专题三动能和动量-高考物理二轮复习模块精练

专题三动能和动量——2024届高考物理二轮复习模块精练1.在高度差一定的不同光滑曲线轨道中，小球滚下用时最短的曲线轨道叫做最速曲线轨道，在科技馆展厅里，摆有两个并排轨道，分别为直线轨道和最速曲线轨道，如图所示，现让两个完全相同的小球A和B同时从M点分别沿两个轨道由静止下滑，小球B先到达N点。若不计一切阻力，下列说法正确的是()A.到达底端N点时，重力的功率相同B.由M到N的过程中，合力做功不同C.由M到N的过程中，小球A重力的冲量比小球B重力的冲量大D.到达底端N点时，小球A、B对轨道的压力大小相等2.山东省沿海地区冬季风势较大，已知通常情况风速范围为6m/s~12m/s，风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则当风速分别为12m/s和6m/s时，该交通标志牌受到风的作用力之比()A. B. C. D.3.某学习小组用如图所示的装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中先从某一高度处单独释放质量为的小球a，标记下小球a撞击在挡板上的位置M，再在水平轨道上放上质量为的小球b，从同一高度释放小球a，标记两球撞击挡板的位置P、N，关于本实验下列说法正确的是()A.两小球的质量需满足B.实验中可以用这个表达式验证动量守恒定律C.位置N为小球b撞击挡板的位置D.小球a在轨道上受到的摩擦力越小，对实验结果的误差影响就越小4.如图所示，设车厢长为L，质量为M，静止在光滑的水平面上，车厢内有一质量为m的物体以初速度向右运动，与车厢壁来回碰撞n次后，最终相对车厢静止，这时车厢速度是()A.，水平向右 B.0C.，水平向右 D.，水平向左5.如图甲所示，一块长度为L、质量为m的木块静止在光滑水平面上.一颗质量也为m的子弹以水平速度射入木块.当子弹刚射穿木块时，木块向前移动的距离为s(图乙).设子弹穿过木块的过程中受到的阻力恒定不变，子弹可视为质点.则子弹穿过木块的时间为()A. B. C. D.6.如图，某次小明同学在家中对着竖直墙壁打乒乓球，将球从A点斜向上击出，球垂直打在墙上的O点后，反向弹回正好落在A点正下方的B点。忽略球的旋转及空气阻力，则下列说法中正确的是()A.球在上升阶段处于超重状态，下降阶段处于失重状态B.球在上升阶段处于失重状态，下降阶段处于超重状态C.球刚离开A点时的水平速度大于刚到达B点时的水平速度D.球刚离开A点时的水平速度小于刚到达B点时的水平速度7.质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t变化的图象如图所示。下列说法正确的是()A.碰撞前的速率大于的速率 B.碰撞后的速率大于的速率C.碰撞后的动量大于的动量 D.碰撞后的动能小于的动能8.一质量为1kg的小物块A置于竖直轻弹簧上处于静止状态，另一质量为3kg的小物块B从距离A某高度自由落下，与A碰撞后（碰撞时间极短）一起压缩弹簧到最低点，碰后A的加速度随其位移变化的图象如图所示。不计空气阻力，取重力加速度为，下列说法中正确的是()A.碰后A、B做匀变速直线运动B.碰撞结束瞬间，A的加速度C.弹簧的劲度系数为100N/mD.A与B碰撞之后一起下落到速度最大的过程中，动能的增加量为0.45J9.如图所示，质量为的长木板置于光滑水平地面上，质量为的小物块（可视为质点）放在长木板的右端，在木板右侧固定着一个竖直弹性挡板，挡板的下沿略高于木板。现使木板和物块以的速度一起向右匀速运动，物块与挡板发生弹性碰撞。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板足够长，重力加速度，则下列说法正确的是()A.物块与挡板第一次碰撞到第二次碰撞所经历的时间为4sB.物块与挡板第二次碰撞过程，挡板对物块的冲量大小为C.物块与挡板第n次碰撞前的速度大小为D.若整个过程中物块不会从长木板上滑落，长木板的最小长度为10.如图所示，斜面体静止在光滑水平面上，将一物块轻放在斜面体顶部，所有接触面均光滑，关于物块下滑的过程，下列说法正确的是()A.物块和斜面体组成的系统水平方向上动量守恒B.物块和斜面体的动量变化量大小相等C.斜面对物体不做功，是因为斜面体对物体的弹力方向与斜面垂直D.物块减少的机械能等于斜面体增加的动能11.两个质量相同的小钢球，按如图所示的样式悬挂，让其中一个小球保持静止，把另一小球拉开一定的角度，然后自由释放（m表示两小球的质量，、表示两球碰撞前后的速度），下列说法正确的是()A.碰撞后，两球相互交换速度，入射球静止，被碰球以入射球碰前的速度运动B.碰撞后，运动小钢球反弹回来，静止小球以两倍于两球碰前瞬间运动小球的速度运动C.碰撞前后两球有D.碰撞前后两球有12.某同学用如图1所示装置，通过半径相同的A，B两球的碰撞来验证动量守恒定律。（1）实验中必须要求的条件是()A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差B.斜槽轨道末端的切线必须水平C.入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量()A.水平槽上未放B球时，测量A球落点P到O点的距离B.A球与B球碰撞后，测量A球落点M到O点的距离C.A球与B球碰撞后，测量B球落点N到O点的距离D.测量A球或B球的直径E.测量A球和B球的质量（或两球质量之比）F.测量释放点G相对于水平槽面的高度G.测量水平槽面离地的高度（3）某次实验中得出的落点情况如图2所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量和被碰小球质量之比为_______。13.某校实验小组在实验室里利用如图所示的装置验证动量守恒定律，据此回答下列问题：（1）为保证入射小球碰撞后不反弹，并从轨道末端飞出，应使______。（2）设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，则图中B点为______（选填“碰前入射小球”、“碰后入射小球”、“被碰小球”）落点的平均位置。实验测得的物理量有、、OA、OB、OC，验证表达式______（用测得物理量的符号表示）在实验误差允许的范围内是否成立，即可验证“动量守恒定律”。

答案以及解析1.答案：C解析：A.根据机械能守恒定律可知到达底端N点时，两小球速度大小相等，但方向不同，即速度与竖直方向夹角不同，重力的功率不相同，故A错误；B.由M到N的过程中，合力做功即两小球重力做功均为故B错误；C.由M到N的过程中，重力的冲量由于所以小球A重力的冲量比小球B重力的冲量大，故C正确；D.到达底端N点时，小球A受到的支持力小球B受到的支持力由图可知则根据牛顿第三定律可知，小球B对轨道的压力大于小球A对轨道的压力，故D错误。故选C。2.答案：B解析：设标志牌的面积为S，空气密度为ρ，取t时间，吹响标志牌的空气质量为吹到标志牌后，风速变为零，根据动量定理得风的作用力与速度平方成正比，则该交通标志牌受到风的作用力之比。故选B。3.答案：B解析：A.为了防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量要大于被碰球的质量，即，故A错误；C.小球离开水平轨道后均做平抛运动，从图中可以看出每个小球每次平抛运动的水平位移相同，a小球不与b小球相碰时落点为M，a小球与b小球相碰后，a小球平抛初速度比第一次小，且，根据平抛运动学公式。水平方向则有竖直方向则有因为，b小球平抛初速度大，下落高度小，所以P点应为b小球撞击挡板位置，N位置应为小球a击挡板位置，故C错误；D.需要保持小球每一次到达轨道末端的速度相等，小球a每一次从同一位置静止释放即可，轨道的光滑程度对实验无影响，故D错误；B.由，小球的水平速度为根据动量守恒可知化简得故B正确。故选B。4.答案：C解析：物块在车辆内和车发生碰撞满足动量守恒，最后物块和车共速，由动量守恒得解得方向水平向右，故选C。5.答案：D解析：子弹穿过木块过程，对子弹和木块组成的系统，外力之和为零，动量守恒，以的方向为正方向，有，设子弹穿过木块的过程所受阻力大小为，对子弹由动能定理有，由动量定理有，对木块由动能定理有，由动量定理有，联立解得，故选D。6.答案：C解析：AB.球在上升阶段和下降阶段，都只受重力作用，因此都为失重状态，AB错误；CD.由图可知，在水平位移相同时，OA段高度差小，时间短，因此球刚离开A点时的水平速度大于刚到达B点时的水平速度，C正确D错误。故选C。7.答案：C解析：位置—时间图象的斜率表示速度，则由图象可知，碰前处于静止状态，碰后两物体速率相等、运动方向相反，A、B均错误。碰撞过程中动量守恒：，可知，C正确。由、碰后两物体速率相等可知，则的动能大于的动能，D错误。8.答案：BD解析：A.由图象可知，碰后整体的加速度先减小后反向增大，故不是匀变速直线运动，A错误；B.碰前A的重力与弹簧弹力平衡，碰后瞬间弹簧弹力不突变，故AB碰后瞬间整体的合外力为，对整体应用牛顿第二定律可得解得B正确；C.设初状态弹簧压缩量为，有当时加速度为零，此时联立解得C错误；D.A与B碰撞之后一起下落到速度最大的过程中AB所受的合外力随位移均匀减小，其合外力随位移变化的图象为因为通过图象的面积可以求变力的功，故合外力的总功为由动能定理故动能增量为0.45J，D正确。故选BD。9.答案：BCD解析：A.小物块第一次与挡板碰撞后，先向左匀减速直线运动，再向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有解得加速度大小小物块第一次与墙碰撞后，小物块与木板相互作用直到有共同速度，由动量守恒定律得解得小物块与木板共速时的位移和所用时间分别为小物块和木板一起向右匀速运动的时间为木板与墙壁第一次碰撞到第二次碰撞所经历的时间为故A错误；BC.小物块第一次与墙碰撞后，小物块与木板相互作用直到有共同速度，由动量守恒定律得解得小物块第一次与墙碰撞后，小物块与木板相互作用直到有共同速度，由动量守恒定律得解得以此类推可得物块与挡板第二次碰撞前速度大小为碰后原速率反弹，规定水平向左为正方向，对物块应用动量定理，可得故BC正确；D.木板在与小物块发生相对滑动过程时，一直相对向右做匀减速运动，最终两个物体全部静止，根据能量守恒定律得解得故D正确。故选BCD。10.答案：AD解析：A.物块和斜面体组成的系统在水平方向上不受外力作用，所以水平方向上动量守恒，故A正确；B.物块下滑过程中，竖直方向上合外力不为零，总动量不守恒，所以物块和斜面体的动量变化量大小不相等，故B错误；C.物块下滑过程中，斜面向左运动，物块对斜面做正功，根据系统能量守恒可知所以斜面对物块做负功，故C错误；D.物块和斜面组成的系统机械能守恒，所以物块减少的机械能等于斜面体增加的动能，故D正确。故选AD。11.答案：AC解析：两小球在碰撞过程中内力远远大于外力，所以两球组成的系统在碰撞过程中动量守恒，由于钢球的弹性非常好，两个小球相碰时，作用时间非常短，可以看做弹性碰撞。故可以得到：因为两球的质量相等，所以两球相撞前后相互交换速度，运动的小球静止，静止的小球以原来的运动小球的速度运动，故AC正确，BD错误；故选AC。12.答案：（1）BD（2）ABCE（3）4:1解析：（1）A.“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；B.要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；C.为了使小球碰后不被反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故C错误；D.要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故D正确故选