專題21 動能- 十年（2014-2023）高考物理真題分項匯編（全國通）含解析

專題21動能-十年（2014-2023）高考物理真題分項匯編（全國通用）專題21動能一、單選題1．（2023·浙江）鉛球被水平推出后的運動過程中，不計空氣阻力，下列關于鉛球在空中運動時的加速度大小a、速度大小v、動能Ek和機械能E隨運動時間t的變化關系中，正確的是（）A．

B．

C．

D．

2．（2023·遼寧）如圖（a），從高處M點到地面N點有Ⅰ、Ⅱ兩條光滑軌道。兩相同小物塊甲、乙同時從M點由靜止釋放，沿不同軌道滑到N點，其速率v與時間t的關系如圖（b）所示。由圖可知，兩物塊在離開M點后、到達N點前的下滑過程中（）

A．甲沿I下滑且同一時刻甲的動能比乙的大B．甲沿Ⅱ下滑且同一時刻甲的動能比乙的小C．乙沿I下滑且乙的重力功率一直不變D．乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大3．（2023·江蘇）滑塊以一定的初速度沿粗糙斜面從底端上滑，到達最高點B后返回到底端。利用頻閃儀分別對上滑和下滑過程進行拍攝，頻閃照片示意圖如圖所示。與圖乙中相比，圖甲中滑塊（）

A．受到的合力較小 B．經(jīng)過A點的動能較小C．在A、B之間的運動時間較短 D．在A、B之間克服摩擦力做的功較小4．（2022·浙江）單位為J/m的物理量是（）A．力 B．功 C．動能 D．電場強度5．（2017·浙江）如圖所示，無人機在空中勻速上升時，不斷增加的能量是（）A．動能 B．動能、重力勢能C．重力勢能、機械能 D．動能、重力勢能、機械能6．（2020·全國）如圖，在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個坑，該坑沿摩托車前進方向的水平寬度為3h，其左邊緣a點比右邊緣b點高0.5h。若摩托車經(jīng)過a點時的動能為E1，它會落到坑內c點。c與a的水平距離和高度差均為h；若經(jīng)過a點時的動能為E2，該摩托車恰能越過坑到達b點。等于（）A．20 B．18 C．9.0 D．3.07．（2018·全國）高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動．在啟動階段，列車的動能()A．與它所經(jīng)歷的時間成正比B．與它的位移成正比C．與它的速度成正比D．與它的動量成正比8．（2016·全國）一質點做速度逐漸增大的勻加速直線運動，在時間間隔t內位移為s，動能變?yōu)樵瓉淼?倍.該質點的加速度為A． B． C． D．9．（2018·江蘇）從地面豎直向上拋出一只小球，小球運動一段時間后落回地面。忽略空氣阻力，該過程中小球的動能Ek與時間t的關系圖像是（

）A． B．C． D．10．（2018·全國）在一斜面頂端，將質量相等的甲乙兩個小球分別以和的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時的動能與乙球落至斜面時的動能之比為（

）A． B． C． D．11．（2017·全國）2017年4月，我國成功發(fā)射的天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道（可視為圓軌道）運行。與天宮二號單獨運行時相比，組合體運行的（

）A．周期變大 B．速率變大 C．動能變大 D．向心加速度變大12．（2017·上海）從大型加速器射出的電子束總能量約為500GeV（1GeV＝1.6×10-10J），此能量最接近（

）A．一只爬行的蝸牛的動能 B．一個奔跑的孩子的動能C．一輛行駛的轎車的動能 D．一架飛行的客機的動能13．（2016·全國）一質點做速度逐漸增大的勻加速直線運動，在時間間隔t內位移為s，動能變?yōu)樵瓉淼?倍。該質點的加速度為（）A． B． C． D．14．（2014·安徽）“人造小太陽”托卡馬克裝置使用強磁場約束高溫等離子體，使其中的帶電粒子被盡可能限制在裝置內部，而不與裝置器壁碰撞，已知等離子體中帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度T成正比，為約束更高溫度的等離子體，則需要更強的磁場，以使帶電粒子在磁場中的運動半徑不變，由此可判斷所需的磁感應強度B正比于（）A． B． C． D．二、多選題15．（2018·海南）如圖（a），一長木板靜止于光滑水平桌面上，t=0時，小物塊以速度v0滑到長木板上，圖（b）為物塊與木板運動的v-t圖像，圖中t1、v0、v1已知。重力加速度大小為g。由此可求得（）A．木板的長度B．物塊與木板的質量之比C．物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)D．從t=0開始到t1時刻，木板獲得的動能三、解答題16．（2023·遼寧）某大型水陸兩柄飛機具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演練中，該飛機在水而上由靜止開始勻加速直線滑行并汲水，速度達到v?=80m/s時離開水面，該過程滑行距離L=1600m、汲水質量m=1.0×10?kg。離開水面后，飛機琴升高度h=100m時速度達到v?=100m/s，之后保持水平勻速飛行，待接近目標時開始空中投水。取重力加速度g=10m/s2。求：（1）飛機在水面滑行階段的加速度a的大小及滑行時間t；（2）整個攀升階段，飛機汲取的水的機械能增加量ΔE。17．（2014·四川）石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強度及超強導電、導熱等非凡的物理化學性質有望使21世紀的世界發(fā)生革命性變化，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010年諾貝爾物理學獎，用石墨烯超級纜繩，人類搭建“太空電梯”的夢想有望在本世紀實現(xiàn)，科學家們設想，通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉沿著這條纜繩運行，實現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物質交換。（1）若“太空電梯”將貨物從赤道基站運到距地面高度為h1的同步軌道站，求軌道站內質量為m1的貨物相對地心運動的動能，設地球自轉的角速度為ω，地球半徑為R；（2）當電梯倉停在距地面高度h2=4R的站點時，求倉內質量m2=50kg的人對水平地板的壓力大小，取地面附近的重力加速度g=10m/s2，地球自轉的角速度ω=7.3×10-5rad/s，地球半徑R=6.4×103km。四、填空題18．（2014·上海）動能相等的兩物體A、B在光滑水平面上沿同一直線相向而行，它們的速度大小之比，則動量之比___；兩者碰后粘在一起運動，其總動量與A原來動量大小之比___．19．（2014·上海）動能相等的兩人造地球衛(wèi)星A、B的軌道半徑之比，它們的角速度之比____，質量之比_____．

專題21動能一、單選題1．（2023·浙江）鉛球被水平推出后的運動過程中，不計空氣阻力，下列關于鉛球在空中運動時的加速度大小a、速度大小v、動能Ek和機械能E隨運動時間t的變化關系中，正確的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】D【解析】A．由于不計空氣阻力，鉛球被水平推出后只受重力作用，加速度等于重力加速度，不隨時間改變，故A錯誤；B．鉛球被水平推出后做平拋運動，豎直方向有則拋出后速度大小為可知速度大小與時間不是一次函數(shù)關系，故B錯誤；C．鉛球拋出后的動能可知動能與時間不是一次函數(shù)關系，故C錯誤；D．鉛球水平拋出后由于忽略空氣阻力，所以拋出后鉛球機械能守恒，故D正確。故選D。2．（2023·遼寧）如圖（a），從高處M點到地面N點有Ⅰ、Ⅱ兩條光滑軌道。兩相同小物塊甲、乙同時從M點由靜止釋放，沿不同軌道滑到N點，其速率v與時間t的關系如圖（b）所示。由圖可知，兩物塊在離開M點后、到達N點前的下滑過程中（）

A．甲沿I下滑且同一時刻甲的動能比乙的大B．甲沿Ⅱ下滑且同一時刻甲的動能比乙的小C．乙沿I下滑且乙的重力功率一直不變D．乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大【答案】B【解析】AB．由圖乙可知，甲下滑過程中，甲做勻加速直線運動，則甲沿Ⅱ下滑，乙做加速度逐漸減小的加速運動，乙沿I下滑，任意時刻甲的速度都小于乙的速度，可知同一時刻甲的動能比乙的小，A錯誤，B正確；CD．乙沿I下滑，開始時乙速度為0，到點時乙豎直方向速度為零，根據(jù)瞬時功率公式可知重力瞬時功率先增大后減小，CD錯誤。故選B。3．（2023·江蘇）滑塊以一定的初速度沿粗糙斜面從底端上滑，到達最高點B后返回到底端。利用頻閃儀分別對上滑和下滑過程進行拍攝，頻閃照片示意圖如圖所示。與圖乙中相比，圖甲中滑塊（）

A．受到的合力較小 B．經(jīng)過A點的動能較小C．在A、B之間的運動時間較短 D．在A、B之間克服摩擦力做的功較小【答案】C【解析】A．因為頻閃照片時間間隔相同，對比圖甲和乙可知圖甲中滑塊加速度大，是上滑階段；根據(jù)牛頓第二定律可知圖甲中滑塊收到的合力較大；故A錯誤；B．從圖甲中的A點到圖乙中的A點，先上升后下降，重力做功為0，摩擦力做負功；根據(jù)動能定理可知圖甲經(jīng)過A點的動能較大，故B錯誤；C．由于圖甲中滑塊加速度大，根據(jù)可知圖甲在A、B之間的運動時間較短，故C正確；D．由于無論上滑或下滑均受到滑動摩擦力大小相等，故圖甲和圖乙在A、B之間克服摩擦力做的功相等，故D錯誤；故選C。4．（2022·浙江）單位為J/m的物理量是（）A．力 B．功 C．動能 D．電場強度【答案】A【解析】根據(jù)功的定義式可知則有因N是力的單位，故單位為J/m的物理量是力。故選A。5．（2017·浙江）如圖所示，無人機在空中勻速上升時，不斷增加的能量是（）A．動能 B．動能、重力勢能C．重力勢能、機械能 D．動能、重力勢能、機械能【答案】C【解析】無人機在勻速上升過程中，它的質量不變，速度不變，則動能不變；同時高度增加，其重力勢能增加；因機械能等于動能與勢能的總和，所以無人機的機械能增加。故選C。6．（2020·全國）如圖，在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個坑，該坑沿摩托車前進方向的水平寬度為3h，其左邊緣a點比右邊緣b點高0.5h。若摩托車經(jīng)過a點時的動能為E1，它會落到坑內c點。c與a的水平距離和高度差均為h；若經(jīng)過a點時的動能為E2，該摩托車恰能越過坑到達b點。等于（）A．20 B．18 C．9.0 D．3.0【答案】B【解析】有題意可知當在a點動能為E1時，有根據(jù)平拋運動規(guī)律有當在a點時動能為E2時，有根據(jù)平拋運動規(guī)律有聯(lián)立以上各式可解得故選B。7．（2018·全國）高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動．在啟動階段，列車的動能()A．與它所經(jīng)歷的時間成正比B．與它的位移成正比C．與它的速度成正比D．與它的動量成正比【答案】B【解析】AC．根據(jù)初速度為零勻變速直線運動規(guī)律可知，在啟動階段，列車的速度與時間成正比，即v=at由動能公式可知列車動能與速度的二次方成正比，與時間的二次方成正比，AC錯誤；B．由可知列車動能與位移x成正比，B正確；D．由動量公式可知列車動能即與列車的動量二次方成正比，D錯誤。故選B。8．（2016·全國）一質點做速度逐漸增大的勻加速直線運動，在時間間隔t內位移為s，動能變?yōu)樵瓉淼?倍.該質點的加速度為A． B． C． D．【答案】A【解析】設初速度為v0，末速度為vt，加速度為a，則位移為：，初動能為，末動能為，因為動能變?yōu)樵瓉淼?倍，所以有

聯(lián)立解得：；．由加速度定義可得：，故A正確，BCD錯誤．【點睛】由題意知，動能變?yōu)樵瓉淼?倍，可解得末速度和初速度的倍數(shù)關系，結合位移公式，可分別求出初速度和末速度，再由加速度的定義求得質點的加速度．9．（2018·江蘇）從地面豎直向上拋出一只小球，小球運動一段時間后落回地面。忽略空氣阻力，該過程中小球的動能Ek與時間t的關系圖像是（

）A． B．C． D．【答案】A【解析】小球做豎直上拋運動時，速度根據(jù)動能得故選A。10．（2018·全國）在一斜面頂端，將質量相等的甲乙兩個小球分別以和的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上。甲球落至斜面時的動能與乙球落至斜面時的動能之比為（

）A． B． C． D．【答案】B【解析】設斜面傾角為，小球落在斜面上速度方向偏向角為，甲球以速度拋出，落在斜面上，如圖所示根據(jù)平拋運動的推論可得所以甲、乙兩個小球落在斜面上時速度偏向角相等；對甲有對乙有聯(lián)立可得由于甲、乙兩球質量相等，所以甲球落至斜面時的動能與乙球落至斜面時的動能之比為故選B。11．（2017·全國）2017年4月，我國成功發(fā)射的天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道（可視為圓軌道）運行。與天宮二號單獨運行時相比，組合體運行的（

）A．周期變大 B．速率變大 C．動能變大 D．向心加速度變大【答案】C【解析】對于繞地球運行的航天器，地球對它的外有引力提供向心力，則由公式可知，，半徑不變，周期不變，速率不變，向心加速度不變。由于質量增加，所以動能增大，故C正確，ABD錯誤。故選C。12．（2017·上海）從大型加速器射出的電子束總能量約為500GeV（1GeV＝1.6×10-10J），此能量最接近（

）A．一只爬行的蝸牛的動能 B．一個奔跑的孩子的動能C．一輛行駛的轎車的動能 D．一架飛行的客機的動能【答案】A【解析】500GeV＝500×1.6×10-10J=8×10-8J；一只爬行的蝸牛的質量約為5g，速度約為1mm/s，則動能；故500GeV接近于一只爬行的蝸牛的動能，故選A.13．（2016·全國）一質點做速度逐漸增大的勻加速直線運動，在時間間隔t內位移為s，動能變?yōu)樵瓉淼?倍。該質點的加速度為（）A． B． C． D．【答案】A【解析】設初速度為，末速度為，根據(jù)題意可得解得根據(jù)可得解得代入解得故選A。14．（2014·安徽）“人造小太陽”托卡馬克裝置使用強磁場約束高溫等離子體，使其中的帶電粒子被盡可能限制在裝置內部，而不與裝置器壁碰撞，已知等離子體中帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度T成正比，為約束更高溫度的等離子體，則需要更強的磁場，以使帶電粒子在磁場中的運動半徑不變，由此可判斷所需的磁感應強度B正比于（）A． B． C． D．【答案】A【解析】粒子在磁場中做勻速圓周運動，即粒子運動的動能為由此可知，運動半徑R不變時，有故選A。二、多選題15．（2018·海南）如圖（a），一長木板靜止于光滑水平桌面上，t=0時，小物塊以速度v0滑到長木板上，圖（b）為物塊與木板運動的v-t圖像，圖中t1、v0、v1已知。重力加速度大小為g。由此可求得（）A．木板的長度B．物塊與木板的質量之比C．物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)D．從t=0開始到t1時刻，木板獲得的動能【答案】BC【解析】A．根據(jù)題意只能求出物塊與木板的相對位移，不知道木塊最終停在哪里，無法求出木板的長度，A錯誤；BC．由圖像的斜率表示加速度求出長木板的加速度為小物塊的加速度根據(jù)牛頓第二定律得解得BC正確；D．由于不知道木板的質量，無法求出從t=0開始到t1時刻，木板獲得的動能，D錯誤。故選BC。三、解答題16．（2023·遼寧）某大型水陸兩柄飛機具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演練中，該飛機在水而上由靜止開始勻加速直線滑行并汲水，速度達到v?=80m/s時離開水面，該過程滑行距離L=1600m、汲水質量m=1.0×10?kg。離開水面后，飛機琴升高度h=100m時速度達到v?=100m/s，之后保持水平勻速飛行，待接近目標時開始空中投水。取重力加速度g=10m/s2。求：（1）飛機在水面滑行階段的加速度a的大小及滑行時間t；（2）整個攀升階段，飛機汲取的水的機械能增加量ΔE?！敬鸢浮浚?），；（2）【解析】（1）飛機做從靜止開始做勻加速直線運動，平均速度為，則解得飛機滑行的時間為飛機滑行的加速度為（2）飛機從水面至處，水的機械能包含水的動能和重力勢能，則機械能變化量為17．（2014·四川）石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強度及超強導電、導熱等非凡的物理化學性質有望使21世紀的世界發(fā)生革命性變化，