高考物理一轮复习 巩固练习 能量 动量

2023届高考物理一轮基础巩固题：能量动量附答案一、选择题。1、一物块放在水平面上，在水平恒力F的作用下从静止开始运动，物块受到的阻力与速度成正比，则关于拉力F的功率随时间变化的规律正确的是()2、如图所示，光滑的水平桌面上有一个内壁光滑的直线槽子，质量相等的A、B两球之间由一根长为L且不可伸长的轻绳相连，A球始终在槽内，其直径略小于槽的直径，B球放在水平桌面上。开始时刻A、B两球的位置连线垂直于槽，相距eq\f(L,2)，给B球一个平行于槽的速度v0，关于两球以后的运动，下列说法正确的是()A．绳子拉直前后，A、B两球组成的系统在平行于槽的方向动量守恒B．绳子拉直后，A、B两球将以相同的速度平行于槽的方向运动C．绳子拉直的瞬间，B球的机械能的减少量等于A球机械能的增加量D．绳子拉直的瞬间，B球的机械能的减少量小于A球机械能的增加量3、一辆F1赛车含赛车手的总质量约为600kg，在一次F1比赛中赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数eq\f(1,v)的关系如图所示，则赛车在加速的过程中()A．速度随时间均匀增大B．加速度随时间均匀增大C．输出功率为240kWD．所受阻力大小为24000N4、滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中()A．所受合外力始终为零B．所受摩擦力大小不变C．合外力做功一定为零D．机械能始终保持不变5、(双选)如图所示，某人将质量为m的石块从距地面高h处斜向上方抛出，石块抛出时的速度大小为v0，由于空气阻力作用石块落地时的速度大小为v，方向竖直向下，已知重力加速度为g，下列说法正确的是()A．石块刚抛出时重力的瞬时功率为mgv0B．石块落地时重力的瞬时功率为mgvC．石块在空中飞行过程中合外力做的功为eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mv2D．石块在空中飞行过程中阻力做的功为eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－mgh6、木板固定在墙角处，与水平面夹角θ＝37°，木板上表面光滑，木板上有一个孔洞，一根长为L、质量为m的软绳置于木板上，其上端刚好进入孔洞，用细线将质量为m的物块与软绳连接，如图所示。物块由静止释放后向下运动，带动软绳向下运动，当软绳刚好全部离开木板(此时物块未到达地面)时，物块的速度为(已知重力加速度为g，sin37°＝0.6)()A.eq\r(gL)B.eq\r(1.1gL)C.eq\r(1.2gL)D.eq\r(2gL)7、如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括滑雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度a＝eq\f(g,4)，在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是()A．运动员减少的重力势能全部转化为动能B．下滑过程中系统减少的机械能为eq\f(mgh,2)C．运动员获得的动能为eq\f(mgh,4)D．运动员克服摩擦力做功为eq\f(mgh,4)8、光滑水平面上有一物体，受到水平拉力F作用由静止开始沿直线运动，它的速度v随时间t变化的规律是v＝kt2(式中k为常量)。关于物体的运动及拉力F做功情况，下列说法正确的是()A．物体做匀加速直线运动B．物体做加速度增大的加速运动C．每经连续相等时间，拉力F做功大小相等D．每经连续相等位移，拉力F做功大小相等9、蹦床(Trampoline)是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，它属于体操运动的一种，蹦床有“空中芭蕾”之称．在某次“蹦床”娱乐活动中，从小朋友下落到离地面高h1处开始计时，其动能Ek与离地高度h的关系如图2所示．在h1～h2阶段图象为直线，其余部分为曲线，h3对应图象的最高点，小朋友的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力和一切摩擦．下列有关说法正确的是()A．整个过程中小朋友的机械能守恒B．从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中，其加速度先增大后减小C．小朋友处于h＝h4高度时，蹦床的弹性势能为Ep＝mg(h2－h4)D．小朋友从h1下降到h5过程中，蹦床的最大弹性势能为Epm＝mgh110、（双选）在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞，如图甲所示，碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面来减小阻力，碰撞前后两壶运动的v­t图线如图乙中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量均为19kg，则()A．碰后蓝壶速度为0.8m/sB．碰后蓝壶移动的距离为2.4mC．碰撞过程两壶损失的动能为7.22JD．碰后红、蓝两壶所受摩擦力之比为5∶411、如图所示，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，且其轨道平面与地面垂直。小球m1、m2同时由轨道左、右最高点释放，二者碰后粘在一起沿轨道向上运动，最高能上升到轨道M点。已知OM与竖直方向夹角为60°，则两球的质量之比m1∶m2为()A．(eq\r(2)＋1)∶(eq\r(2)－1)B.eq\r(2)∶1C．(eq\r(2)－1)∶(eq\r(2)＋1)D．1∶eq\r(2)12、兴趣小组的同学们利用弹弓放飞模型飞机．弹弓的构造如图1所示，其中橡皮筋两端点A、B固定在把手上．橡皮筋处于ACB时恰好为橡皮筋原长状态(如图2所示)，将模型飞机的尾部放在C处，将C点拉至D点时放手，模型飞机就会在橡皮筋的作用下发射出去．C、D两点均在AB连线的中垂线上，橡皮筋的质量忽略不计．现将模型飞机竖直向上发射，在它由D运动到C的过程中()A．模型飞机在C位置时的速度最大B．模型飞机的加速度一直在减小C．橡皮筋对模型飞机始终做正功D．模型飞机的机械能守恒二、填空含实验题。13、如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况．利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验．(1)打点计时器使用的电源是________(选填选项前的字母)．A．直流电源B．交流电源(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是________(选填选项前的字母)．A．把长木板右端垫高B．改变小车的质量在不挂重物且________(选填选项前的字母)的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．A．计时器不打点B．计时器打点(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C…若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C…各点到O点的距离为x1、x2、x3…，如图2所示．实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝________，打B点时小车的速度v＝________。(4)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图3所示的v2－W图象．由此图象可得v2随W变化的表达式为________________.根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是________________.(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2－W关系的是________________。图414、如图所示为“探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图．已知a、b小球的质量分别为ma、mb，半径分别为ra、rb，图中P点为单独释放a球的平均落点，M、N是a、b小球碰撞后落点的平均位置．(1)本实验必须满足的条件是________．A．斜槽轨道必须是光滑的B．斜槽轨道末端的切线水平C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放D．入射球与被碰球满足ma＝mb，ra＝rb(2)为了验证动量守恒定律，需要测量OP间的距离x1，则还需要测量的物理量有________、________(用相应的文字和字母表示)．(3)如果动量守恒，须满足的关系式是________(用测量物理量的字母表示)．三、解答类综合题。15、如图所示，可视为质点的滑块A、B静止在光滑水平地面上，A、B滑块的质量分别为mA＝1kg，mB＝3kg。在水平地面左侧有倾角θ＝30°的粗糙传送带以v＝6m/s的速率顺时针匀速转动。传送带与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接A、B两滑块间夹着质量可忽略的炸药，现点燃炸药爆炸瞬间，滑块A以6m/s水平向左冲出，接着沿传送带向上运动，已知滑块A与传送带间的动摩擦因数为μ＝eq\f(\r(3),3)，传送带与水平面足够长，重力加速度g取10m/s2。(1)求滑块A沿传送带上滑的最大距离；(2)若滑块A滑下后与滑块B相碰并粘住，求A、B碰撞过程中损失的能量ΔE；(3)求滑块A与传送带接触过程中因摩擦产生的热量Q。16、如图是一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的遥控飞行器，具有体积小、使用灵活、飞行高度低、机动性强等优点．现进行试验：无人机从地面由静止开始以额定功率竖直向上起飞，经t＝20s上升到h＝47m，速度达到v＝6m/s之后，不断调整功率继续上升，最终悬停在高H＝108m处．已知无人机的质量m＝4kg，无论动力是否启动，无人机上升、下降过程中均受空气阻力，且大小恒为f＝4N，取g＝10m/s2.(1)求无人机的额定功率；(2)当悬停在H高处时，突然关闭动力设备，无人机由静止开始竖直坠落，2s末启动动力设备，无人机立即获得向上的恒力F，使其到达地面时速度恰好为0，则F是多大？17、如图甲所示，质量为M＝1.0kg的长木板A静止在光滑水平面上，在木板的左端放置一个质量为m＝1.0kg的小铁块B，铁块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2，对铁块施加水平向右的拉力F，F大小随时间变化如图乙所示，4s时撤去拉力。可认为A、B间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度g＝10m/s2。求：(1)0～1s内，A、B的加速度大小aA、aB；(2)B相对A滑行的最大距离x；(3)0～4s内，拉力做的功W。(4)0～4s内系统产生的摩擦热Q。2023届高考物理一轮基础巩固题：能量动量附答案一、选择题。1、一物块放在水平面上，在水平恒力F的作用下从静止开始运动，物块受到的阻力与速度成正比，则关于拉力F的功率随时间变化的规律正确的是()【答案】C2、如图所示，光滑的水平桌面上有一个内壁光滑的直线槽子，质量相等的A、B两球之间由一根长为L且不可伸长的轻绳相连，A球始终在槽内，其直径略小于槽的直径，B球放在水平桌面上。开始时刻A、B两球的位置连线垂直于槽，相距eq\f(L,2)，给B球一个平行于槽的速度v0，关于两球以后的运动，下列说法正确的是()A．绳子拉直前后，A、B两球组成的系统在平行于槽的方向动量守恒B．绳子拉直后，A、B两球将以相同的速度平行于槽的方向运动C．绳子拉直的瞬间，B球的机械能的减少量等于A球机械能的增加量D．绳子拉直的瞬间，B球的机械能的减少量小于A球机械能的增加量【答案】A3、一辆F1赛车含赛车手的总质量约为600kg，在一次F1比赛中赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数eq\f(1,v)的关系如图所示，则赛车在加速的过程中()A．速度随时间均匀增大B．加速度随时间均匀增大C．输出功率为240kWD．所受阻力大小为24000N【答案】C4、滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中()A．所受合外力始终为零B．所受摩擦力大小不变C．合外力做功一定为零D．机械能始终保持不变【答案】C5、(双选)如图所示，某人将质量为m的石块从距地面高h处斜向上方抛出，石块抛出时的速度大小为v0，由于空气阻力作用石块落地时的速度大小为v，方向竖直向下，已知重力加速度为g，下列说法正确的是()A．石块刚抛出时重力的瞬时功率为mgv0B．石块落地时重力的瞬时功率为mgvC．石块在空中飞行过程中合外力做的功为eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)mv2D．石块在空中飞行过程中阻力做的功为eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－mgh【答案】BD6、木板固定在墙角处，与水平面夹角θ＝37°，木板上表面光滑，木板上有一个孔洞，一根长为L、质量为m的软绳置于木板上，其上端刚好进入孔洞，用细线将质量为m的物块与软绳连接，如图所示。物块由静止释放后向下运动，带动软绳向下运动，当软绳刚好全部离开木板(此时物块未到达地面)时，物块的速度为(已知重力加速度为g，sin37°＝0.6)()A.eq\r(gL)B.eq\r(1.1gL)C.eq\r(1.2gL)D.eq\r(2gL)【答案】C7、如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括滑雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度a＝eq\f(g,4)，在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是()A．运动员减少的重力势能全部转化为动能B．下滑过程中系统减少的机械能为eq\f(mgh,2)C．运动员获得的动能为eq\f(mgh,4)D．运动员克服摩擦力做功为eq\f(mgh,4)【答案】B8、光滑水平面上有一物体，受到水平拉力F作用由静止开始沿直线运动，它的速度v随时间t变化的规律是v＝kt2(式中k为常量)。关于物体的运动及拉力F做功情况，下列说法正确的是()A．物体做匀加速直线运动B．物体做加速度增大的加速运动C．每经连续相等时间，拉力F做功大小相等D．每经连续相等位移，拉力F做功大小相等【答案】B9、蹦床(Trampoline)是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，它属于体操运动的一种，蹦床有“空中芭蕾”之称．在某次“蹦床”娱乐活动中，从小朋友下落到离地面高h1处开始计时，其动能Ek与离地高度h的关系如图2所示．在h1～h2阶段图象为直线，其余部分为曲线，h3对应图象的最高点，小朋友的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力和一切摩擦．下列有关说法正确的是()A．整个过程中小朋友的机械能守恒B．从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中，其加速度先增大后减小C．小朋友处于h＝h4高度时，蹦床的弹性势能为Ep＝mg(h2－h4)D．小朋友从h1下降到h5过程中，蹦床的最大弹性势能为Epm＝mgh1【答案】C10、（双选）在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞，如图甲所示，碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面来减小阻力，碰撞前后两壶运动的v­t图线如图乙中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量均为19kg，则()A．碰后蓝壶速度为0.8m/sB．碰后蓝壶移动的距离为2.4mC．碰撞过程两壶损失的动能为7.22JD．碰后红、蓝两壶所受摩擦力之比为5∶4【答案】AD11、如图所示，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，且其轨道平面与地面垂直。小球m1、m2同时由轨道左、右最高点释放，二者碰后粘在一起沿轨道向上运动，最高能上升到轨道M点。已知OM与竖直方向夹角为60°，则两球的质量之比m1∶m2为()A．(eq\r(2)＋1)∶(eq\r(2)－1)B.eq\r(2)∶1C．(eq\r(2)－1)∶(eq\r(2)＋1)D．1∶eq\r(2)【答案】C12、兴趣小组的同学们利用弹弓放飞模型飞机．弹弓的构造如图1所示，其中橡皮筋两端点A、B固定在把手上．橡皮筋处于ACB时恰好为橡皮筋原长状态(如图2所示)，将模型飞机的尾部放在C处，将C点拉至D点时放手，模型飞机就会在橡皮筋的作用下发射出去．C、D两点均在AB连线的中垂线上，橡皮筋的质量忽略不计．现将模型飞机竖直向上发射，在它由D运动到C的过程中()A．模型飞机在C位置时的速度最大B．模型飞机的加速度一直在减小C．橡皮筋对模型飞机始终做正功D．模型飞机的机械能守恒【答案】C.二、填空含实验题。13、如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况．利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验．(1)打点计时器使用的电源是________(选填选项前的字母)．A．直流电源B．交流电源(2)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是________(选填选项前的字母)．A．把长木板右端垫高B．改变小车的质量在不挂重物且________(选填选项前的字母)的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响．A．计时器不打点B．计时器打点(3)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C…若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C…各点到O点的距离为x1、x2、x3…，如图2所示．实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝________，打B点时小车的速度v＝________。(4)以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据做出如图3所示的v2－W图象．由此图象可得v2随W变化的表达式为________________.根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是________________.(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2－W关系的是________________。图4【答案】(1)B(2)AB(3)mgx2eq\f(x3－x1,2T)(4)v2＝4.7W＋0.01质量(5)A14、如图所示为“探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图．已知a、b小球的质量分别为ma、mb，半径分别为ra、rb，图中P点为单独释放a球的平均落点，M、N是a、b小球碰撞后落点的平均位置．(1)本实验必须满足的条件是________．A．斜槽轨道必须是光滑的B．斜槽轨道末端的切线水平C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放D．入射球与被碰球满足ma＝mb，ra＝rb(2)为了验证动量守恒定律，需要测量OP间的距离x1，则还需要测量的物理量有________、________(用相应的文字和字母表示)．(3)如果动量守恒，须满足的关系式是________(用测量物理量的字母表示)．【答案】(1)BC(2)测量OM的距离x2测量ON的距离x3(3)max1＝max2＋mbx3(写成maOP＝maOM＋mbON也可以)三、解答类综合题。15、如图所示，可视为质点的滑块A、B静止在光滑水平地面上，A、B滑块的质量分别为mA＝1kg，mB＝3kg。在水平地面左侧有倾角θ＝30°的粗糙传送带以v＝6m/s的速率顺时针匀速转动。传送带与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接A、B两滑块间夹着质量可忽略的炸药，现点燃炸药爆炸瞬间，滑块A以6m/s水平向左冲出，接着沿传送带向上运动，已知滑块A与传送带间的动摩擦因数为μ＝eq\f(\r(3),3)，传送带与水平面足够长，重力加速度g取10m/s2。(1)求滑块A沿传送带上滑的最大距离；(2)若滑块A滑下后与滑块B相碰并粘住，求A、B碰撞过程中损失的能量ΔE；(3)求滑块A与传送带接触过程中因摩擦产生的热量Q。【答案】(1)1.8m(2)6J(3)36J【解析】(1)设爆炸后A、B的速度分别为vA、vB，爆炸过程，对A和B组成的系统由动量守恒有：mAvA－mBvB＝0解得：vB＝2m/s水平地面光滑，滑块A沿传送带向上运动，对A进行受力分析有：mAgsinθ＋μmAgcosθ＝ma，a＝g(sinθ＋μcosθ)＝10m/s2，即A沿传送带向上做匀减速直线运动经t1＝0.6s滑块A速度减为0，故滑块A沿传送带向上减速到零通过的距离为：xA1＝eq\f(v\o\al(2,A),2a)＝1.8m当滑块A速度减为零后，其受力情况如图甲所示：故滑块A将沿传送带向下做匀加速运动经t2＝0.6s滑块A与传送带共速，此后受力情况如图乙：mAgsinθ－μmAgcosθ＝0滑块将与传送带相对静止一起向下运动。当滑块A再次滑上水平面时，速度大小与传送带速度相等为6m/s，滑块A与滑块B碰撞时，粘连在一起，对A、B组成的系统：由动量守恒定律得：mAv传＋mBvB＝(mA＋mB)v解得：v＝3m/s碰撞过程中损失的能量为E＝eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,传)＋eq\f(1,2)mBveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)(mA＋mB)v2代入数据得：E＝6J(3)由(1)知，经t1＝0.6s滑块A速度减为零滑块A沿传送带向上减速到零，通过的位移xA1＝eq\f(v\o\al(2,A),2a)＝1.8m此过程中传送带A的位移x传1＝vt＝3.6m由(2)知，滑块A速度减为零后将沿传送带向下做匀加速运动。经t2＝0.6s滑块A与传送带共速后，相对传送带静止向下做匀速直线运动。达到共速时滑块A的位移xA2＝eq\f(v\o\al(2,A),2a下)＝1.8m传送带的位移x传2＝vt＝3.6m若向上运动和向下运动过程中产生的热量分别为Q1、Q2，则由Q＝f·x相得：Q1＝f(xA1＋x传1)＝27JQ2＝f(x传2－xA2)＝9J故因摩擦产生的热量Q＝Q1＋Q2＝36J16、如图是一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的遥控飞行器，具有体积小、使用灵活、飞行高度低、机动性强等优点．现进行试验：无人机从地面由静止开始以额定功率竖直向上起飞，经t＝20s上升到h＝47m，速度达到v＝6m/s之后，不断调整功率继续上升，最终悬停在高H＝108m处．已知无人机的质量m＝4kg，无论动力是否启动，无人机上升、下降过程中均受空气阻力，且大小恒为f＝4N，取g＝10m/s2.(1)求无人机的额定功率；(2)当悬停在H高处时，突然关闭动力设备，无人机由静止开始竖直坠落，2s末启动动力设备，无人机立即获得向上的恒力F，使其到达地面时速度恰好为0，则F是多大？【答案】(1