高考物理复习：能量和动量专题（含答案）

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物理复习：能量和动量专题

一、单选题

1.在光滑的水平桌面上，质量为m的物块A以速度v向右运动，与静止在桌面上的质量为3m的物块B发生正碰，以向右为正方向，碰撞后,物块A的速度不可能为（）

A.0B.-vC.vD.v

2.如图所示，粗糙程度处处相同的半圆形竖直轨道固定放置，其半径为R，直径POQ水平．一质量为m的小物块（可视为质点）自P点由静止开始沿轨道下滑，滑到轨道最低点N时，小物块对轨道的压力为2mg，g为重力加速度的大小．则下列说法正确的是（）

A.小物块到达最低点N时的速度大小为

B.小物块从P点运动到N点的过程中重力做功为2mgR

C.小物块从P点开始运动经过N点后恰好可以到达Q点

D.小物块从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功为

3.物体A和B在光滑的水平面上相向运动，它们的初动能之比EKA：EKB=4：1，两者相遇后发生正碰．它们在碰撞的过程中，动能同时减小到零，又同时增大，最后两者反向运动，则两物体的质量之比mA：mB为（）

A.1：1B.4：1C.1：4D.1：16

4.如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量为m（m＜M）的小球从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）

A.在以后的运动全过程中，小球和槽的水平方向动量始终保持某一确定值不变

B.在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功

C.全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒，且水平方向动量守恒

D.小球被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，但小球不能回到槽高h处

5.如下图所示，有一边长为L的正方形导线框，质量为m，由高H处自由落下，其下边ab进入匀强磁场区后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时速度的一半，此匀强磁场的宽度也是L，则线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为()

A.2mgLB.2mgL＋mgHC.2mgL＋mgHD.2mgL＋mgH

6.如图所示，半圆形轨道MON竖直放置且固定在地面上，直径MN是水平的．一小物块从M点正上方高度为H处自由下落，正好在M点滑入半圆轨道，测得其第一次离开N点后上升的最大高度为．小物块接着下落从N点滑入半圆轨道，在向M点滑行过程中（整个过程不计空气阻力）（）

A.小物块正好能到达M点B.小物块一定到不了M点

C.小物块一定能冲出M点D.不能确定小物块能否冲出M点

7.如图所示，一轻质弹簧固定于O点，另一端固定一小球，将小球从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让其自由摆下，不计空气阻力，在小球摆向最低点B的过程中，下列说法正确的是（）

A.小球的机械能守恒B.小球的机械能减少

C.小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变D.小球与弹簧组成的系统机械能不守恒

8.小孩沿滑梯匀速下滑过程中（）

A.动能减小B.动能增大C.重力势能减小D.机械能增大

9.如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球.给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动.在此过程中（）

A.小球的机械能守恒B.重力对小球不做功

C.轻绳的张力对小球不做功D.在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少量

二、多选题

10.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为0.75g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（）

A.重力势能增加了mghB.克服摩擦力做功

C.动能损失了D.机械能损失了

11.如图所示，左侧为一个固定在水平桌面上的半径为R的半球形碗，碗口直径AB水平，O点为球心，碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个足够长的固定光滑斜面。一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及竖直固定的轻质光滑定滑轮，细绳两端分别系有可视为质点的小球m1和物块m2，且m1＞m2。开始时m1恰在A点，m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接m1、m2的细绳与斜面平行且恰好伸直，C点在圆心O的正下方。将m1由静止释放开始运动，则下列说法正确的是（）

A.在m1从A点运动到C点的过程中，m1与m2组成的系统机械能守恒

B.当m1运动到C点时，m1的速率是m2速率的倍

C.m1不可能沿碗面上升到B点

D.m2沿斜面上滑过程中，地面对斜面的支持力始终保持恒定

12.竖直上抛一个小球，从抛出到落回原抛出点的过程中，它的速度、重力势能、位移、加速度随时间变化的函数图象（如图所示）中正确的是（不计空气阻力，以竖直向下为正方向，图中曲线为抛物线，抛出点为零势能点）（）

A.B.C.D.

13.右端带有光滑圆弧轨道且质量为的小车静置于光滑水平面上，如图所示。一质量为的小球以速度水平冲上小车，关于小球此后的运动情况，以下说法正确的是（）

A.小球可能从圆弧轨道上端抛出并不再回到小车B.小球可能离开小车水平向左做平抛运动

C.小球可能离开小车做自由落体运动D.小球可能离开小车水平向右做平抛运动

14.如图所示，竖直固定的光滑直杆上套有一个质量为m的滑块，初始时静置于a点．一原长为l的轻质弹簧左端固定在O点，右端与滑块相连．直杆上还有b、c、d三点，且b与O在同一水平线上，Ob=l，Oa、Oc与Ob夹角均为37°，Od与Ob夹角为53°．现由静止释放小滑块，在小滑块从a下滑到d过程中，弹簧始终处于弹性限度内，sin37°=0.6，则下列说法正确的是（）

A.滑块在b点时速度最大，加速度为gB.从a下滑到c点的过程中，滑块的机械能守恒

C.滑块在c点的速度大小为D.滑块在d处的机械能小于在a处的机械能

15.一质量为m的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端与小球相连，另一端固定于O点．现将小球从A点由静止释放，沿竖直杆运动到B点，已知OA长度小于OB长度，弹簧处于OA、OB两位置时弹力大小相等．在小球由A到B的过程中（）

A.在B点的速度可能为零B.加速度等于重力加速度g的位置有两个

C.小球机械能先减小，后增大，再减小D.小球在A，B两点的机械能相等

16.如图甲所示，固定光滑斜面AC长为L，B为斜面中点．一物块在恒定拉力F作用下，从最低点A由静止开始沿斜面向上拉到B点撤去拉力F，物块继续上滑至最高点C，设物块由A运动到C的时间为t0，下列描述该过程中物块的速度v随时间t、物块的动能Ek随位移x、加速度a随位移x、机械能E随位移x变化规律的图象中，可能正确的是()

A.B.C.D.

17.如图甲所示，把纸带固定在质量为50g的钩码上，让纸带穿过打点计时器，接通电源，松带，让钩码自由下落，计时器在纸带上打下一系列的点，得到如图乙所示的纸带．用刻度尺测量起始点O到各点的距离，并知道交流电源的频率是50Hz，根据上述数据，在此实验中可以做到（）

A.测出当地重力加速度的准确值B.计算在纸带中打下D点时钩码的动能

C.计算钩码下落过程中受到的合外力D.较准确地验证机械能守恒定律

18.如图所示，质量为m的小球（可视为质点）用长为L的细线悬挂于O点，自由静止在A位置．现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止，细线与竖直方向夹角为θ=60°，此时细线的拉力为T1，然后撤去水平力F，小球从B返回到A点时细线的拉力为T2，则（）

A.T1=T2=2mgB.从A到B，拉力F做功为mgL

C.从B到A的过程中，小球受到的合外力大小不变

D.从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率一直增大

19.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。在从A到B的过程中，物块（）

A.加速度先减小后增大B.经过O点时摩擦力的功率最大

C.所受弹簧弹力始终做正功D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功

20.一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si，下列说法正确的是（）

A.核反应方程为P+Al→SiB.核反应方程过程中系统动量守恒

C.核反应过程中系统能量不守恒

D.核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和

E.硅原子核速度的数量级为105m/s，方向与质子初速度方向一致

三、解答题

21.如图所示，质量为M=2kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为MA=2kg的物体A（可视为质点）．一个质量为m=20g的子弹以500m/s的水平速度迅即射穿A后，速度变为l00m/s，最后物体A静止在车上．若物体A与小车间的动摩擦因数=0.5（g取10m/s2）

①平板车最后的速度是多大？

②全过程损失的机械能为多少？

③A在平板车上滑行的距离为多少？

四、实验探究题

22.如图所示为“探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图．

（1）因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)的飞行时间相同，所以我们在实验中可以用平抛运动的________来替代平抛运动的初速度．

（2）因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)的飞行时间相同，所以我们在实验中可以用平抛运动的________来替代平抛运动的初速度．

（3）本实验中，实验必须要求的条件是________．

A.斜槽轨道末端点的切线是水平的B.斜槽轨道必须是光滑的

C.入射球与被碰球满足ma＞mb，ra＞rbD.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放

（4）本实验中，实验必须要求的条件是________．

A.斜槽轨道末端点的切线是水平的B.斜槽轨道必须是光滑的

C.入射球与被碰球满足ma＞mb，ra＞rb

D.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放

（5）若mv为不变量，则实验中需验证的关系是________．

A.ma·ON＝ma·OP＋mb·OMB.ma·OP＝ma·OM＋mb·ON

C.ma·OP＝ma·ON＋mb·OMD.ma·OM＝ma·OP＋mb·ON

（6）若mv为不变量，则实验中需验证的关系是________．

A.ma·ON＝ma·OP＋mb·OMB.ma·OP＝ma·OM＋mb·ON

C.ma·OP＝ma·ON＋mb·OMD.ma·OM＝ma·OP＋mb·ON

23.某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、________（填测量工具）和________电源（填“交流”或“直流”）；

（2）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、________（填测量工具）和________电源（填“交流”或“直流”）；

（3）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是______．

A.放开小车，能够自由下滑即可B.放开小车，能够匀速下滑即可

C.放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D.放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可

（4）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是______．

A.放开小车，能够自由下滑即可B.放开小车，能够匀速下滑即可

C.放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D.放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可

（5）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________．

A.橡皮筋处于原长状态B.橡皮筋仍处于伸长状态

C.小车在两个铁钉的连线处D.小车已过两个铁钉的连线

（6）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________．

A.橡皮筋处于原长状态B.橡皮筋仍处于伸长状态

C.小车在两个铁钉的连线处D.小车已过两个铁钉的连线

24.为验证物体自由落体过程中的机械能守恒，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图甲所示，A为电磁铁，B为光电门，有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方固定于B处的光电门，测得A、B间的高度差为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，且小球直径d远小于H．则：

（1）用螺旋测微器测得小球的直径d如图乙所示，则d=________mm；

（2）若小球经过光电门的时间t=0.00251s，则速度vB=________m/s（结果保留两位有效数字）；

（3）多次改变H，重复上述实验，作出-H图象如图丙所示，若小球下落过程中机械能守恒，则图线斜率k=________（用已知量g、d表示）；

（4）实验发现小球动能增加量△Ek总是稍小于重力势能减少量△Ep，增加下落高度后，重力势能减少量与动能增加量的差值△Ep-△Ek将________（选填“增加”“减少”或“不变”）．

25.用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带,0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，m1＝50g、m2＝150g，g＝9.8m/s2。

（1）纸带上打下计数点5时的速度v5＝________m/s.

（2）纸带上打下计数点5时的速度v5＝________m/s.

（3）在打0～5点过程中系统动能的增量ΔEk＝________J，系统重力势能的减少量ΔEp＝________J；由此得出的结论是________．

（4）在打0～5点过程中系统动能的增量ΔEk＝________J，系统重力势能的减少量ΔEp＝________J；由此得出的结论是________．

（5）若某同学作出了图线(如图丙)，据图线得到的重力加速度为g0＝________

（6）若某同学作出了图线(如图丙)，据图线得到的重力加速度为g0＝________

26.用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽平滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是___________

A.轨道一定是光滑的

B.必须要测量轨道末端到地面的高度

C.每次小球1都要从同一高度由静止滚下

D.实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动

（2）对于上述实验操作，下列说法正确的是___________

A.轨道一定是光滑的

B.必须要测量轨道末端到地面的高度

C.每次小球1都要从同一高度由静止滚下

D.实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动

（3）入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量m1和m2的大小应满足m1________m2。(填“>”、“”、“m，它们一起以大小为的速度向右做匀速直线运动，木块与小车之间的动摩擦因数为，，小车与竖直墙碰后立即以v0向左运动，m没从M上掉下．求：

（1）它们的最后速度？

（2）木块在小车上滑行的时间？

（3）小车至少多长？

答案

一、单选题

1.C2.D3.C4.D5.C6.C7.B8.C9.C

二、多选题

10.A,D11.A,C,D12.A,B,C13.B,C,D14.C,D15.B,C,D16.B,D17.B,C,D

18.A,B19.A,D20.A,B,E

三、解答题

21.解：①设平板车最后的速度是v，子弹射穿A后的速度是v1．以子弹、物体A和小车组成的系统为研究对象，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

mv0=mv1+（M+MA）v，

代入数据解得：v=2m/s；

②对子弹：A、小车组成的系统，在整个过程中，由能量守恒定律得：

△E=mv02﹣mv12﹣