【志鸿优化设计】高考物理二轮总复习 专项能力训练 专题7 动量和能量（含解析）.doc

专题7动量和能量(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)1.下列说法正确的是()a.物体速度变化越大,则加速度一定越大b.物体动量发生变化,则物体的动能一定变化c.合外力对系统做功为零,则系统机械能一定守恒d.系统所受合外力为零,则系统的动量一定守恒2.如图所示,a、b两物体质量相等,b上连有一轻质弹簧,且静止,水平面光滑,a以速度v通过弹簧与b正碰,则()当弹簧压缩最大时,弹簧具有的弹性势能等于a初动能的一半当弹簧压缩最大时,a的动能恰为零碰后,a以大小为的速度被弹回来,b也获得大小为的速度碰后,a静止,而b以原速度v沿原来方向运动a.b.c.d.3.如图所示,小车ab放在光滑水平面上,a端固定一个轻弹簧,b端粘有油泥,ab总质量为m,质量为m的木块c放在小车上,用细绳连接于小车的a端并使弹簧压缩,开始时ab和c都静止,当突然烧断细绳,c被释放,使c离开弹簧向b端冲去,并跟b端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,以下说法正确的是()a.弹簧伸长过程中c向右运动,同时ab也向右运动b.c与b碰前,c与ab的速率之比为mmc.c与油泥粘在一起后,ab立即停止运动d.c与油泥粘在一起后,ab继续向右运动4.在真空中有一竖直向上的匀强电场e1,一个带电液滴在电场中o点处于静止状态。现将e1突然增大到e2,方向不变,作用一段时间,再突然使e2反向,大小不变,再经过一段同样长的时间,液滴恰好返回到o点。在这两段相同的时间里()a.合力冲量的大小相等b.动能的变化相等c.电场力做功相同d.重力做功相同5.如图所示,甲、乙两小车的质量分别为m1、m2,且 m1m2,用轻弹簧将两小车相连,静止在光滑水平面上。现在同时对甲、乙两车施加等大反向的水平恒力f1、f2,使甲、乙两车同时由静止开始运动,直到弹簧被拉到最长的过程中,对甲、乙两小车及弹簧组成的系统,下列说法中正确的是()a.系统受到外力作用,动量不断增大b.弹簧伸长到最长时,系统的机械能最小c.甲车的最大动能大于乙车的最大动能d.甲、乙两车的动能同时达到最大6.两个小球a、b质量分别为m=1.5kg和m=0.5kg,两小球在光滑水平直线轨道上碰撞。两个小球碰撞前后的位移时间图象如图所示,由图象可知()a.两小球碰撞后动量守恒b.两小球碰撞前后b球的速度方向相同c.两小球碰撞时小球a受到的冲量大小是4nsd.两小球碰撞前后动能不守恒7.如图所示,a、b两物体质量分别为ma、mb,且mamb,置于光滑水平面上,相距较远。将两个大小均为f的力,同时分别作用在a、b上经过相同距离后,撤去两个力,两物体发生碰撞并粘在一起后将()a.停止运动b.向左运动c.向右运动d.运动方向不能确定8.(2014重庆杨家坪中学入学考试)如图所示,质量相等的a、b两个球,原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动,a球的速度是6m/s,b球的速度是-2m/s,不久a、b两球发生了对心碰撞。对于该碰撞之后的a、b两球的速度可能值,某实验小组的同学们做了很多种猜测,下面的猜测结果一定无法实现的是()a.va=-2m/s,vb=6m/sb.va=2m/s,vb=2m/sc.va=-3m/s,vb=7m/sd.va=1m/s,vb=3m/s二、非选择题(本题共2小题,共36分)9.(18分)如图所示,在水平桌面上放有长木板c,c上右端是固定挡板p,在c上左端和中点处各放有小物块a和b,a、b的尺寸以及p的厚度皆可忽略不计,a、b之间和b、p之间的距离都为l。设木板c和桌面之间无摩擦,a、c和b、c之间的动摩擦因数都为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小。a、b、c(连同挡板p)的质量都为m,开始时,b和c静止, a以某一初速度v0向右运动,重力加速度为g。求:(1)a和b发生碰撞前,b受到的摩擦力大小。(2)a和b能够发生碰撞时,a的初速度v0应满足的条件。(3)b和p能够发生碰撞时,a的初速度v0应满足的条件(已知a、b碰撞无机械能损失)。10.(18分)如图所示,半径为r的光滑圆弧轨道最低点d与水平面相切,在d点右侧l0=4r处用长为r的细绳将质量为m的小球b(可视为质点)悬挂于o点,小球b的下端恰好与水平面接触,质量为m的小球a(可视为质点)自圆弧轨道c的正上方h高处由静止释放,恰好从圆弧轨道的c点切入圆弧轨道,已知小球a与水平面间的动摩擦因数=0.5,细绳的最大张力fm=7mg,重力加速度为g,试求:(1)若h=r,小球a到达圆弧轨道最低点d时所受轨道的支持力;(2)试讨论h在什么范围内,小球a与b发生弹性碰撞后细绳始终处于拉直状态。答案与解析专题7动量和能量1.d解析:根据加速度的定义式a=可知,速度变化v很大时,如果时间t更长,加速度可能很小,选项a错误。物体的动量改变,可能是方向变而大小不变,故动能可以不变化,也可以变化,选项b错误。运动过程中受合外力做功为零,若有除重力或者是弹簧弹力以外的力做功,物体的机械能并不守恒,比如匀速下降的物体,选项c错误。只有系统所受的合外力为零,系统的动量不能改变,即系统的动量守恒,选项d正确。故选d。考点:本题考查了加速度的定义,动能与动量的关系,机械能守恒的条件,动量守恒定律的条件。2.b解析:在a压缩弹簧和b相互作用过程中,只要a的速度比b的大,a将继续减速,b将继续加速,当a、b速度相等时,弹性势能最大。mv=2mv共,所以v共=vep=ek=mv2-2mmv2,所以正确、错误。a、b相碰整个过程动量守恒,机械能守恒所以mv=mv1+mv2mv2=得v1=0,v2=v。3.c解析:系统动量守恒,c向右运动时,ab向左运动,或由牛顿运动定律判断,ab受向左的弹力作用向左运动,故a项错;又mvab=mvc,即b错;根据动量守恒定律得0=(m+m)v,所以v=0。故选c。4.c解析:液滴在e2的电场中先做匀加速,使e2反向后先匀减速再反向匀加速回到o点,则电场e2未反向前有,电场e2反向后有:e2q+mg=ma2,位移关系为h=a1t2-h=a1tt-a2t2可得a2=3a1所以a、b选项错;而电场力都做e2qh的正功,c对;而重力一次做负功,一次做正功,所以d错。5.d解析:系统所受两个外力等大反向,因此动量守恒,故a错;到弹簧伸长到最长的过程,两个外力都在做正功,所以系统机械能增到最大,故b错;由动量守恒可知,两车的速度同增同减,所以应同时达到最大,故d正确。6.a解析:由于水平面光滑,所以系统外力之和为零,满足动量守恒,故a正确,d错误;由图象可以看出b球速度方向,所以b错;通过图象可知a球原来静止,碰后速度为2m/s,所以受到冲量大小为3ns,故c错。7.c解析:由动能定理:fs=ek-0,可知撤去力时二者有相同的动能,两物体发生碰撞前的动量p=,可得动量papb,碰撞后(取向右为正方向)由动量守恒定律:pa-pb=(m1+m2)v共,则v共方向向右。故选c。考点:本题考查了动量守恒定律、动能定理。8.c解析:设每个球的质量均为m,碰前系统总动量 p=mva+mvb=4m,碰前的总机械能为e=20m,碰撞过程满足动量守恒且总的机械能不会增加,a选项碰后总动量p=4m,总机械能e=20m,动量守恒,机械能守恒,故a可能实现。b选项碰后总动量p=4m,总机械能e=4m,动量守恒,机械能减小,故b可能实现。c选项碰后总动量p=4m,总机械能e=29m,动量守恒,机械能增加,违反能量守恒定律,故c不可能实现。d选项碰后总动量p=4m,总机械能e=5m,动量守恒,机械能减小,故d可能实现。故选c。考点:本题考查了动量守恒定律、能量守恒定律。9.答案:(1)ff=(2)v0(3)v0解析:(1)对b、c由牛顿第二定律得:a=对b由牛顿第二定律得:ff=ma=(2)对a、b、c系统由动量守恒定律得:mv0=3mv共对a、b、c系统由能量守恒定律得:mgl=3m解得:v0=a的初速度v0应满足的条件是:v0(3)对a、b、c系统由动量守恒定律得:mv0=3mv共对a、b、c系统由能量守恒定律得:mg2l=3m解得:v0=a的初速度v0应满足的条件是:v0考点:本题考查了动量守恒定律、能量守恒定律、牛顿第二定律。10.答案:(1)n=5mg,方向竖直向上。(2)rh2r和3.5rh4r解析:(1)设小球运动到d点的速度为vd对小球由静止释放到落到d点的过程,由机械能守恒定律:mg(h+r)=在d点由牛顿第二定律:n-mg=m由得n=5mg,方向竖直向上。(2)设a与b碰前速度为va,碰后a的速度为v1,b的速度为v2,则a与b碰撞过程有:mva=mv1+mv2弹性碰撞满足机械能守恒:由得a、b在碰撞过程中会发生速度交换。v1=0,v2=vaa在由静止到碰撞前过程由动能定理有:mg(h+r)-mgl0=若碰后b能在竖直平面内做完整的圆周运动,则细绳始终处于拉直状态,设小球b在最高处速度为v3,则在最高处有:mgm,得v3小球b在最低点时细绳