2020届高三物理一轮复习同步练习卷：动量和能量

1、2020届高三物理一轮复习同步练习卷：动量和能量动量与能量1 .如图所示，在光滑的水平面上，质量为mi的小球A以速率Vo向右运动.在小球 A的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态，Q点处为一竖直的墙壁.小球 A与小球B发生弹性正碰后小球 A与小球B均向右运动.小球 B与墙壁碰撞后以原速率返回并与小球A在P点相遇，PQ = 2PO,则两小球质量之比mi ： m2 为（）OF QA.7：5B.1：3C. 2：1D.5： 32 . （2019河南焦作质检）质量分别为 ma=1 kg和mb = 2 kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前、后两球的位移一时间图象如图所示，则可知碰撞属于（）A

2、.弹性碰撞B.非弹性碰撞C.完全非弹性碰撞D.条件不足，无法判断14 / 133 . （2019湖南师大附中模拟）质量为m,速度为v的A球跟质量为3m的静止的B球发生正碰.碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此碰撞后B球的速度可能值为A. 0.6vB. 0.4vC. 0.2vD. 0.3v4 .如图所示，一质量 M = 3.0 kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=1.0 kg的小木块A.给A和B以大小均为4.0 m/s,方向相反的初速度，使 A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离木板 B.在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大小可能是（）坨777777777

3、777777777777777/A. 1.8 m/sB. 2.4 m/sC. 2.6 m/sD . 3.0 m/s5.（2019山东威海模拟）如图所示，现有甲、乙两滑块，质量分别为 3m和m,以相同的速率 v在光滑水平面上相向运动，发生碰撞.已知碰撞后，甲滑块静止不动，则 （）甲乙A .碰撞前总动量大小为 2mvB.碰撞过程动量不守恒C.碰撞后乙的速度大小为 2vD.碰撞属于非弹性碰撞6.（2019陕西榆林质检）如图所示，质量为 m2=2 kg和m3= 3 kg的物体静止放在光滑水平面上，两者之间有压缩着的轻弹簧(与m2、m3不拴接).质量为m1=1 kg的物体以速度v0= 9 m/s向右冲来

4、，为防止冲撞，释放弹簧将m3物体发射出去，m3与mi碰撞后粘合在一起.试求：叫 砧侬miTwmv(1)m3的速度至少为多大，才能使以后m3和m2不发生碰撞；(2)为保证m3和m2恰好不发生碰撞，弹簧的弹性势能至少为多大.7 . (2019辽宁抚顺模拟)如图所示，固定的圆弧轨道与水平面平滑连接，轨道与水平面均光滑，质量为m的物块B与轻质弹簧拴接静止在水平面上，弹簧右端固定.质量为 3m的物块A从圆弧轨道上距离水平面高 h 处由静止释放，与 B碰撞后推着B一起运动但与 B不粘连.求：弹簧的最大弹性势能；(2)A与B第一次分离后，物块 A沿圆弧面上升的最大高度.8 .如图所示，木板A静止在光滑水平面

5、上， 其左端与固定台阶相距 x。与滑块B (可视为质点)相连的细线一端固定在 。点。水平拉直细线并给 B一个竖直向下的初速度，当 B到达最低点时，细线恰好被拉断， B从A右端的上表面水 平滑入。A与台阶碰撞无机械能损失，不计空气阻力。已知A的质量为2m, B的质量为m。A、B之间动摩擦因数为叵细线长为L、能承受的最大拉力为 B重力的5倍；A足够长，B不会从A表面滑出，重力加速度为 go台阶Or LR*i (1)求B的初速度大小vo和细线被拉断瞬间 B的速度大小vi；(2)若A与台阶只发生一次碰撞，求 x满足的条件；(3)x在满足(2)条件下，讨论 A与台阶碰撞前瞬间的速度。9 .如图，质量为1

6、 kg的小车A上用长的轻绳悬挂着质量为2 kg的小球B,两者一起以4 m/s的速度沿光滑水平面向右匀速运动，某一时刻，小车A与静止在水平面上的质量为1 kg的小车C发生正碰并粘连在一起。重力加速度取10 m/s2 求：小球B能摆起的最大高度 H ;(2)小车C的最大速度Vc的大小。10.(2019宁夏银川一中模拟)如图所示，有一质量为M = 2 kg的平板小车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为 m=1 kg的小物块A和B(均可视为质点)，由车上P处开始,A以初速度 Vi = 2 m/s向左运动，B同时以V2= 4 m/s向右运动.最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车.两物块与小车间的

7、动摩擦因数均为-0.1, g取10 m/s2.求:求小车总长L;(2)物块B在小车上滑动的过程中产生的热量Qb；(3)从物块A、B开始运动计时，经6 s小车离原位置的距离 x.11.在光滑水平面上放有一质量为M带光滑弧形槽的小车,一质量为m的小球以速度Vo沿水平槽口滑上小车， 如图讨论下列问题Qrv77777M7777777777771、小球能滑至弧形槽内的最大高度.(设小球不会从小车右端滑出)2、求小车的最大速度.3、当小球从小车左端脱离后将做什么运动？12 .如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面3m

8、/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h=0.3m(h小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m=30kg,冰块的质量为m2=10kg,小孩与滑板始终无相对运(1)小孩将冰块推出时的速度大小(2)求斜面体的质量；(3)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？13 .在光滑的冰面上放置一个截面圆弧为四分之一圆的半径足够大的光滑自由曲面体，一个坐在冰车上的小孩手扶一小球静止在冰面上。已知小孩和冰车的总质量为m1小球的质量为 m2,曲面体的质量为m3.某时刻小孩将小球以 vo=4m/s的速度向曲面体推出(如图所示).(1)求小球在圆弧面上能上升的最大高度；

9、,试求曲面质量m3应满足的条件。(2)若mi=40kg,m2=2kg小孩将球推出后还能再接到小球1.如图所示，在光滑的水平面上，质量为mi的小球A以速率vo向右运动.在小球 A的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态，Q点处为一竖直的墙壁.小球 A与小球B发生弹性正碰后小球 A与小球B均向右运动.小球 B与墙壁碰撞后以原速率返回并与小球A在P点相遇，PQ = 2PO,则两小球质量之比mi ： m2 为（）0 P 。A.7：5B.1：3C. 2：1D. 5：3【答案】D【解析】设A、B两个小球碰撞后的速度分别为vi、V2,由动量守恒定律有 mivo= mwi+m2v2,发生弹性碰撞，不损失

10、动能，故根据能量守恒定律有 2miv2= 2miVi + 2m2v2,两个小球碰撞后到再次相遇，其速率不变，由运动学规律有 vi ： V2= PO ：（po + 2PQ）=1 ： 5,联立三式可得 mi：m2=5：3, D 正确.3. （20i9河南焦作质检）质量分别为 ma=1 kg和mb=2 kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前、后两球的位移一时间图象如图所示，则可知碰撞属于（） x/m0|1 2五A.弹性碰撞B.非弹性碰撞C.完全非弹性碰撞D.条件不足，无法判断【答案】A【解析】由xt图象可知，碰撞前，va=3 m/s,vb= 0,碰撞后，va= - 1 m/s,vb= 2 m/s

11、,碰撞前的总动能为2mav2+12 912 12 9?mbvb=2 J,碰撞后的总动能为2mava+ 2mbvb=2J，故机械能寸恒；碰撞刖的总、动重为mava+mavb=3 kg m/s,撞后的总动量为 mava+ mbvb= 3 kg m/s,故动量守恒，所以该碰撞属于弹性碰撞，A正确.3 . （2019湖南师大附中模拟）质量为m,速度为v的A球跟质量为3m的静止的B球发生正碰.碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此碰撞后B球的速度可能值为（）A. 0.6vB. 0.4vC. 0.2vD. 0.3v【答案】BD【解析】若vB=0.6v,选v的方向为正，由动量守恒得：mv= mvA+3m

12、0.6v,彳导vA=0.8v,碰撞前系统的总动能11919 1为Ek=mv .碰撞后系统的总动能为：Ek =2mvA+22mv ,违反了能重寸恒te律，不可能，故 A错反；右vb1212 12=0.4v,由动重寸恒得：mv= mvA+3m 0.4v,得 Va = - 0.2v,碰撞后系统的总动能为：Ek =2mvA+-23mvB2mv ?不违反能量守恒定律，是可能的，故 B正确；A、B发生完全非弹性碰撞，则有：mv=(m+3m)VB, Vb=0.25v,这时B获得的速度最小，所以 vb=0.2v,是不可能的，故 C错误；若Vb = 0.3v,由动量守恒得：mv=mvA+ 3m 0.3v,解1c

13、 1 c 1得：vA = 0.1 v,碰撞后系统的总动能为Ek = 2mvA + 2X3mvBA. 1.8 m/sB. 2.4 m/sC. 2.6 m/sD . 3.0 m/s【答案】BC【解析】A先向左减速到零，再向右做加速运动，在此期间，木板做减速运动，最终它们保持相对静止，设A减速到零时，木板的速度为 Vi,最终它们的共同速度为 V2,取水平向右为正方向，则 Mv-mv=Mvn Mv1=(M + m)v2, 可彳导Vi = 8 m/s, v2= 2 m/s,所以在小木块 A做加速运动的时间内，木板速度大小应大于2.0 m/s而小于8 m/s,故33选项B、C正确.5.(2019山东威海模

14、拟)如图所示，现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m,以相同的速率 v在光滑水平面上相向运动，发生碰撞.已知碰撞后，甲滑块静止不动，则 ()甲乙A .碰撞前总动量大小为 2mvB.碰撞过程动量不守恒C.碰撞后乙的速度大小为 2VD.碰撞属于非弹性碰撞【答案】选AC【解析】.取向右为正方向，碰撞前总动量为3mv- mv= 2mv, A正确；碰撞过程两滑块组成的系统在水平方向不受外力，则系统动量守恒，B错误；设碰撞后乙的速度为v：由动量守，f1定律得 3mv- mv= 0 + mv,解得v= 2v, C正确；碰撞前总动能为 2 3mv2+2mv2=2mv2,碰撞后总动能为 0+2m(2v)2= 2m

15、v2,碰撞前后无机械能损失，碰撞属于弹性碰撞，D错误.6.(2019陕西榆林质检)如图所示，质量为 m2=2 kg和m3= 3 kg的物体静止放在光滑水平面上，两者之间有压缩着的轻弹簧(与m2、m3不拴接).质量为m1=1 kg的物体以速度vo= 9 m/s向右冲来，为防止冲撞，释放弹簧将m3物体发射出去，m3与mi碰撞后粘合在一起.试求：(1)m3的速度至少为多大，才能使以后mb和m2不发生碰撞；(2)为保证m3和m2恰好不发生碰撞，弹簧的弹性势能至少为多大.【答案】(1)1 m/s (2)3.75 J【解析】(1)设m3发射出去的速度为 v1，m2的速度为v2,以向右的方向为正方向，对m2

16、、m3,由动量守恒定律得:m2v2 m3V1 = 0.只要m1和m3碰后速度不大于 v2,则m3和m2就不会再发生碰撞，m3和m2恰好不相撞时，两者速度相等.对m1、m3,由动量守恒定律得：m1v0 m3v1 = (m1 + m3)v2解得：v1 = 1 m/s即弹簧将m3发射出去的速度至少为1 m/s.(2)对m2、m3及弹簧，由机械守恒定律得：l L 2 . 12_ 交 7KlEp 2m3v1 2m2v2 3.75 J.7. (2019辽宁抚顺模拟)如图所示，固定的圆弧轨道与水平面平滑连接，轨道与水平面均光滑，质量为m的物块B与轻质弹簧拴接静止在水平面上，弹簧右端固定.质量为 3m的物块A

17、从圆弧轨道上距离水平面高h处由静止释放，与 B碰撞后推着B一起运动但与 B不粘连.求：弹簧的最大弹性势能；(2)A与B第一次分离后，物块 A沿圆弧面上升的最大高度.【答案】4mgh (2),h【解析】(1)A下滑与B碰撞前，根据机械能守恒得123mgh = 2L。4心设x=xo时，A左端到与台阶碰撞前瞬间，A、B恰好达到共同速度 Vab,由动量守恒mvi= (m + 2m)VAB 12对A应用动能te理：mgx= 2 X2mvAB联立得Xo = 4Lo9心(I )当x彳o,即x*L时，A、B共速后A与台阶碰撞。由可得A与台阶碰撞前瞬间的速度:_ vi_2 gLVA1 = vAB = =3(n

18、)当xox即9 x上鼠时，A、B共速前A就与台阶碰撞，对A应用动能定理:12m mg2mvA2A与台阶碰撞前瞬间的速度：VA2 =，7gx9.如图，质量为1 kg的小车A上用长的轻绳悬挂着质量为2 kg的小球B,两者一起以4 m/s的速度沿光滑水平面向右匀速运动，某一时刻，小车A与静止在水平面上的质量为 1 kg的小车C发生正碰并粘连在一起。重力加速度取 10 m/s2 求:(1)小球B能摆起的最大高度H ;(2)小车C的最大速度Vc的大小【答案】H =0.1m、vc =4m/s【解析】(1)A与C的碰撞动量守恒 mAv0 =(mA +mC)v1得v1 =2m/s设A、B、C同速时速度为 v2

19、 ,由水平方向动量守恒(mA +mC)v1 +mBv0 =(mA +mB +mc)v2得v2 =3m/s由能量守恒得,1 ,mBgH =_(m 2、212A mB)v1 二 mBV02-(mA me) mB V22解得H -0.1m(2)当B摆回最低点时，C的速度最大，由水平方向动量守恒(mA me )V1 nibV。=3mc)Vc mv碰后系统机械能守恒1212(mAmB)Vi mBVo22mAme) VC- mBV22解得 ve =4m/s。e10.(2019宁夏银川一中模拟)如图所示，有一质量为M = 2 kg的平板小车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为 m=1 kg的小物块A和B(均

20、可视为质点)，由车上P处开始，A以初速度v = 2 m/s向左运动，B同时以v?=4 m/s向 右运动.最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车.两物块与小车间的动摩擦因数均为-0.1, g取10 m/s J I求小车总长L;(2)物块B在小车上滑动的过程中产生的热量Qb；(3)从物块A、B开始运动计时，经 6 s小车离原位置的距离x.【答案】(1)9.5 m (2)7.5 J (3)1.625 m【解析】(1)设最后达到共同速度 v,取向右为正方向，整个系统动量守恒、能量守恒：mv2 mv1=(2m+ M)v ,12,1212mg匕 2mv1 + 2mv2 2(2m+M)v解得：v= 0

21、.5 m/s, L= 9.5 m.(2)设物块A离小车左端的距离为 X1,从A开始运动至左端历时t1,在A运动至左端前，小车是静止的.m m g= maA v1 = aAt1_1,2X1 2aAt1联立可得t1 = 2 s, x1 = 2 m所以物块B离小车右端的距离 X2 = L- X1= 7.5 m,所以 Qb=mgx= 7.5 J.(3)设从开始到达到共同速度历时t2,则v= v2 aBt2mg= maB联立可得：t2= 3.5 s小车在t1前静止，在t1至t2之间以加速度a向右加速：mg= (M+m)a11.在光滑水平面上放有一质量为M带光滑弧形槽的小车， 一质量为m的小球以速度v0沿水平槽口滑上小车，如图讨论下列问题.求：M77777777771、小球能滑至弧形槽内的最大高度.（设小球不会从小车右端滑出）2、求小车的最大速度.3、当小球从小车左端脱离后将做什么运动?2_Mv0.2m【合案】 h =. v2 =v0v ,对小球和小车组成的系统，由水平方向动2(m + M )g m + M1、当小球滑至弧形槽内的最大高度时，设小球和小车具有共同速度量守恒有:mv0 = (m + M )v 设小球能滑至弧形槽内的最大高度为h,由系统机械能守恒有:1212mv0