考点5 能量与动量-高三物理一轮复习考点基础题热身练

【新教材新高考】考点5能量与动量—2022届高考物理一轮复习考点基础题热身练1.如图所示，斜面的倾角为θ，质量为m的滑块距挡板P的距离为，滑块以初速度沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力。若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，则滑块经过的总路程是()。

A. B.C. D.2.甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为()。

A.3J B.4J C.5J D.6J3.如图所示,质量为的小球从距离地面高为的点由静止开始释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用,到达距地面深度为的点时速度减为零。不计空气阻力,重力加速度为。关于小球下落的整个过程,下列说法正确的有()A.小球的机械能减少了B.小球克服阻力做的功为C.小球所受阻力的冲量等于D.小球动量的改变量等于其所受阻力的冲量4.如图所示，可视为质点的小球用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的2倍。当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放，B上升的最大高度是()。

A. B. C. D.5.如图所示，在倾角的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长的轻杆相连，小球B距水平面的高度，两球由静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取，则下列说法中正确的是()。

A.整个下滑过程中A球机械能守恒 B.整个下滑过程中B球机械能守恒C.整个下滑过程中A球机械能的增加量为 D.整个下滑过程中B球机械能的增加量为6.某探究小组对一辆新能源小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为图像，如图所示（除2~10s时间段图线为曲线外，其余时间段图线均为直线）。已知小车运动的过程中，2~14s时间段内小车的功率保持不变，在第14s末撤去动力而让小车自由滑行，小车的质量为1.0kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。以下对小车的描述正确的是()

A.小车所受的阻力大小为3N B.小车匀速行驶阶段的功率为9WC.小车在加速运动过程中位移的大小为40m D.小车在前2s受到的合力大小大于阻力大小7.中国消防队是国家抢险救援的主力军，是老百姓生命财产的保护神。普通消防车所用的水枪出水速度是30m/s，水枪喷水口直径为4cm。某次消防演练，两名消防员站在小车上，沿水平方向开启喷水阀门，5s后关闭阀门，设两位消防员及小车的质量为270kg，小车与地面间的动摩擦因数μ为0.3，水的密度为，重力加速度g取，π取3，不计车速对喷口出水速度的影响，以下说法正确的是()A.消防水枪的功率为32400WB.水枪对消防员（含小车）的作用力大小为1080NC.水枪对消防员（含小车）做功的最大功率为10800WD.关闭喷水阀门后小车在地面上还能滑行8.如图所示，光滑水平面上有半径为R的四分之一光滑圆弧轨道C，其质量为，小球B置于轨道底端，质量，小球A以的速度向B所在方向运动，质量，与B发生弹性碰撞。小球均可视为质点，小球B没有冲出轨道C，重力加速度g取。则以下说法正确的是()

A.小球B的最大速率为4m/s B.小球B能运动到距水平面高1.2m处C.轨道C的最大速度为2m/s D.小球B与小球A会再次发生碰撞9.如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。物块的质量为，物块与桌面间的动摩擦因数为μ，现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W。撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零，重力加速度为g。则上述过程中()。

A.物块在A点时弹簧的弹性势能一定大于在B点时的弹性势能B.物块在O点时动能最大C.物块在B点时，弹簧的弹性势能大于D.经O点时，物块的动能小于10.一质量为2kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的图像如图所示，时其速度大小为2m/s，滑动摩擦力大小恒为2N，则()。

A.在时，物体的速度大小为18m/sB.在0~6s时间内，合力对物体做的功为400JC.在0~6s时间内，拉力对物体的冲量大小为48N·sD.在时，拉力F的功率为200W11.如图所示，质量分别为的小滑块，其中A套在固定的竖直杆上，B静置于水平地面上，间通过铰链用长为L的刚性轻杆连接。一轻弹簧左端与B相连，右端固定在竖直杆上，弹簧水平。当时，弹簧处于原长状态，此时将A由静止释放，下降到最低点时α变为45°，整个运动过程中，始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则A下降过程中()。

A.组成的系统机械能守恒B.弹簧弹性势能的最大值为C.竖直杆对A的弹力一定大于弹簧弹力D.A的速度达到最大值前，地面对B的支持力小于12.如图所示，轻质弹簧和一质量为M的带孔的小球套在一光滑竖直固定杆上，弹簧一端固定在地面上，另一端与小球在A处相连（小球被锁定），此时弹簧处于原长。小球通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与一个质量为m的物块相连，由静止释放小球，小球下滑到C处时速度为零，此时弹簧被压缩了h，弹簧一直在弹性限度内，重力加速度为g，则下列说法正确的是()

A.在小球下滑的过程中，小球的速度始终大于物块的速度B.从过程小球和物块重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量C.从过程小球和物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小D.小球下滑到C处时，弹簧的弹性势能为13.质量相等的两物体（均可视为质点）放在同一水平面上，分别受到水平恒力的作用，从同一位置由静止开始同时沿同一直线分别做匀加速直线运动。经过时间和后速度大小达到和时撤去，然后物体继续做匀减速直线运动直至停止。两物体运动的图像如图所示。下列说法中正确的是()。

A.物体所受摩擦力大小之比为1:1 B.物体的总位移大小之比为5:6C.和对物体做功之比为6:5 D.和的冲量大小之比为5:314.用图示的实验装置可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，地面水平，图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，用天平测量两个小球的质量，先让入射球1多次从斜轨上的S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程，然后，把被碰小球2静置于轨道的水平部分，再将入射球1从斜轨S位置由静止释放，与小球2相撞，并多次重复，分别找到球1、球2相碰后平均落地点的位置，测量平抛射程。

（1）关于本实验，下列说法正确的是_________。

A.入射球1的质量应比被碰小球2的质量大 B.小球与斜槽间的摩擦对实验有影响C.入射球1必须从同一高度释放 D.两小球的半径可以不同

（2）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_________。（用题中测量的量表示）

（3）若两个小球质量均未知，只知道，则只需验证表达式__________成立，可证明发生的碰撞是弹性碰撞。（用题中测量的量表示）15.如图所示，质量为m、半径为R、内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，其左侧紧靠竖直墙，右侧紧靠一质量为m的小滑块。将一质量为的小球自左侧槽口A的正上方某一位置由静止开始释放，由圆弧槽左端A点进入槽内，小球刚好能到达槽右端C点，重力加速度为g，不计空气阻力，求：

（1）小球开始下落时距A的高度h。

（2）小球从开始下落到运动至槽最低点B的过程中，墙壁对槽的冲量。

（3）小滑块与槽分离时的速度大小。

答案以及解析1.答案：A解析：滑块最终要停在斜面底部，设滑块经过的总路程为x，对滑块运动的全程应用动能定理，有，解得，A项正确。2.答案：A解析：由图可知，甲的初速度，乙的初速度，甲的末速度，乙的末速度，由动量守恒定律有，可得，由功能关系有，A项正确。3.答案：A解析：AB、从静止开始释放到落到地面,应用动能定理：小球陷入泥中的过程,根据动能定理：故，克服阻力做的功等于小球机械能的减少量故机械能减少了，故A正确，B错误；CD、小球从下落到陷入的正个过程,受重力和阻力作用,动量的变化量等于合力的冲量为零,故小球所受阻力的冲量等于小球重力的冲量要大于，故CD错误；故选：A。4.答案：C解析：A落地前，两球构成的系统机械能守恒。如图所示，设A的质量为的质量为m，根据机械能守恒定律有，A落地后B将以速度v做竖直上抛运动，则有，解得。故B上升的最大高度为，C项正确。

5.答案：D解析：在下滑的整个过程中，只有重力对和轻杆组成的系统做功，系统的机械能守恒，但在B球沿水平面滑行，而A球沿斜面滑行时，杆的弹力对球做功，所以球各自的机械能不守恒，A、B两项错误；根据系统机械能守恒得，解得，在下滑的整个过程中B球机械能的增加量为，D项正确；A球机械能的减少量为,C项错误。6.答案：B解析：本题考查机车启动问题和动能定理的应用。由速度—时间图像得小车匀加速运动时对应的加速度，小车在2s时的功率等于匀速运动时的功率，因此有，代入数据解得，前2s小车受到的合力大小，恰好等于阻力大小，选项A、D错误，B正确；2~10s时间内小车的功率恒定，则由动能定理得，解得，匀加速阶段的位移，那么小车在加速阶段的总位移为，选项C错误。7.答案：B解析：本题通过水枪的喷水考查动量定理、动能定理、牛顿第二定律。消防水枪的功率，A错误；设水枪对水柱的作用力为F，由动量定理，有，整理得，对水枪受力分析并结合牛顿第三定律可知，水枪对消防员（含小车）的作用力大小为，B正确；对消防员（含小车）由牛顿第二定律有，得，则消防员（含小车）5s后的速度，水枪对消防员（含小车）做功的最大功率，C错误；关闭喷水阀门后小车的位移，D错误。8.答案：B解析：本题考查碰撞过程中的动量守恒和机械能守恒。小球A与B发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有，，得，小球B获得的最大速率为6m/s,A错误；小球B冲上轨道C达到最高点时与轨道C共速，有，得，根据机械能守恒定律，有，解得,B正确；小球B返回轨道最低点时轨道C的速度最大，根据动量守恒和机械能守恒有，解得,C错误；由于，小球B不能与小球A再次发生碰撞，D错误。9.答案：AD解析：物块由A到B的过程中有一部分弹性势能用于克服摩擦力做功，A项正确；当物块从A向B运动过程中加速度为零时速度最大，此时，弹簧仍处于伸长状态，B项错误；由动能定理可得，可得物块在O点的动能小于，D项正确；由能量守恒定律可得，物块在B点时，弹簧的弹性势能，C项错误。10.答案：CD解析：类比速度图像位移的表示方法可知，速度变化量在加速度—时间图像中由图线与坐标轴所围面积表示，在0~6s内，则时的速度大小，A项错误；由动能定理可知，0~6s内，合力做的功，B项错误；由动量定理可知，，解得，C项正确；由牛顿第二定律可知，6s末，解得，所以此时拉力的功率，D项正确。11.答案：BD解析：根据能量守恒知，和弹簧组成的系统机械能守恒，A项错误；根据系统机械能守恒可得，弹性势能的最大值，B项正确；对B，水平方向的合力，滑块先做加速运动后做减速运动，竖直杆对A的弹力大小等于，所以竖直杆对A的弹力不是始终大于弹簧弹力，C项错误；在A下降过程中动能达到最大前，A加速下降，对整体，在竖直方向上根据牛顿第二定律有，则有，D项正确。12.答案：ABD解析：本题考查根据连接体的运动分析能量的转化。小球的速度可分解为沿细绳方向的速度和垂直细绳方向的速度，设小球的速度为v，细绳与竖直方向的夹角为θ，可得，而物块的速度，所以，选项A正确；在A处和C处，小球和物块的速度大小均为零，则过程两者动能变化量均为零，根据能量守恒定律得，小球和物块的重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，即，而，所以，选项B、D正确；在过程中，小球和物块的速度先从零开始增大，后减小至零，故两者的动能先增大后减小，而小球、物块和弹簧组成的系统机械能守恒，所以三者势能之和先减小后增大，选项C错误。13.答案：AC解析：从图像可知，两物体匀减速运动的加速度大小都为，根据牛顿第二定律有，故物体所受摩擦力大小之比为1:1，A项正确；物体运动的图像中的图线与时间轴所围成的面积表示运动的位移，则位移大小之比为6:5，B项错误；设和对物体做的功为，对整个过程运用动能定理得，可解得，C项正确；根据图像知，匀加速运动的加速度大小分别为，根据牛顿第二定律有，根据冲量定义式求得和的冲量大小之比为3：5，D项错误。14.答案：（1）AC（2）（3）解析：（1）为保证两小球发生一维正碰，球1、2的半径应相等，D项错误；碰撞后球1不能被反弹，因此球1的质量要大于球2的质量，A项正确；小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响，只要保证球1每次从同一位置由静止释放即可，C项正确，B项错误。

（2）球1碰前、碰后速度，球2碰后速度分别为，因此若两球相碰前、后的动量守恒，则有，化简得。

（3）若两球