高考物理复习专项练(三)高考8道选择题押题练(三)机械能和动量(热考点)

选择题押题练 三 选择题押题练 三 机械能和动量 热考点 机械能和动量 热考点 1 2019 届高三 烟台模拟 如图所示 一轻杆一端固定一小球 绕 另一端O点在竖直面内做匀速圆周运动 在小球运动过程中 轻杆对它 的作用力 A 方向始终沿杆指向O点 B 一直不做功 C 从最高点到最低点 一直做负功 D 从最高点到最低点 先做负功再做正功 解析 选 C 小球做匀速圆周运动 合力提供向心力 方向始终沿杆指向O点 小球 受重力和杆的作用力 所以杆的作用力不一定沿杆指向O点 故 A 错误 小球做匀速圆周 运动 合力做功为零 从最高点到最低点 重力做正功 所以杆一直做负功 故 B D 错误 C 正确 2 2018 张掖诊断 如图所示 MN为半圆环MQN的水平直径 现将 甲 乙两个相同的小球分别在M N两点同时以v1 v2的速度水平抛出 两小球刚好落在圆环上的同一点Q 不计空气阻力 则下列说法正确的 是 A 乙球落到圆环时的速度有可能沿OQ方向 B 若仅增大v2 则两小球在落到圆环前可能不相遇 C 从抛出到落到Q点的过程中 甲球动能的增加量比乙球的小 D 落到Q点时 甲 乙两小球重力的瞬时功率相等 解析 选 D 根据平抛运动的物体的速度的反向延长线过水平位移的中点 因O点不 是水平位移的中点 可知乙球落到圆环时的速度不可能沿OQ方向 选项 A 错误 若仅增大 v2 则两球在相等的时间内水平位移之和也可以等于直径的大小 即两小球在落到圆环前 也可能相遇 选项 B 错误 两小球从抛出到落到Q点的过程中 重力做功相等 则甲球动 能的增加量等于乙球的动能增加量 选项 C 错误 落到Q点时 竖直高度相同 则竖直速 度相同 则根据P mgv 可知 甲 乙两小球重力的瞬时功率相等 选项 D 正确 3 多选 2018 株洲质检 如图 光滑固定斜面的倾角为 30 甲 乙两物体的质量之比为 4 1 乙用不可伸长的轻绳分 别与甲和地面相连 开始时甲 乙离地高度相同 现从E处剪断 轻绳 则在乙落地前瞬间 A 甲 乙动量大小之比为 4 1 B 甲 乙动量大小之比为 2 1 C 以地面为零势能面 甲 乙机械能之比为 4 1 D 以地面为零势能面 甲 乙机械能之比为 1 1 解析 选 BC 设甲 乙距地面的高度为h 剪断轻绳后 乙做自由落体运动 甲沿斜 面向下做匀加速运动 故对乙可知 2gh v2 解得v乙 下落时间t 对 2gh v g 2h g 甲 沿斜面下滑的加速度为a g 乙落地时甲获得的速度v甲 at mgsin 30 m 1 2 gh 2 故v甲 v乙 1 2 甲 乙两物体的质量之比为 4 1 由p mv可知甲 乙动量大小之比 为 2 1 选项 B 正确 A 错误 由于甲 乙在运动过程中 只受到重力作用 故机械能守 恒 故E甲 E乙 4 1 选项 C 正确 D 错误 4 多选 2018 合肥质检 如图所示 倾角为 30 的足 够长斜面与水平面平滑相连 水平面上用轻杆连接的小球 A B以速度v0 向左运动 小球质量均为m 杆长为l 当小球B到达斜面上某处P时 gl 速度为零 不计一切摩擦 重力加速度为g 则下列说法正确的是 A P与水平面的高度差为 l 4 B P与水平面的高度差为 l 2 C 两球上滑过程中杆对A球所做的功为 mgl 6 D 两球上滑过程中杆对A球所做的功为 mgl 4 解析 选 AD 设B沿斜面上滑的距离为x 则由机械能守恒可得 2 mv02 mgxsin 1 2 30 mg x l sin 30 解得x l 则P与水平面的高度差为h xsin 30 l 选 1 2 1 4 项 A 正确 B 错误 由动能定理 两球上滑过程中杆对A球所做的功满足 W mgsin 30 0 mv02 解得W 选项 C 错误 D 正确 l 1 2l 1 2 mgl 4 5 多选 2018 四川蓉城名校联考 如图甲所示 下端与挡板拴接的轻弹簧置于倾角 为 30 的斜面上 质量为m的滑块 可视为质点 用细线与挡板相连 弹簧处于压缩状 态 现剪断细线 从此时开始计时 滑块沿斜面向上运动 滑块向上运动的v t图像如图 乙所示 已知bc段是直线且滑块在bc段运动的加速度大小等于重力加速度g t t3时滑 块恰好到达斜面顶端 t 0 时滑块与斜面顶点间的竖直高度为h 则下列说法正确的是 A t1时刻弹簧恢复到自然长度 t2时刻滑块与弹簧分离 B 滑块与斜面间的动摩擦因数为 3 3 C 整个过程中系统损失的机械能为mgh D 剪断细线前弹簧具有的弹性势能为mgh 解析 选 BC t1时刻滑块的速度最大 此时加速度为零 弹簧的弹力F弹 mgsin mgcos 此时弹簧仍处于压缩状态 t2时刻滑块开始做匀减速运动 此时与弹簧 分离 选项 A 错误 对滑块从t2到t3时间内 由牛顿第二定律 mgsin 30 mgcos 30 ma mg 解得 选项 B 正确 整个过程中系统损失的机械能等于克服摩擦力 3 3 做功 即 E mgcos 30 mg 2h mgh 选项 C 正确 剪断细线前 h sin 30 3 3 3 2 弹簧具有的弹性势能等于重力势能的增量与摩擦力做功之和 即 2mgh 选项 D 错误 6 2018 河北武邑中学一模 如图所示 质量为m的A球在水平面 上静止放置 质量为 2m的B球向左运动速度大小为v0 B球与A球碰撞 且无机械能损失 碰后A球速度大小为v1 B球的速度大小为v2 碰后 相对速度与碰前相对速度的比值定义为恢复系统e 下列选项正确的是 v1 v2 v0 0 A e 1 B e 1 2 C e D e 1 3 1 4 解析 选 A A B在碰撞的过程中 根据动量守恒可得 2mv0 mv1 2mv2 在碰撞的 过程中机械能守恒 可得 2mv02 mv12 2mv22 解得v1 v0 v2 v0 碰后相对速 1 2 1 2 1 2 4 3 1 3 度与碰前相对速度的比值定义为恢复系统e 1 故 A 正确 B C D 错误 v1 v2 v0 0 7 2018 德州一模 如图所示 在足够长的光滑水平面上有一 静止的质量为M 2m的斜面 斜面表面光滑 高度为h 倾角为 一质量为m的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动 不计 冲上斜面过程中机械能损失 如果斜面固定 则小物块恰能冲到斜面顶端 如果斜面不固 定 则小物块冲上斜面后能到达的最大高度为 A B h 3 h 2 C D h 2h 3 解析 选 C 斜面固定时 由动能定理得 mgh 0 mv02 所以v0 斜面不 1 22gh 固定时 由水平方向动量守恒得 mv0 M m v 由机械能守恒得 mv02 M m 1 2 1 2 v2 mgh 解得 h h 故 C 正确 2 3 8 如图所示 将完全相同的四个小球 1 2 3 4 分别从同一高度由静止释放 图甲 丙 丁 或平抛 图乙 其中图丙是一倾角为 45 的光滑斜面 图丁为 光滑圆弧 不计空 1 4 气阻力 则下列对四种情况下相关物理量的比较正确的是 A 落地时间t1 t2 t3 t4 B 全程重力做功W1 W2 W3 W4 C 落地瞬间重力的功率P1 P2 P3 P4 D 全程重力做功平均功率 1 2 3 4 PPPP 解析 选 D 图甲 乙中小球在竖直方向均做自由落体运动 故t1 t2 其中h 2h g 为竖直高度 对图丙 gt32sin t3 其中 为斜面倾角 比较 h sin 1 2 2h gsin2 图丙和图丁 由动能定理可知 两小球从初始位置到水平面上同一高度处速度大小总相等 但小球 4 的路程长 因此t1 t2 t3 t4 选项 A 错误 因竖直高度相等 因此重力做功 相等 选项 B 错误 重力的瞬时功率等于mgvcos mgvy 由动能定理可知 图乙中小 球落地时的瞬时速度大小最大 其余三种方式落地时的瞬时速度大小相等 但竖直分速度 vy1 vy2 vy3 vy4 0 故落地瞬间重力的功率P1 P2 P3 P4 选项 C 错误 综合分析 可知全程重力做功平均功率 故 1 2 3 4 选项 D 正确 P W tPPPP 9 多选 质量为 2 kg 的物块 放在水平面上 物块与水平面间 的动摩擦因数 0 1 在水平拉力的作用下物块由静止开始运动 水平拉力做的功W随物块的位移x变化的关系如图所示 重力加速度 g取 10 m s2 下列说法正确的是 A 在x 0 至x 2 m 的过程中 物块的加速度大小是 1 m s2 B 在x 4 m 时 摩擦力的瞬时功率是 4 W C 在x 2 m 至x 6 m 的过程中 物块做匀加速直线运动 D 在x 0 至x 6 m 的过程中 拉力的平均功率是 4 W 解析 选 ABD 由功的定义可知 W x图像的斜率表示水平拉力 因此 在 0 2 m 过 程中 设物块的加速度为a 在x 2 m 时速度为vt 物块所受拉力F 4 N 摩擦力 f mg 则由牛顿第二定律可得F mg ma 解得a 1 m s2 物块由静止开始运动 由匀加速直线运动规律可得vt2 v02 2ax 解得vt 2 m s 由v at可知 经历的运动 时间t1 2 s 同理可知 在 2 6 m 过程中拉力为 2 N 则合力为零 物块做匀速运动 经历的时间t2 2 s x 4 m 时 摩擦力的瞬时功率Pf fvt 4 W 在 0 6 m 过程中 拉 力做功W1 16 J 拉力的平均功率 4 W 选项 A B D 正确 P W1 t1 t2 10 2018 广东一模 如图所示 一质量为 0 5 kg 的一块橡皮泥自 距小车上表面 1 25 m 高处由静止下落 恰好落入质量为 2 kg 速度为 2 5 m s 沿光滑水平地面运动的小车上 并与小车一起沿水平地面运动 取g 10 m s2 不计空气阻力 下列说法正确的是 A 橡皮泥下落的时间为 0 3 s B 橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为 3 5 m s C 橡皮泥落入小车的过程中 橡皮泥与小车组成的系统动量守恒 D 整个过程中 橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为 7 5 J 解析 选 D 由题意知 橡皮泥做自由落体运动 小车做匀速直线运动 根据公式h gt2 代入数据解得t 0 5 s 故 A 项错误 在水平方向上橡皮泥与小车组成的系统动量 1 2 守恒 m车v车 m车 m泥 v共 代入数据解得v共 2 m s 而竖直方向上 系统受到地面 支持力的作用 可知动量不守恒 故 B C 项错误 整个过程中 橡皮泥重力势能的变化为 mgh 6 25 J 系统动能的变化为 m车 m泥 v共2 m车v车2 1 25 J 故损失的 1 2 1 2 机械能为 7 5 J 故 D 项正确 11 多选 2018 临沂期末统考 如图所示 木板B放在光滑的 水平面上 滑块A在木板上从右向左运动 刚滑上木板B的最右端时 其动能为E1 动量大小为p1 滑到水平木板B的最左端时 其动能为E2 动量大小为 p2 A B间动摩擦因数恒定 则该过程中 A 摩擦力对滑块A的冲量为p2 p1 B 摩擦力对滑块A的冲量为p1 p2 C 摩擦力对滑块A做的功为E2 E1 D 摩擦力对滑块A做的功为E1 E2 解析 选 AC 摩擦力对滑块A的冲量等于滑块A的动量的变化量 p p2 p1 故 A 正确 B 错误 滑块A受到重力 支持力 摩擦力 其中重力和支持力不做功 所以摩擦 力对滑块A做的功等于合外力做的功 根据动能定理得Wf E E2 E1 故 C 正确 D 错 误 12 多选 如图所示 轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接 另 一端与物体A相连 物体A静止于光滑水平桌面上 右端接一细线 细 线绕过光滑的轻质定滑轮与物体B相连 开始时用手托住B 让细线恰 好伸直 然后由静止释放B 直至B获得最大速度 下列有关该过程的 分析正确的是 A B物体的机械能一直增大 B B物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和 C B物体机械能的减少量大于弹簧的弹性势能的增加量 D 细线拉力对A物体做的功等于弹簧弹性势能的增加量 解析 选 BC 从开始到B速度达到最大的过程中 细线的拉力对B一直做负功 所以 B的机械能一直减小 故 A 错误 对于B物体 只有重力与细线拉力做功 根据动能定理 可知 B物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和 故 B 正确 整个系统中 根据 功能关系可知 B减小的机械能转化为A的机械能以及弹簧的弹性势能 故B物体机械能 的减少量大于弹簧弹性势能的增加量 故 C 正确 根据功能关系 系统机械能的增量等于 系统除重力和弹簧弹力之外的力所做的功 细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成 的系统机械能的增加量 故 D 错误 13 多选 2019 届高三 潍坊模拟 在冰壶比赛中 某队员利用红壶去碰撞对方的蓝 壶 两者在大本营中心发生对心碰撞如图 a 所示 碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向 的冰面来减小阻力 碰撞前后两壶运动的v t图线如图 b 中实线所示 其中红壶碰撞前后 的图线平行 两冰壶质量均为 19 kg 则 A 碰后蓝壶速度为 0 8 m s B 碰后蓝壶移动的距离为 2 4 m C 碰撞过程两壶损失的动能为 7 22 J D 碰后红 蓝两壶所受摩擦力之比为 5 4 解析 选 AD 设碰后蓝壶的速度为v 碰前红壶的速度v0 1 0 m s 碰后速度为 v0 0 2 m s 根据动量守恒定律可得 mv0 mv0 mv 计算得出 v 0 8 m s 所以 A 选项是正确的 根据碰前红壶的速度图像可以知道红壶的加速度为 a v t 1 2 1 0 1 m s2 0 2 m s2 所以蓝壶静止的时刻为 t s 6 s 速度图像与坐标轴围成的面积 1 2 0 2 表示位移 则碰后蓝壶移动的距离为 x 6 1 m 2 0 m 所以 B 选项是错误的 0 8 2 碰撞过程两壶损失的动能为 Ek mv02 mv0 2 mv2 3 04 J 所以 C 选项是错误的 1 2 1 2 1 2 碰后蓝壶的加速度为 a m s2 0 16 m s2 碰后红 蓝两壶所受摩擦力之比为 0 8 0 6 1 f f ma ma 5 4 所以 D 选项是正确的 14 多选 如图所示 光滑半圆弧槽静止在光滑的水平面上 圆弧的 半径为R 一小球由圆弧槽的左侧边缘A由静止释放 沿槽的内壁向下 滚动 滚到槽底B时 小球的速度大小为v1 g为重力加速度 3 2gR 不计球的大小 下列说法正确的是 A 由于水平面光滑 因此球不能滚到圆弧槽的右侧边缘C点 B 当球与圆弧槽相对静止的一瞬间 两者的共同速度一定为零 C 球和圆弧槽的质量之比为 1 3 D 球滚到圆弧槽底时 槽的速度大小为 1 2gR 解析 选 BC 设小球质量为m 光滑弧形槽的质量为M 由于水平面和半圆弧面均光 滑 小球滚动过程中 小球与槽组成的系统水平方向动量守恒 系统机械能也守恒 mv1 Mv2 0 mgR mv12 Mv22 又v1 可解得 v2 故 C 正确 D 1 2 1 2 3 2gR m M