高考物理二轮复习 第五章 能量和动量单元质量检测.doc

单元质量检测(五)能量和动量一、选择题(第14题只有一项正确，第58题有多项正确)1. (2017广州执信中学模拟)如图所示，水平路面上有一辆质量为m的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力f向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离l的过程中，下列说法正确的是()a人对车的推力f做的功为flb人对车做的功为malc车对人的作用力大小为mad车对人的摩擦力做的功为(fma)l解析：选a根据功的公式可知，人对车做功为wfl，故a正确；在水平方向上，由牛顿第二定律可知，车对人的作用力为fma，人对车的作用力为ma，故人对车做的功为wmal，故b错误；因车对人还有支持力，大小等于mg，故车对人的作用力为n，故c错误；对人由牛顿第二定律得ffma，解得fmaf，车对人的摩擦力做功为wfl(fma)l，故d错误。2(2017马鞍山模拟)汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速运动。汽车所受阻力恒定，下列汽车功率p与时间t的关系图像中，能正确描述上述过程的是()解析：选c根据pfv，ff阻ma，做匀加速运动时，vat，所以pfat，故功率与时间成正比；做匀速运动时，合力为零，即ff阻，pfvf阻v，可知汽车由匀加速运动变为匀速运动，要求牵引力f突然减小，功率突然减小，然后保持不变，所以a、b、d错误；c正确。3. (2017陕西西安一中模拟)如图所示，光滑水平面ob与足够长粗糙斜面bc交于b点。轻弹簧左端固定于竖直墙面，现用质量为m1的滑块压缩弹簧至d点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经b点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上。不计滑块在b点的机械能损失，换用材料相同、质量为m2的滑块(m2m1)压缩弹簧至同一点d后，重复上述过程，下列说法正确的是()a两滑块到达b点时速度相同b两滑块沿斜面上升的最大高度相同c两滑块上升到最高点的过程中克服重力做的功不相同d两滑块上升到最高点的过程中机械能损失相同解析：选d两滑块到达b点的动能相同，但质量不同，则速度不同，故a错误；两滑块在斜面上运动时加速度相同，由于初速度不同，故上升的最大高度不同，故b错误；两滑块上升到最高点过程克服重力做功可表示为mgh，由能量守恒定律得epmgh mgcot ，所以mgh，故两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同，故c错误；由能量守恒定律得e损wfmgcos mghcot ep，故d正确。4. (2017河北衡水中学模拟)如图，质量分别为m11.0 kg和m22.0 kg的弹性小球a、b，用轻绳紧紧的把它们捆在一起，使它们发生微小的形变。该系统以速度v00.10 m/s沿光滑水平面向右做直线运动。某时刻轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动。经过时间t5.0 s后，测得两球相距s4.5 m，则下列说法错误的是()a刚分离时，a球的速度大小为0.7 m/sb刚分离时，b球的速度大小为0.2 m/sc刚分离时，a、b两球的速度方向相同d两球分开过程中释放的弹性势能为0.27 j解析：选c系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：(m1m2)v0m1v1m2v2，位移：sv1tv2t，代入数据解得：v10.70 m/s，v20.20 m/s，符号表示速度方向与正方向相反，故选项a、b正确，c错误；由能量守恒定律得：(m1m2)vepm1vm2v，代入数据解得：ep0.27 j，选项d正确。5.一物体静止在粗糙水平面上，某时刻受到一沿水平方向的恒定拉力作用开始沿水平方向做直线运动，已知在第1 s内合力对物体做的功为45 j，在第1 s末撤去拉力，物体整个运动过程的vt图像如图所示，g取10 m/s2，则()a物体的质量为5 kgb物体与水平面间的动摩擦因数为0.1c第1 s内摩擦力对物体做的功为60 jd第1 s内拉力对物体做的功为60 j解析：选bd由动能定理有45 j，第1 s末速度v3 m/s，解出m10 kg，故a错误；撤去拉力后加速度的大小a m/s21 m/s2，摩擦力fma10 n，又fmg，解出0.1，故b正确；第1 s内物体的位移x1.5 m，第1 s内摩擦力对物体做的功wfx15 j，故c错误；第1 s内加速度的大小a1 m/s23 m/s2，设第1 s内拉力为f，则ffma1，第1 s内拉力对物体做的功wfx60 j，故d正确。6(2015浙江高考)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为3.0104 kg，设起飞过程中发动机的推力恒为1.0105 n；弹射器有效作用长度为100 m，推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则()a弹射器的推力大小为1.1106 nb弹射器对舰载机所做的功为1.1108 jc弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8107 wd舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2解析：选abd对舰载机应用运动学公式v202ax，解得加速度a32 m/s2，选项d正确；设总推力为f，对舰载机应用牛顿第二定律可知：f20%fma，得f1.2106 n，而发动机的推力为1.0105 n，则弹射器的推力为f推(1.21061.0105)n1.1106 n，选项a正确；弹射器对舰载机所做的功为wf推l1.1108 j，选项b正确；弹射过程所用的时间为t s2.5 s，平均功率p w4.4107 w，选项c错误。7(2017湖南长沙雅礼中学模拟)如图甲所示，静止在地面上的一个物体在竖直向上的拉力作用下开始运动，在向上运动的过程中，物体的动能ek与位移x的关系图像如图乙所示，其中在0h过程中的图线为平滑曲线，h2h过程中的图线为平行于横轴的直线，2h3h过程中的图线为一倾斜的直线，不计空气阻力，下列说法正确的是()a物体上升到h高处时，拉力的功率为零b在0h过程中拉力大小为2mgc在h2h过程中物体机械能增加d在2h3h过程中物体的机械能不变解析：选cd由动能定理得ek(fmg)x，题图乙图线的斜率表示合外力，在0h过程中，斜率逐渐减小到零，则拉力逐渐减小到等于mg，合力减小为零，则在上升到高度为h时，由题图可知，fmg，速度为v，则功率为pmgv，拉力的功率不为零，故a、b错误；在h2h过程中，物体匀速上升，拉力做正功，物体的机械能增加，故c正确；在2h3h过程中，图线斜率恒定，为mg，则物体受到的合力为mg，物体只受重力，机械能守恒，故d正确。8. (2017四川成都七中模拟)如图所示，某极限运动爱好者(可视为质点)尝试一种特殊的高空运动。他身系一定长度的弹性轻绳，从距水面高度大于弹性轻绳原长的p点以水平初速度v0跳出。他运动到图中a点时弹性轻绳刚好拉直，此时速度与竖直方向的夹角为，轻绳与竖直方向的夹角为，b为运动过程的最低点(图中未画出)，在他运动的整个过程中未触及水面，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是()a极限运动爱好者从p点到b点的运动过程中机械能守恒b极限运动爱好者从p点到a点时间的表达式为tc极限运动爱好者到达a点时，tan tan d弹性轻绳原长的表达式为l解析：选bd极限运动爱好者从p点到b点的运动过程中，爱好者和弹性轻绳组成的系统机械能守恒，爱好者的机械能不守恒，故a错误；极限运动爱好者从p点到a点的过程中做平抛运动，根据几何关系有tan ，解得vy，则运动时间t，故b正确；根据几何关系得：tan 22tan ，故c错误；根据几何关系得：弹性轻绳原长的表达式l，故d正确。二、计算题9如图所示，一条轨道固定在竖直平面内，水平段ab粗糙，其距离为s3 m。在b点平滑过度，bcd段光滑，cd段是以o为圆心、半径为r0.4 m的一小段圆弧。质量为m2 kg的小物块静止于a处，在一与水平方向成角的恒力f作用下开始沿轨道匀加速运动，小物块到达b处时撤去该恒力，小物块继续运动到d处时速度水平，此时轨道对小物块的支持力大小为fn15 n。小物块与ab段的动摩擦因数为0.5，g取10 m/s2。求：(1)小物块到达b点时的速度大小vb；(2)恒力f的最小值fmin。(计算结果可用分式或根号表示)解析：(1)在d点：mgfn从b到d由机械能守恒得：mvmvmgr联立得vb3 m/s。(2)在a到b的过程中有：v2asfcos (mgfsin )ma由数学知识，解得f n n当sin()1时，fmin n。答案：(1)3 m/s(2) n10(2017广西桂林质检)如图所示，静置于水平地面上的三辆手推车沿一直线排列，质量均为m，人在极短的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动，当车运动了距离l时与第二辆车相碰，两车以共同速度继续运动了距离l时与第三车相碰，三车以共同速度又运动了距离l时停止。车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍，重力加速度为g，若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用，碰撞时间很短，忽略空气阻力，求：(1)整个过程中摩擦阻力所做的总功；(2)人给第一辆车水平冲量的大小。解析：(1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为w，则wkmgl2kmgl3kmgl6kmgl。即整个过程中摩擦阻力所做的总功为6kmgl。(2)设第一辆车的初速度为v0，第一次碰前速度为v1，碰后共同速度为v2，第二次碰前速度为v3，碰后共同速度为v4，则由动量守恒得mv12mv22mv23mv4kmglmvmvk(2m)gl(2m)v(2m)vk(3m)gl0(3m)v由以上各式得v02，所以人给第一辆车水平冲量的大小imv02m。答案：(1)6kmgl(2)2m11. (2017江苏泰州中学模拟)如图所示，传送带ab总长为l10 m，与一个半径为r0.4 m的光滑四分之一圆弧轨道bc相切于b点，传送带速度恒为v6 m/s，方向向右，现有一个滑块以一定初速度从a点水平滑上传送带，滑块质量为m10 kg，滑块与传送带间的动摩擦因数为0.1，已知滑块运动到b端时，刚好与传送带同速，求：(1)滑块的初速度；(2)滑块能上升的最大高度；(3)求滑块第二次在传送带上滑行时，滑块和传送带系统产生的内能。解析：(1)以滑块为研究对象，滑块在传送带上运动过程中，当滑块初速度大于传送带速度时，有mglmv2mv，解得v02 m/s；当滑块初速度小于传送带速度时，有mglmv2mv，解得v04 m/s。(2)由动能定理可得mgh0mv2，解得h1.8 m。(3)以滑块为研