dòng)能定理的應(yīng)用（一）

1.（2021?湖南）“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組用多節(jié)車廂提供動(dòng)力，從而達(dá)到提速的目的?？傎|(zhì)量為機(jī)的動(dòng)車組在平直

的軌道上行駛。該動(dòng)車組有四節(jié)動(dòng)力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率均為尸，若動(dòng)車組所受的阻力與其

速率成正比（場=人，%為常量），動(dòng)車組能達(dá)到的最大速度為%。下列說法正確的是（）

A.動(dòng)車組在勻加速啟動(dòng)過程中，牽引力恒定不變

B.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，則動(dòng)車組從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)

3

C.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為2.25尸，則動(dòng)車組勻速行駛的速度為

D.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車組從靜止啟動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t達(dá)到最大速度%,則這一過程中

該動(dòng)車組克服阻力做的功為-P，

2.（2018?天津）滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾喜愛，某滑雪運(yùn)動(dòng)員（可視為質(zhì)點(diǎn)）由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形

滑道從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)8的過程中，由于摩擦力的存在，運(yùn)動(dòng)員的速率不變，則運(yùn)動(dòng)員沿

下滑過程中（）

A.合外力做功一定大于零

B.所受摩擦力大小不變

C.合外力始終與速度垂直

D.機(jī)械能始終保持不變

3.（2015?海南）如圖，一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置，軌道兩端等高；質(zhì)量為根的質(zhì)點(diǎn)自軌道端

點(diǎn)P由靜止開始滑下，滑到最低點(diǎn)。時(shí)，對(duì)軌道的正壓力為2mg,重力加速度大小為g,質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q

的過程中，克服摩擦力所做的功為（）

C兀C

C.gmgRD.—mgR

4.（2014?全國）一物體靜止在粗糙水平地面上，現(xiàn)用一大小為B的水平拉力拉動(dòng)物體，經(jīng)過一段時(shí)間后其

速度變?yōu)関,若將水平拉力的大小改為物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時(shí)間后速度變?yōu)?v,對(duì)于上述兩個(gè)

過程，用叫】、叫2分別表示拉力B、政所做的功，也，、也2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功，則（）

A.Wf7>2.WflB.%2>4%,Wf2=2Wfl

C.叼2=2叼ID.%2<4%,Wf2<2Wfi

5.（2021.湖北）如圖（a）所示，一物塊以一定初速度沿傾角為30。的固定斜面上滑，運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力大

小/恒定，物塊動(dòng)能&與運(yùn)動(dòng)路程s的關(guān)系如圖（b）所示。重力加速度大小取10m/s2,物塊質(zhì)量相和所受

A.m=0.7kg,/=0.5NB.m=0.7kg,/=1.0N

C.機(jī)=0.8kg,/=0.5ND.m=0.8kg,/=1.0N

6.（2020?江蘇）如圖所示，一小物塊由靜止開始沿斜面向下滑動(dòng)，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑

連接，且物塊與斜面、物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為常數(shù)。該過程中，物塊的動(dòng)能耳與水平位移尤關(guān)系

的圖象是（）

7.（2017?江蘇）一小物塊沿斜面向上滑動(dòng)，然后滑回到原處.物塊初動(dòng)能為EM與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不

變，則該過程中，物塊的動(dòng)能及與位移無關(guān)系的圖線是（）

8.（2014?上海）如圖所示，豎直平面內(nèi)的軌道I和n都由兩段細(xì)直桿連接而成，兩軌道長度相等。用相同

的水平恒力將穿在軌道最低點(diǎn)8處的靜止小球，分別沿I和n推至最高點(diǎn)4所需時(shí)間分別為打、3動(dòng)能

增量分別為AEki、溫2。假定球在經(jīng)過軌道轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后速度的大小不變，且球與I、II軌道間的動(dòng)摩擦因

A.八線1>AEk2;ti>t2B.AEki=AEk2；ti>t2

；；

C.AEkl>A￡k2ti<t2D.AEk]=A￡k2ti<t2

9.（2019?浙江）如圖所示為某一游戲的局部簡化示意圖.D為彈射裝置，是長為21m的水平軌道，傾斜

直軌道BC固定在豎直放置的半徑為R=10m的圓形支架上，B為圓形的最低點(diǎn)，軌道AB與BC平滑連接，

且在同一豎直平面內(nèi).某次游戲中，無動(dòng)力小車在彈射裝置。的作用下，以vo=lOm/s的速度滑上軌道

并恰好能沖到軌道8c的最高點(diǎn).已知小車在軌道AB上受到的摩擦力為其重量的0.2倍，軌道8C光滑，則

小車從A到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是（）

A.5s

B.4.8s

C.4.4s

D.3s

10.（2018?全國）如圖，是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，油水平，長度為2R,兒是半徑為R的四分之一

的圓弧，與外相切于b點(diǎn)。一質(zhì)量為優(yōu)的小球，始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自。點(diǎn)處從

靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g。小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)，機(jī)械能的增量為（）

A.ImgR

B.4mgR

C.5mgR

D.6mgR

11.（2015?全國）如圖所示，一半徑為R,粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平.一

質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點(diǎn)進(jìn)入軌道.質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最低點(diǎn)N時(shí),

對(duì)軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小.用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中克服摩擦力所做

的功.貝U（）

-T-0777

B.?貯,"仰鰥?，質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)Q點(diǎn)

C.忸=2m或?，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q后，繼續(xù)上升一段距離

q-

D.>"■\癡密感，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)QB,繼續(xù)上升一段距離

二、多選題

12.（2016?全國）如圖，一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面；在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為相

的質(zhì)點(diǎn)尸。它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過程中，克服摩擦力做的功為卬。重力加速度大小為g。設(shè)

質(zhì)點(diǎn)尸在最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度的大小為容器對(duì)它的支持力大小為N,則（）

13.（2015?上海）小球用輕繩懸掛在。點(diǎn)，在水平恒力pMgtan。作用下，小球從靜止開始由A經(jīng)2向C運(yùn)

動(dòng).則小球（）

A.先加速后減速

B.在2點(diǎn)加速度為零

C.在C點(diǎn)速度為零

D.在C點(diǎn)加速度為gtand

14.（2022?福建）一物塊以初速度%自固定斜面底端沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后回到斜面底端。該物體的

動(dòng)能舔隨位移尤的變化關(guān)系如圖所示，圖中%、線1、%均已知。根據(jù)圖中信息可以求出的物理量有（）

A.重力加速度大小B.物體所受滑動(dòng)摩擦力的大小

C.斜面的傾角D.沿斜面上滑的時(shí)間

15.（2022?全國）質(zhì)量為1kg的物塊在水平力尸的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)，/與時(shí)間f

的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為02重力加速度大小取g=10m/s2。則（）

"F/N

4——

I???t/s

0246

-4

A.4s時(shí)物塊的動(dòng)能為零

B.6s時(shí)物塊回到初始位置

C.3s時(shí)物塊的動(dòng)量為12kg-m/s

D.0~6s時(shí)間內(nèi)尸對(duì)物塊所做的功為40J

16.（2021?遼寧）冰滑梯是東北地區(qū)體驗(yàn)冰雪運(yùn)動(dòng)樂趣的設(shè)施之一、某冰滑梯的示意圖如圖所示，螺旋滑道

的摩擦可忽略：傾斜滑道和水平滑道與同一滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃相同，因滑板不同〃滿足<A<L2〃°。

在設(shè)計(jì)滑梯時(shí)，要確保所有游客在傾斜滑道上均減速下滑，且滑行結(jié)束時(shí)停在水平滑道上，以下L、心的

,4/1h

B.L\=~~,Lr2=-

3No3pi。

3hh

D.LTi=~—,LT2=——

2AoAo

17.（2021?全國）一質(zhì)量為機(jī)的物體自傾角為a的固定斜面底端沿斜面向上滑動(dòng)。該物體開始滑動(dòng)時(shí)的動(dòng)

F

能為《，向上滑動(dòng)一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動(dòng)，到達(dá)斜面底端時(shí)動(dòng)能為已知sina=0.6,

重力加速度大小為g。則（）

A.物體向上滑動(dòng)的距離為恐

2mg

B.物體向下滑動(dòng)時(shí)的加速度大小為何

C.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)等于0.5

D.物體向上滑動(dòng)所用的時(shí)間比向下滑動(dòng)的時(shí)間長

18.（2019?江蘇）如圖所示，輕質(zhì)彈簧的左端固定，并處于自然狀態(tài)。小物塊的質(zhì)量為如從A點(diǎn)向左沿水

平地面運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧后被彈回，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)恰好靜止。物塊向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為s,與地面間的動(dòng)摩擦

因數(shù)為〃，重力加速度為g,彈簧未超出彈性限度。在上述過程中（）

A.彈簧的最大彈力為〃加g

B.物塊克服摩擦力做的功為2〃加gs

C.彈簧的最大彈性勢能為〃加gs

D.物塊在A點(diǎn)的初速度為

三、解答題

19.(2022?北京)利用物理模型對(duì)問題進(jìn)行分析，是重要的科學(xué)思維方法。

(1)某質(zhì)量為根的行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌跡為橢圓，在近日點(diǎn)速度為叼，在遠(yuǎn)日點(diǎn)速度為也。求從近日點(diǎn)到

遠(yuǎn)日點(diǎn)過程中太陽對(duì)行星所做的功W；

(2)設(shè)行星與恒星的距離為r,請(qǐng)根據(jù)開普勒第三定律=無)及向心力相關(guān)知識(shí)，證明恒星對(duì)行星的

作用力P與/■的平方成反比；

(3)宇宙中某恒星質(zhì)量是太陽質(zhì)量的2倍，單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的能量是太陽的16倍。設(shè)想地球“流浪”

后繞此恒星公轉(zhuǎn)，且在新公轉(zhuǎn)軌道上的溫度與“流浪”前一樣。地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為Ti,繞此恒星公轉(zhuǎn)

的周期為乃，求工

20.(2017?江蘇)如圖所示，兩個(gè)半圓柱A、B緊靠著靜置于水平地面上，其上有一光滑圓柱C,三者半徑

均為凡C的質(zhì)量為根，A、B的質(zhì)量都為與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為〃。現(xiàn)用水平向右的力拉A,使

A緩慢移動(dòng)，直至C恰好降到地面。整個(gè)過程中B保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速

度為g。求：

(1)未拉A時(shí)，C受到B作用力的大小F；

(2)動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值阿加；

(3)A移動(dòng)的整個(gè)過程中，拉力做的功W。

21.(2016?上海)風(fēng)洞是研究空氣動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備.如圖，將剛性桿水平固定在風(fēng)洞內(nèi)距地面高度8=3.2

m處，桿上套一質(zhì)量相=3kg,可沿桿滑動(dòng)的小球.將小球所受的風(fēng)力調(diào)節(jié)為尸=15N,方向水平向左.小球

以初速度vo=8m/s向右離開桿端，假設(shè)小球所受風(fēng)力不變，取g=10m/s2.求：

(1)小球落地所需時(shí)間和離開桿端的水平距離;

(2)小球落地時(shí)的動(dòng)能.

(3)小球離開桿端后經(jīng)過多少時(shí)間動(dòng)能為78J?

22.（2015?山東）如圖甲所示，物塊與質(zhì)量為m的小球通過不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩跨過兩等高定滑輪連接.物

塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上，小球與右側(cè)滑輪的距離為I.開始時(shí)物塊和小球均

靜止，將此時(shí)傳感裝置的示數(shù)記為初始值.現(xiàn)給小球施加一始終垂直于細(xì)繩的力，將小球緩慢拉起至細(xì)繩

與豎直方向成60。角，如圖乙所示，此時(shí)傳感裝置的示數(shù)為初始值的1.25倍；再將小球由靜止釋放，當(dāng)運(yùn)動(dòng)

至最低位置時(shí)，傳感裝置的示數(shù)為初始值的0.6倍.不計(jì)滑輪的大小和摩擦，重力加速度的大小為g.求:

，，，，，，，，而而而加

⑴物塊的質(zhì)量;

（2）從釋放到運(yùn)動(dòng)至最低位置的過程中，小球克服空氣阻力所做的功.

23.（2021?全國）如圖，一傾角為。的光滑斜面上有50個(gè)減速帶（圖中未完全畫出），相鄰減速帶間的距離

均為“，減速帶的寬度遠(yuǎn)小于&一質(zhì)量為機(jī)的無動(dòng)力小車（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距第一個(gè)減速帶Z處由靜止釋

放。已知小車通過減速帶損失的機(jī)械能與到達(dá)減速帶時(shí)的速度有關(guān)。觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過第30個(gè)減速帶后，

在相鄰減速帶間的平均速度均相同。小車通過第50個(gè)減速帶后立刻進(jìn)入與斜面光滑連接的水平地面，繼續(xù)

滑行距離s后停下。已知小車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，重力加速度大小為g。

（1）求小車通過第30個(gè)減速帶后，經(jīng)過每一個(gè)減速帶時(shí)損失的機(jī)械能；

（2）求小車通過前30個(gè)減速帶的過程中在每一個(gè)減速帶上平均損失的機(jī)械能；

（3）若小車在前30個(gè)減速帶上平均每一個(gè)損失的機(jī)械能大于之后每一個(gè)減速帶上損失的機(jī)械能，則工應(yīng)

滿足什么條件？

（無動(dòng)力）小車

24.（2020?全國）如圖，相距L=H.5m的兩平臺(tái)位于同一水平面內(nèi)，二者之間用傳送帶相接。傳送帶向右勻

速運(yùn)動(dòng)，其速度的大小v可以由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)需要設(shè)定。質(zhì)量〃z=10kg的載物箱（可視為質(zhì)點(diǎn)），以初速度

vo=5.Om/s自左側(cè)平臺(tái)滑上傳送帶。載物箱與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.10,重力加速度取g=10m/s2。

（1）若v=4.0m/s,求載物箱通過傳送帶所需的時(shí)間；

（2）求載物箱到達(dá)右側(cè)平臺(tái)時(shí)所能達(dá)到的最大速度和最小速度;

⑶若尸6.0m/s,載物箱滑上傳送帶加=j13|s后，傳送帶速度突然變?yōu)榱?。求載物箱從左側(cè)平臺(tái)向右側(cè)平臺(tái)運(yùn)

動(dòng)的過程中，傳送帶對(duì)它的沖量。

25.（2019?浙江）某砂場為提高運(yùn)輸效率，研究砂粒下滑的高度與砂粒在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，建立如圖所

示的物理模型.豎直平面內(nèi)有一傾角。=37。的直軌道AB,其下方右側(cè)放置一水平傳送帶，直軌道末端B與

傳送帶間距可近似為零，但允許砂粒通過.轉(zhuǎn)輪半徑R=0.4m、轉(zhuǎn)軸間距L=2m的傳送帶以恒定的線速度逆

時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)輪最低點(diǎn)離地面的高度H=2.2m.現(xiàn)將一小物塊放在距離傳送帶高h(yuǎn)處靜止釋放，假設(shè)小物塊

從直軌道B端運(yùn)動(dòng)到達(dá)傳送帶上C點(diǎn)時(shí)，速度大小不變，方向變?yōu)樗较蛴?已知小物塊與直軌道和傳送

帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為（i=0.5.（sin37°=0.6）

（1）若h=2.4m,求小物塊到達(dá)B端時(shí)速度的大??；

（2）若小物塊落到傳送帶左側(cè)地面，求h需要滿足的條件

（3）改變小物塊釋放的高度h,小物塊從傳送帶的D點(diǎn)水平向右拋出，求小物塊落地點(diǎn)到D點(diǎn)的水平距離

x與h的關(guān)系式及h需要滿足的條件.

26.（2023?浙江）為了探究物體間碰撞特性，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。水平直軌道A3、和水平傳送

帶平滑無縫連接，兩半徑均為R=0.4m的四分之一圓周組成的豎直細(xì)圓弧管道與軌道和足夠長的