2026高考物理大一轮复习-第七章 阶段复习练(三)能量与动量-专项训练【含答案】

阶段复习练(三)能量与动量分值：100分一、单项选择题：每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.(2025·安徽六安市开学考)无人机在生产生活、军事、科研等方面有广泛的应用。某款无人机的总质量为m，水平匀速飞行的速度为v时，受到的空气阻力是重力的k倍，重力加速度为g，则该无人机飞行的过程中，牵引力的功率为()A.mgv B.kmgvC.(1＋k)mgv D.1＋k2.(2024·贵州省黔东南九校联考)滑板运动是青少年比较喜欢的一种户外运动。如图所示，现有一个质量为m的小孩站在一辆质量为km的滑板车上，小孩与滑板车一起在光滑的水平路面上以速度v0匀速运动，突然小孩相对地面以速度1110v0向前跳离滑板车，滑板车速度大小变为原来的110，但方向不变，则k为(A.17 B.18 C.193.(2025·山东德州市检测)质量为1kg的物块静止在水平地面上，t＝0时对其施加一水平拉力F，当物块运动一段时间后撤去拉力，之后物块继续运动直至停止。该物块运动的位移—时间图像如图所示，图像在P点处的斜率最大、Q点处的斜率为0，已知物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度取10m/s2，则水平拉力F的大小为()A.2N B.4N C.6N D.8N4.2023年11月10日，我国首条超高速低真空管道磁浮交通系统——高速飞车大同(阳高)试验线工程完工，其特点是全封闭真空管道和磁悬浮运输。如图所示，高速飞车的质量为m，额定功率为P0，高速飞车在平直轨道上从静止开始运动，先以加速度a做匀加速直线运动，加速过程中达到额定功率P0。后又经过一段时间达到该功率下的最大速度，若高速飞车行驶过程中所受到的阻力为Ff且保持不变，则下列说法正确的是()A.高速飞车匀加速直线运动过程中达到的最大速度为PB.高速飞车匀加速直线运动的时间为PC.高速飞车匀加速直线运动的位移为PD.高速飞车在整个加速过程中牵引力做功等于m5.离子推进器是我国新一代航天动力装置，推进剂从图中P处注入，在A处电离出一价正离子，已知B、C之间加有恒定电压U，正离子进入B时的速度忽略不计，经加速形成电流为I的离子束后喷出推进器，假设单位时间内射出离子的质量为M。则推进器获得的推力大小为()A.2MUI B.C.U2MI6.(2024·重庆卷·4)活检针可用于活体组织取样，如图所示。取样时，活检针的针鞘被瞬间弹出后仅受阻力，针鞘质量为m。针鞘在软组织中运动距离d1后进入目标组织，继续运动d2后停下来。若两段运动中针鞘整体受到阻力均视为恒力，大小分别为F1、F2，则针鞘()A.被弹出时速度大小为2(B.到达目标组织表面时的动能为F1d1C.运动d2过程中，阻力做功为(F1＋F2)d2D.运动d2的过程中动量变化量大小为m7.(2024·江苏卷·9)在水平面上有一个U形滑板A，A的上表面有一个静止的物体B，左侧用轻弹簧连接在滑板A的左侧，右侧用一根细绳连接在滑板A的右侧，开始时弹簧处于拉伸状态，各表面均光滑，剪断细绳后，则()A.弹簧原长时A动量最大B.弹簧压缩至最短时A动能最大C.系统动量变大D.系统机械能变大二、多项选择题：每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.(八省联考·河南·8)2024年我国研制的“朱雀三号”可重复使用火箭垂直起降飞行试验取得圆满成功。假设火箭在发动机的作用下，从空中某位置匀减速竖直下落，到达地面时速度刚好为零。若在该过程中火箭质量视为不变，则()A.火箭的机械能不变B.火箭所受的合力不变C.火箭所受的重力做正功D.火箭的动能随时间均匀减小9.(2024·山东烟台市期中)如图所示，滑块以一定的初动能从斜面底端O点冲上足够长的粗糙斜面，斜面倾角为α，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ。取O点所在的水平面为参考平面，以O点为位移的起点、沿斜面向上为位移的正方向，已知μ<tanα。下列描述滑块的动能Ek、重力势能Ep、机械能E随滑块位移x变化的图像中，可能正确的是()10.(2025·四川绵阳市南山中学月考)如图所示，质量均为m的两个小球A、B用长为L的轻质细绳连接，B球穿在光滑水平细杆上，初始时刻，细绳处于水平状态，将A、B由静止释放，空气阻力不计，重力加速度为g。从释放到A球运动到最低点的过程中，下列说法正确的是()A.A、B组成的系统动量守恒B.A球运动到最低点时速度大小为gLC.A球机械能减小了14D.A球运动到最低点时，B球向右运动距离为L三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.(8分)(2024·河北邯郸市三模)如图甲所示，利用气垫导轨验证动量守恒定律，主要的实验步骤如下：(1)(2分)利用螺旋测微器测量两滑块上挡光片的宽度，得到的结果如图乙所示，则挡光片的宽度为mm。

(2)(2分)安装好气垫导轨，向气垫导轨通入压缩空气，只放上滑块1，接通光电计时器，给滑块1一个初速度，调节气垫导轨的两端直到滑块做匀速运动，能够判断滑块做匀速运动的依据是。

(3)(2分)若滑块1通过光电门时挡光时间为Δt＝0.01s，则滑块1的速度大小为m/s(保留两位有效数字)。

(4)(2分)设碰撞前滑块1的速度为v0，滑块2的速度为0，碰撞后滑块1的速度为v1，滑块2的速度为v2，若滑块1和滑块2之间的碰撞是弹性碰撞，则速度关系需要满足。

12.(8分)(2024·湖南岳阳市一模)某小组为了验证机械能守恒定律，设计了如图甲所示的实验装置，物块P、Q用跨过定滑轮的轻绳相连，P底端固定一宽度为d的轻质遮光条，托住P，用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度差h(d≪h)。已知当地的重力加速度为g。(1)(2分)用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，则图乙中游标卡尺的读数应为cm。

(2)(3分)下列实验步骤正确的是。

A.选择两个质量相等的物块进行实验B.实验时，要确保物块P由静止释放C.需要测量出两物块的质量mP和mQD.需要测量出遮光条从A到达B所用的时间T(3)(3分)改变高度h，重复实验，测得各次遮光条的挡光时间t，以h为横轴、1t2为纵轴建立平面直角坐标系，在坐标系中作出1t2-h图像，如图丙所示，该图像的斜率为k，在实验误差允许范围内，若k＝(13.(10分)(2023·北京卷·18)如图所示，质量为m的小球A用一不可伸长的轻绳悬挂在O点，在O点正下方的光滑桌面上有一个与A完全相同的静止小球B，B距O点的距离等于绳长L。现将A拉至某一高度，由静止释放，A以速度v在水平方向和B发生正碰并粘在一起。重力加速度为g。求：(1)(3分)A释放时距桌面的高度H；(2)(3分)碰撞前瞬间绳子的拉力大小F；(3)(4分)碰撞过程中系统损失的机械能ΔE。14.(12分)(2024·重庆市模拟)如图所示，一棱长为1.5R的正方体物块静置于足够长的光滑水平面上，该正方体物块内有一条由半径为R的四分之一圆弧部分和竖直部分平滑连接组成的细小光滑圆孔道。一质量为m的小球(可视为质点)，以初速度v0＝3gR沿水平方向进入孔道，恰好能到达孔道最高点。孔道直径略大于小球直径，孔道粗细及空气阻力可不计，重力加速度为g。求：(1)(6分)该正方体物块的质量M；(2)(6分)小球离开孔道时的速度。15.(16分)(2024·浙江1月选考·18)某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角θ＝37°的直轨道AB，半径R＝1m的圆弧轨道BCD，长度L＝1.25m、倾角为θ的直轨道DE，半径为R、圆心角为θ的圆弧管道EF组成，轨道间平滑连接。在轨道末端F的右侧光滑水平面上紧靠着质量m＝0.5kg滑块b，其上表面与轨道末端F所在的水平面平齐。质量m＝0.5kg的小物块a从轨道AB上高度为h处静止释放，经圆弧轨道BCD滑上轨道DE，轨道DE由特殊材料制成，小物块a向上运动时动摩擦因数μ1＝0.25，向下运动时动摩擦因数μ2＝0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当小物块a在滑块b上滑动时动摩擦因数恒为μ1，小物块a运动到滑块右侧的竖直挡板能发生完全弹性碰撞。(其他轨道均光滑，小物块视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)(10分)若h＝0.8m，求小物块①第一次经过C点的向心加速度大小；②在DE上经过的总路程；③在DE上向上运动时间t上和向下运动时间t下之比。(2)(6分)若h＝1.6m，滑块至少多长才能使小物块不脱离滑块。

答案精析1.B[由于无人机水平匀速飞行，重力的瞬时功率为0，所以牵引力的功率为P＝Ffv，Ff＝kmg，所以P＝kmgv，故选B。]2.C[小孩跳离滑板车时，与滑板车组成的系统水平方向动量守恒，根据动量守恒定律有(1+k)mv0＝m·1110v0+km·110v0，解得k＝19，故选3.C[从0~t0时间内，对物块根据动量定理有Ft0－μmgt0＝mv，撤去拉力后，对物块根据动量定理有－μmg×2t0＝0－mv，解得F＝6N，故选C。]4.C[匀加速阶段，根据牛顿第二定律可得F1－Ff＝ma，又P0＝F1v1，联立可得高速飞车匀加速直线运动过程中达到的最大速度为v1＝P0Ff+ma，高速飞车匀加速直线运动的时间为t＝v1a＝P0a(Ff+ma)，高速飞车匀加速直线运动的位移为x＝v12t＝P022a(Ff+ma)25.A[在A处电离出正离子，经B、C间电压加速后，由动能定理可知eU＝12mv2，解得v＝2eUm，以推进器为参考系，应用动量定理有Ft＝nmv－0，又因为I＝net，M＝nmt，解得F＝2MUI6.A[根据动能定理有F1d1+F2d2＝12mv2，解得v＝2(F1d1+F2d2)m，故A正确；针鞘到达目标组织表面后，继续前进d2减速至零，此过程中克服阻力做功为F2d2，根据动能定理有Ek＝F2d2，故B、C7.A[对整个系统分析可知合外力为0，系统动量守恒，由于系统内只有弹力做功，故系统的机械能守恒，C、D错误；滑板A受到的合外力为弹簧的弹力，弹簧在恢复原长的过程中，由kx＝ma知滑板做加速度减小的加速运动，弹簧被压缩时，滑板做加速度增大的减速运动，所以弹簧原长时A动量最大，动能最大，故A正确，B错误。]8.BC[由于火箭匀减速竖直下落，速度减小，动能减小，且重力势能减小，故火箭的机械能减小，故A错误；由于火箭匀减速竖直下落，加速度恒定，由牛顿第二定律可知，火箭所受的合力不变，故B正确；火箭竖直下落，所受重力做正功，故C正确；火箭的动能Ek＝12mv2＝12m(v0－at)2，故火箭的动能不是随时间均匀减小，故D9.ABD[由动能定理可得ΔEk＝F合x，即图像的斜率表示合外力，由题可知，上滑时，合外力为F1＝－mgsinα－μmgcosα，下滑时，合外力为F2＝－mgsinα+μmgcosα，故A正确；根据重力势能Ep＝mgxsinα，故B正确；根据功能关系，上滑和下滑时均有摩擦力做功，则机械能一直减小，且摩擦力大小不变，则上滑过程机械能随x增大均匀减小，下滑过程，机械能随x减小均匀减小，且两段过程斜率大小相同，故C错误，D正确。]10.BD[A、B组成的系统，水平方向不受外力，水平方向动量守恒，故A错误；当A球摆到B球正下方时，A、B球的速度大小分别为vA和vB。以小球A摆到最低点所在平面为参考平面，由水平方向动量守恒得mvA＝mvB由机械能守恒得mgL＝12mvA2+1解得vA＝vB＝gL，A球运动到最低点时速度大小为gL，故B正确；A球机械能减小量ΔE＝mgL－12mvA2＝12mgL，故C错误；A、B组成的系统，水平方向不受外力，水平方向动量守恒，则有mxAt－mxBt＝0，xA+xB＝L11.(1)4.700(2)通过两个光电门的时间相同(3)0.47(4)v0+v1＝v2解析(1)挡光片的宽度为d＝4.5mm+20.0×0.01mm＝4.700mm(2)滑块若能够做匀速运动，因挡光片的宽度为定值，则经过光电门的时间相同。(3)滑块1的速度大小为v＝d＝0.47m/s(4)根据系统动量守恒和能量守恒有m1v0＝m1v1+m2v212m1v02＝12m1解得v0+v1＝v2。12.(1)0.52(2)BC(3)解析(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d＝0.5cm+0.1mm×2＝0.52cm。(2)实验中要让物块P下降，Q上升，则需选择两个质量不相等的物块，选项A错误；实验时，要确保物块P由静止释放，选项B正确；需要测量出两物块的质量mP和mQ，选项C正确；实验中不需要测量出遮光条从A到达B所用的时间T，选项D错误。(3)物块P经过光电门时的速度v＝d若系统机械能守恒，则有(mP－mQ)gh＝12(mP+mQ)即1t则k＝2(m13.(1)v22g(2)mg+mv2解析(1)A从释放到与B碰撞前瞬间，根据动能定理得mgH＝12mv解得H＝v(2)碰撞前瞬间，对A由牛顿第二定律得F－mg＝mv解得F＝mg+mv(3)A、B碰撞过程中，根据动量守恒定律得mv＝2mv1解得v1＝12则碰撞过程中系统损失的机械能为ΔE＝12mv2－12×2m(1＝14mv214.(1)m2(2解析(1)小球从进入孔道至到达最高点过程中，小球和物块组成的系统机械能守恒、水平方向动量守恒，以水平向右为正方向，则有mv0＝(M+m)v，12m＝12(M+m)v2+mg解得v＝2gR，M＝m(2)小球从进入孔道到离开孔道过程中，小球和物块组成的系统机械能守恒、水平方向动量守恒，以水平向右为正方向，则有mv0＝mv1+Mv2，12mv02＝12解得v1＝gR，v2＝4gR即小球离开孔道时速度大小为gR，方向水平向右。15.(1)①16m