2020版高考物理二輪復(fù)習 第一部分 專題復(fù)習訓練 2-4 動能定理、能量守恒定律真題對點練（含解析）

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1、動能定理、能量守恒定律 1．(2017年高考·課標全國卷Ⅲ)如圖2—4—22所示，一質(zhì)量為m，長度為l的均勻柔軟細繩PQ豎直懸掛．用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端P相距l(xiāng).重力加速度大小為g.在此過程中，外力做的功為(　　) 圖2—4—22 A.mgl B.mgl C.mgl D.mgl 解析：QM段繩的質(zhì)量為m′＝m，未拉起時，QM段繩的重心在QM中點處，與M點距離為l，繩的下端Q拉到M點時，QM段繩的重心與M點距離為l，此過程重力做功WG＝－m′g(l－l)＝－mgl，對繩的下端Q拉到M點的過程，應(yīng)用動能定理，可知外力做功W＝

2、－WG＝mgl，可知A項正確． 答案：A 2．(2018年高考·課標全國卷Ⅱ)如圖2—4—23所示，某同學用繩子拉動木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路面運動至具有某一速度．木箱獲得的動能一定(　　) 圖2—4—23 A．小于拉力所做的功 B．等于拉力所做的功 C．等于克服摩擦力所做的功 D．大于克服摩擦力所做的功 解析：由題意知，W拉－W阻＝ΔEk，則W拉＞ΔEk，A對，B錯；W阻與ΔEk的大小關(guān)系不確定，C、D錯． 答案：A 3．(2018年高考·課標全國卷Ⅲ)(多選)地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機通過豎井運送到地面．某豎井中礦車提升的速度大小v隨時間t的變化關(guān)系如

3、圖2—4—24所示，其中圖線①②分別描述兩次不同的提升過程，它們變速階段加速度的大小都相同；兩次提升的高度相同，提升的質(zhì)量相等．不考慮摩擦阻力和空氣阻力．對于第①次和第②次提升過程(　　) 圖2—4—24 A．礦車上升所用的時間之比為4∶5 B．電機的最大牽引力之比為2∶1 C．電機輸出的最大功率之比為2∶1 D．電機所做的功之比為4∶5 解析：由圖線①知，礦車上升總高度h＝·2t0＝v0t0 由圖線②知，加速階段和減速階段上升高度和 h1＝·(＋)＝v0t0 勻速階段：h－h(huán)1＝v0·t′，解得t′＝t0 故第②次提升過程所用時間為＋t0＋＝t0， 兩次上升所用時間

4、之比為2t0∶t0＝4∶5，A對； 對礦車受力分析，當?shù)V車向上做加速直線運動時，電機的牽引力最大，由于加速階段加速度相同，故加速時牽引力相同，B錯； 在加速上升階段，由牛頓第二定律知， F－mg＝ma，F(xiàn)＝m(g＋a) 第①次在t0時刻，功率P1＝F·v0＝(mg＋ma)v0， 第②次在時刻，功率P2＝F·＝(mg＋ma)， 第②次在勻速階段P2′＝F′·＝mg·

5、豎直向上拋出一物體，其機械能E總等于動能Ek與重力勢能Ep之和．取地面為重力勢能零點，該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖2—4—25所示．重力加速度取10 m/s2.由圖中數(shù)據(jù)可得(　　) 圖2—4—25 A．物體的質(zhì)量為2 kg B．h＝0時，物體的速率為20 m/s C．h＝2 m時，物體的動能Ek＝40 J D．從地面至h＝4 m，物體的動能減少100 J 解析：A.Ep＝mgh，所以圖象斜率為mg，故mg＝＝20 N，解得m＝2 kg，故A正確；B.h＝0時，Ep＝0，Ek＝E總－Ep＝100 J－0＝100 J，故mv2＝100 J，解得：v＝10 m/

6、s，故B錯誤；C.h＝2 m時，Ep＝40 J，Ek＝ E總－Ep＝90 J－40 J＝50 J，故C錯誤；D.h＝0時，Ek＝E機－Ep＝100 J－0＝100 J，h＝4 m時，Ek′＝E總－Ep＝80 J－80 J＝0 J，故Ek－Ek′＝100 J，故D正確． 答案：AD 5．(2019年高考·課標全國卷Ⅲ)從地面豎直向上拋出一物體，物體在運動過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運動方向相反的外力作用．距地面高度h在3 m以內(nèi)時，物體上升、下落過程中動能Ek隨h的變化如圖2—4—26所示．重力加速度取10 m/s2.該物體的質(zhì)量為(　　) 圖2—4—26 A．2

7、 kg B．1.5 kg C．1 kg D．0.5 kg 解析：對上升過程，由動能定理，－(F＋mg)h＝Ek－Ek0，得Ek＝Ek0－(F＋mg)h，即F＋mg＝k＝12 N；由Ek－h(huán)圖象可知物體上升的最大高度為6 m，下落過程，(mg－F)(6－h(huán))＝Ek，即mg－F＝k′＝8 N，聯(lián)立兩公式，得到m＝1 kg、F＝2 N. 答案：C 6．(2019年高考·課標全國卷Ⅲ)空間存在一方向豎直向下的勻強電場，O、P是電場中的兩點．從O點沿水平方向以不同速度先后發(fā)射兩個質(zhì)量均為m的小球A、B.A不帶電，B的電荷量為q(q>0)．A從O點發(fā)射時的速度大小為v0，到達P點所用時間為t；B從O點到達P點所用時間為.重力加速度為g，求 (1)電場強度的大?。? (2)B運動到P點時的動能． 解：(1)設(shè)電場強度的大小為E，小球B運動的加速度為a.根據(jù)牛頓定律、運動學公式和題給條件，有 mg＋qE＝ma① a()2＝gt2② 解得E＝③ (2)設(shè)B從O點發(fā)射時的速度為v1，到達P點時的動能為Ek，O、P兩點的高度差為h，根據(jù)動能定理有 Ek－mv12＝mgh＋qEh④ 且有v1＝v0t⑤ h＝gt2⑥ 聯(lián)立③④⑤⑥式得 Ek＝2m(v02＋g2t2)⑦ - 6 -