格物学 力学动能和动能定理

动能的定义及表达式-动能和动能定理知识点教师选题进阶单选题自测题解析-湖南省等高中物理,平均正确率44.00000000000001%

2025-06-23
动能的定义及表达式-动能和动能定理知识点教师选题进阶单选题自测题解析-湖南省等高中物理,平均正确率44.00000000000001%
1、['动能的定义及表达式', '电场强度的表达式和单位', '电势的计算']

正确率40.0%如图甲所示,在某电场中的$${{O}}$$点先后无初速度释放两个正点电荷Ⅰ和Ⅱ,电荷仅在电场力的作用下沿直线向$${{A}}$$运动,两电荷的动能$${{E}_{k}}$$随位移$${{s}}$$变化的关系如图乙所示.若Ⅰ的电荷量为$${{q}{,}}$$则可知(

C

A.电荷Ⅱ的电荷量为$$\frac{q} {2}$$

B.电荷Ⅱ受到的电场力大小为 $$F_{\mathrm{I I}}={\frac{E_{\mathrm{k 0}}} {s_{0}}}$$

C.$${{A}}$$点场强大小$$E={\frac{E_{\mathrm{k 0}}} {q s_{0}}}$$

D.若选$${{O}}$$点为电势零点,则$${{A}}$$点的电势为$$\varphi_{A}=\frac{E_{\mathrm{k 0}}} {q}$$

2、['动能的定义及表达式', '匀变速直线运动的速度与时间的关系', '物理学史、物理常识、研究方法']

正确率40.0%伽利略在《关于两门新科学的对话》中写道:$${{“}}$$我们将木板的一头抬高,使之略呈倾斜、再让铜球由静止滚下$${{…}}$$为了测量时间,我们把一只盛水的大容器置于高处,在容器底部焊上一根口径很细的管子,用小杯子收集每次下降时由细管流出的水,然后用极精密的天平称水的重量$${{…}{”}}$$若将小球由静止滚下获得的动能设为$${{E}_{k}}$$,对应时间内收集的水的质量记为$${{m}}$$,则$${{m}}$$与$${{E}_{k}}$$的比例关系为(  )

B

A.$${{m}{∝}{{E}_{k}}}$$

B.$$m \propto E_{\bf k}^{\frac{1} {2}}$$

C.$$m \propto E_{\mathrm{k}}^{\frac{2} {3}}$$

D.$$m \propto E_{\mathrm{k}}^{\frac{3} {2}}$$

3、['动能的定义及表达式', 'v-t图像斜率意义,及v-t图像求加速度', '从受力确定运动情况', 'a-t图像', '运动的其他图像']

正确率40.0%一质量为$${{m}}$$的滑块以初速度$${{v}_{0}}$$自固定在地面上的粗糙斜面的底端开始冲上斜面,到达某一高度后又自动返回至斜面底端,图中分别给出了在整个运动过程中滑块的速度$${{v}{、}}$$加速度大小$${{a}{、}}$$动能$${{E}_{k}}$$及机械能$${{E}}$$随时间$${{t}}$$的变化关系图线,则其中可能正确的是(规定斜面底端所在水平面为零势能参考平面$${){(}}$$

B

A.

B.

C.

D.

4、['动能的定义及表达式']

正确率40.0%下列说法中正确的是(

D

A.运动的物体动能不变,该物体所受的合外力必定为零

B.运动的物体动能不变,该物体所受的合外力一定不为零

C.物体做变速运动,其动能必变化

D.物体做变速运动,其动能可能不变

5、['动能的定义及表达式']

正确率60.0%已知甲$${、}$$乙两物体的动能相等,则下列说法中正确的是(

D

A.若甲的速度是乙的$${{4}}$$倍,则甲的质量是乙的$$\frac{1} {2}$$

B.若甲的速度是乙的$${{2}}$$倍,则甲的质量是乙的$$\frac{1} {2}$$

C.若甲的质量是乙的$${{2}}$$倍,则甲的速度是乙的$$\frac{1} {2}$$

D.若甲的质量是乙的$${{4}}$$倍,则甲的速度是乙的$$\frac{1} {2}$$

6、['环绕天体运动参量的分析与计算', '动能的定义及表达式']

正确率40.0%如图所示,两卫星$${{A}{,}{B}}$$围绕地球做匀速圆周运动,已知两卫星的质量相等,卫星$${{A}}$$与地心的距离为$${{r}}$$,卫星$${{A}}$$的动能为$${{E}_{k}}$$,卫星$${{B}}$$的动能比卫星$${{A}}$$小$${{Δ}{{E}_{k}}{。}}$$则卫星$${{B}}$$与地心的距离为

A

A.$$\frac{E_{k}} {E_{k}-\Delta E_{k}} r$$

B.$$\frac{E_{k}} {\Delta E_{k}} r$$

C.$$\frac{\Delta E_{k}} {E_{k}-\Delta E_{k}} r$$

D.$$\frac{E_{k}-\Delta E_{k}} {\Delta E_{k}} r$$

7、['动能的定义及表达式', '功能关系的应用', '对弹性势能概念的理解']

正确率40.0%物体从某一高度自由落到直立于地面上的轻弹簧上,如图在$${{A}}$$点开始与弹簧接触,到$${{B}}$$点物体速度为零,则$${{(}{)}}$$

A

A.物体在$${{B}}$$点的动能为零

B.物体从$${{A}}$$到$${{B}}$$的过程中,弹性势能不断减小

C.物体从$${{A}}$$到$${{B}}$$的过程中,重力势能不断增大

D.物体从$${{A}}$$到$${{B}}$$的过程中,动能不断减小

8、['v-t图像斜率意义,及v-t图像求加速度', '动能的定义及表达式', '功率的概念、计算', '匀速直线运动']

正确率40.0%平抛运动可以分解为水平和竖直方向的两个直线运动,在同一坐标系中作出这两个分运动的$${{v}{−}{t}}$$图线,如图所示.若平抛运动的时间大于$${{2}{{t}_{1}}}$$,下列说法中正确的是(

A

A.图线$${{b}}$$的斜率为一常量,与坐标轴标度的选取无关

B.$${{t}_{1}}$$时刻的速度方向与初速度方向夹角为$${{3}{0}^{∘}}$$

C.$${{2}{{t}_{1}}}$$时刻的动能是初动能的$${{4}}$$倍

D.$${{0}{∼}{{t}_{1}}}$$时间内重力的功率与$$t_{1} \sim2 t_{1}$$时间内重力的功率之比为$${{1}{:}{4}}$$

9、['动能的定义及表达式', '重力做功与重力势能变化的关系', '机械能的概念及计算', '判断系统机械能是否守恒', '牛顿第三定律的内容及理解']

正确率40.0%$${{“}}$$

C

A.空气对$${{“}}$$竹蜻蜓$${{”}}$$的作用力大于$${{“}}$$竹蜻蜓$${{”}}$$对空气的作用力

B.$${{“}}$$竹蜻蜓$${{”}}$$的动能一直增加

C.$${{“}}$$竹蜻蜓$${{”}}$$的重力势能一直增加

D.$${{“}}$$竹蜻蜓$${{”}}$$的机械能守恒

10、['动能的定义及表达式', '曲线运动的位移和速度', '曲线运动的概念和性质', '物体做曲线运动的条件', '动量的定义、单位和矢量性']

正确率60.0%做曲线运动的物体在运动过程中,下列说法错误的是$${{(}{)}}$$

A

A.加速度一定改变

B.动能大小不一定改变

C.动量一定改变

D.速度方向一定改变

1. 解析:

根据动能定理,电荷在电场中运动时,动能的变化等于电场力做的功,即 $$E_k = Fs$$。由图乙可知,电荷Ⅰ的动能 $$E_{k0}$$ 随位移 $$s_0$$ 线性变化,故电场力 $$F_I = \frac{E_{k0}}{s_0}$$。同理,电荷Ⅱ的动能变化为 $$\frac{E_{k0}}{2}$$ 时位移为 $$s_0$$,故电场力 $$F_{II} = \frac{E_{k0}/2}{s_0} = \frac{E_{k0}}{2s_0}$$。由于电场力 $$F = qE$$,且两电荷在同一电场中,故 $$F_{II} = \frac{q_{II}}{q} F_I$$,解得 $$q_{II} = \frac{q}{2}$$,选项A正确。选项B中 $$F_{II} = \frac{E_{k0}}{s_0}$$ 是错误的,应为 $$F_{II} = \frac{E_{k0}}{2s_0}$$。选项C中 $$E = \frac{E_{k0}}{q s_0}$$ 是电荷Ⅰ的场强表达式,但题目未说明是电荷Ⅰ还是Ⅱ的场强,因此不全面。选项D中 $$\varphi_A = \frac{E_{k0}}{q}$$ 是电荷Ⅰ的电势能变化,若以O点为电势零点,则A点电势为 $$\varphi_A = \frac{E_{k0}}{q}$$,正确。

最终答案:A、D

2. 解析:

根据能量守恒,小球滚下获得的动能 $$E_k$$ 等于重力势能减少量 $$mgh$$,即 $$E_k = mgh$$。水流时间 $$t$$ 与小球运动时间相同,且 $$h \propto t^2$$(自由落体规律),故 $$E_k \propto t^2$$。水的质量 $$m$$ 与时间 $$t$$ 成正比(流量恒定),因此 $$m \propto t \propto \sqrt{E_k}$$,即 $$m \propto E_k^{1/2}$$。

最终答案:B

3. 解析:

滑块上滑时速度减小,下滑时速度增大,但方向相反,故速度-时间图像应为先减后增的曲线,选项A可能正确。加速度上滑时为 $$a = g\sin\theta + \mu g\cos\theta$$,下滑时为 $$a = g\sin\theta - \mu g\cos\theta$$,大小不变,选项B错误。动能 $$E_k$$ 先减小后增大,但不对称,选项C可能正确。机械能因摩擦力做功而不断减小,选项D错误。

最终答案:A、C

4. 解析:

动能不变说明合外力不做功,但合外力不一定为零(如匀速圆周运动),选项A错误,B错误。变速运动可能是速度方向改变而大小不变(如匀速圆周运动),动能可能不变,选项C错误,D正确。

最终答案:D

5. 解析:

动能公式为 $$E_k = \frac{1}{2}mv^2$$。若甲的速度是乙的4倍,则甲的质量需为乙的 $$\frac{1}{16}$$ 才能动能相等,选项A错误。若甲的速度是乙的2倍,则甲的质量需为乙的 $$\frac{1}{4}$$,选项B错误。若甲的质量是乙的2倍,则甲的速度需为乙的 $$\frac{1}{\sqrt{2}}$$,选项C错误。若甲的质量是乙的4倍,则甲的速度需为乙的 $$\frac{1}{2}$$,选项D正确。

最终答案:D

6. 解析:

卫星动能 $$E_k = \frac{1}{2}mv^2$$,而圆周运动速度 $$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$,故 $$E_k \propto \frac{1}{r}$$。设卫星B的动能为 $$E_k - \Delta E_k$$,则 $$\frac{E_k}{E_k - \Delta E_k} = \frac{r_B}{r}$$,解得 $$r_B = \frac{E_k}{E_k - \Delta E_k} r$$。

最终答案:A

7. 解析:

物体在B点速度为零,动能为零,选项A正确。从A到B,弹簧压缩量增大,弹性势能增大,选项B错误。高度降低,重力势能减小,选项C错误。动能先增大后减小,选项D错误。

最终答案:A

8. 解析:

图线b为竖直分速度 $$v_y = gt$$,斜率 $$g$$ 为常量,与坐标标度无关,选项A正确。$$t_1$$ 时刻 $$v_y = gt_1$$,初速度 $$v_0$$,夹角 $$\theta$$ 满足 $$\tan\theta = \frac{gt_1}{v_0}$$,若 $$\theta = 30^\circ$$,则需 $$gt_1 = \frac{v_0}{\sqrt{3}}$$,题目未说明,选项B错误。$$2t_1$$ 时刻速度 $$v = \sqrt{v_0^2 + (2gt_1)^2}$$,动能 $$E_k = \frac{1}{2}m(v_0^2 + 4g^2t_1^2)$$,若 $$v_0 = gt_1$$,则 $$E_k$$ 为初动能的4倍,但题目未说明,选项C不全面。重力功率 $$P = mgv_y$$,$$0 \sim t_1$$ 与 $$t_1 \sim 2t_1$$ 的平均功率之比为 $$1:3$$,选项D错误。

最终答案:A

9. 解析:

空气对“竹蜻蜓”的作用力与“竹蜻蜓”对空气的作用力是作用力与反作用力,大小相等,选项A错误。“竹蜻蜓”动能可能先增加后不变,选项B错误。高度增加,重力势能一直增加,选项C正确。机械能因空气阻力做功可能不守恒,选项D错误。

最终答案:C

10. 解析:

曲线运动中加速度方向可能不变(如平抛运动),选项A错误。动能可能不变(如匀速圆周运动),选项B正确。动量方向一定改变,选项C正确。速度方向一定改变,选项D正确。

最终答案:A

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