高考物理一轮复习 巩固练习 能量和动量

2023届高考物理一轮基础巩固题：能量和动量含答案一、选择题。1、人与平衡车的总质量为m，在平直路面上行驶时，所受阻力不变．当平衡车加速度为a，速度为v时，平衡车的功率为P1，则当功率为P2时，平衡车行驶的最大速度为()A.eq\f(P2v,P1)B.eq\f(P2v,P1－mav)C.eq\f(P1v,P2)D.eq\f(P1v,P2－mav)2、如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA＝4.0kg和m＝3.0kg，用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触，另有一物块C从t＝0时以一定速度向右运动在t＝4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的v－t图象如图乙所示，墙壁对物块B的弹力在4s到12s的时间内对B的冲量I的大小()A．9N·sB．18N·sC．36N·sD．72N·s3、如图所示，一架自动扶梯以恒定的速度v1运送乘客上同一楼层，某乘客第一次站在扶梯上不动，第二次以相对扶梯v2的速度匀速往上走．扶梯两次运送乘客所做的功分别为W1、W2，牵引力的功率分别为P1、P2，则()A．W1<W2，P1<P2B．W1<W2，P1＝P2C．W1＝W2，P1<P2D．W1>W2，P1＝P24、如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力()A．一直不做功B．一直做正功C．始终指向大圆环圆心D．始终背离大圆环圆心5、如图所示，质量为m的滑块从h高处的a点沿圆弧轨道ab滑入水平轨道bc，滑块与轨道间的动摩擦因数处处相同。滑块在a、c两点时的速度大小均为v，ab弧长与bc长度相等。空气阻力不计，则滑块从a到c的运动过程中()A．滑块的动能始终保持不变B．滑块在b→c过程克服摩擦阻力做的功一定等于eq\f(mgh,2)C．滑块经b点时的速度大于eq\r(gh＋v2)D．滑块经b点时的速度等于eq\r(2gh＋v2)6、（多选）在竖直杆上安装一个光滑小导向槽，使竖直上抛的小球能改变方向后做平抛运动；不计经导向槽时小球的能量损失；设小球从地面沿杆竖直上抛的速度大小为v，重力加速度为g；那么当小球有最大水平位移时，下列说法正确的是()A．导向槽的位置应在高为eq\f(v2,4g)处B．最大水平位移为eq\f(v2,g)C．小球在上、下两过程中，在经过某相同高度时，合速度的大小总有v下＝2v上D．当小球落地时，速度方向与水平方向成45°角7、如图所示，水平传送带长为s，以速度v始终保持匀速运动，把质量为m的货物放到A点，货物与皮带间的动摩擦因数为μ，当货物从A点运动到B点的过程中，摩擦力对货物做的功不可能()A．等于eq\f(1,2)mv2B．小于eq\f(1,2)mv2C．大于μmgsD．小于μmgs8、在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v。则此时()A．拉力做功的瞬时功率为FvsinθB．物块B满足m2gsinθ＝kdC．物块A的加速度为eq\f(F－kd,m1)D．弹簧弹性势能的增加量为Fd－eq\f(1,2)m1v29、如图所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端与质量为m的物块A相连，弹簧与斜面平行．整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中()A．物块A的重力势能增加量一定等于mghB．物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和C．物块A的机械能增加量等于弹簧的拉力对其做的功D．物块A和弹簧组成的系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧的拉力做功的代数和10、（双选）质量为M的小车静止在水平面上，静止在小车左端的质量为m的小球突然获得一个水平向右的初速度v0，并沿曲面运动，若曲面很长，小球不可能从右端离开，不计一切阻力，对于运动过程分析正确的是(重力加速度为g)()A．小球沿小车上升的最大高度小于eq\f(v\o\al(2,0),2g)B．小球回到小车左端的速度大小仍为v0C．小球和小车组成的系统机械能守恒D．小球到最高点的速度为eq\f(mv0,M)11、（双选）在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M＝0.6kg，m＝0.2kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有Ep＝10.8J弹性势能的轻弹簧(弹簧与两球不拴接)，原来处于静止状态。现突然释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R＝0.425m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示。g取10m/s2，则下列说法正确的是()A．球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4N·sB．球M离开轻弹簧时获得的速度为9m/sC．若半圆轨道半径可调，则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小D．弹簧弹开过程，弹力对球m的冲量大小为1.8N·s12、某同学质量为60kg，在军事训练中要求他从岸上以大小为2m/s的速度跳到一条向他缓慢飘来的小船上，然后去执行任务。已知小船的质量是140kg，原来的速度大小是0.5m/s。若该同学上船后又跑了几步，最终停在船上，则()A．人和小船最终静止在水面上B．该过程人的动量变化量的大小为105kg·m/sC．船最终速度的大小为0.95m/sD．船的动量变化量的大小为70kg·m/s二、填空含实验题。13、某同学在实验室使用半径相同的两个小球，按如图实验装置来验证动量守恒定律。他的主要实验操作如下：①用天平测量a、b两球的质量m1和m2②用游标卡尺测出两个小球的直径d③用刻度尺测出轨道末端距离地面的高度H④用铅垂线标出小球抛出点在水平地面上的白纸上的竖直投影点O⑤在白纸上面放好复写纸，先不放b球，把a球从斜槽轨道上D点由静止释放，落到复写纸上，重复多次；再把b球放在斜槽轨道水平部分最右端，把a球仍从D点由静止释放，和b球相碰后，两球分别落在复写纸上的不同位置，重复多次⑥用圆规在白纸上找到三个平均落点M、P和N，并用刻度尺测量出图中的Oeq\x\to(M)、Oeq\x\to(P)和Oeq\x\to(N)的长度(1)上述实验操作中不必要的步骤是________。(2)如果满足关系式____________________________，则验证了系统碰撞过程中动量守恒。(用测量的物理量表示)(3)实验测得：m1＝30.0g，m2＝10.0g，Oeq\x\to(M)＝16.10cm，Oeq\x\to(P)＝30.30cm，Oeq\x\to(N)＝40.60cm。则本实验的相对误差是________。eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(保留一位有效数字，相对误差为|\f(碰撞前后总动量之差,碰撞总动量)|×100%))14、某同学设计了验证动量守恒定律的实验。所用器材有：固定有光电门的长木板、数字计时器、一端带有遮光片的滑块A(总质量为M)、粘有橡皮泥的滑块B(总质量为m)等。将长木板水平放置，遮光片宽度为d(d很小)，重力加速度为g，用相应的已知物理量符号回答下列问题：(1)如图a所示，使A具有某一初速度，记录下遮光片经过光电门的时间t和A停止滑动时遮光片与光电门的距离L，则A经过光电门时的速度可表示为v＝________；A与木板间的动摩擦因数μ＝________。(2)如图b所示，仍使A具有某一初速度，并与静止在正前方的B发生碰撞(碰撞时间极短)，撞后粘在一起继续滑行。该同学记录了遮光片经过光电门的时间t0，A、B撞前B左端距光电门的距离s1，以及A、B撞后它们一起滑行的距离s2，若A、B材料相同，它们与木板间的动摩擦因数用字母μ表示，如需验证A、B系统碰撞时满足动量守恒定律，只需验证________________________________成立即可。三、解答题。15、如图，是某科技小组制作的嫦娥四号模拟装置示意图，用来演示嫦娥四号空中悬停和着陆后的分离过程，它由着陆器和巡视器两部分组成，其中着陆器内部有喷气发动机，底部有喷气孔，在连接巡视器的一侧有弹射器。演示过程：先让发动机竖直向下喷气，使整个装置竖直上升至某个位置处于悬停状态，然后让装置慢慢下落到水平面上，再启动弹射器使着陆器和巡视器瞬间分离，向相反方向做减速直线运动。若两者均停止运动时相距为L，着陆器(含弹射器)和巡视器的质量分别为M和m，与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，发动机喷气体口截面积为S，喷出气体的密度为ρ；不计喷出气体对整体质量的影响。求：(1)装置悬停时喷出气体的速度；(2)弹射器给着陆器和巡视器提供的动能之和。16、汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t．汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍．(g取10m/s2)(1)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车速度达到5m/s时，其加速度是多少？(2)若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则这一过程能维持多长时间？17、（计算题）倾角θ＝37°的传送带以速度v＝1.0m/s顺时针转动，位于其底部的煤斗每秒钟向其输送K＝4.0kg的煤屑，煤屑刚落到传送带上的速度为零，传送带将煤屑送到h＝3.0m的高处，煤屑与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8，且煤屑在到达最高点前已经和传送带的速度相等。(重力加速度g＝10m/s2，传送带直径大小可忽略)求：(1)煤屑从落到传送带开始，运动到与传送带速度相等时前进的位移和时间；(2)传送带电机因输送煤屑而多产生的输出功率。2023届高考物理一轮基础巩固题：能量和动量含答案一、选择题。1、人与平衡车的总质量为m，在平直路面上行驶时，所受阻力不变．当平衡车加速度为a，速度为v时，平衡车的功率为P1，则当功率为P2时，平衡车行驶的最大速度为()A.eq\f(P2v,P1)B.eq\f(P2v,P1－mav)C.eq\f(P1v,P2)D.eq\f(P1v,P2－mav)【答案】B2、如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA＝4.0kg和m＝3.0kg，用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触，另有一物块C从t＝0时以一定速度向右运动在t＝4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的v－t图象如图乙所示，墙壁对物块B的弹力在4s到12s的时间内对B的冲量I的大小()A．9N·sB．18N·sC．36N·sD．72N·s【答案】C3、如图所示，一架自动扶梯以恒定的速度v1运送乘客上同一楼层，某乘客第一次站在扶梯上不动，第二次以相对扶梯v2的速度匀速往上走．扶梯两次运送乘客所做的功分别为W1、W2，牵引力的功率分别为P1、P2，则()A．W1<W2，P1<P2B．W1<W2，P1＝P2C．W1＝W2，P1<P2D．W1>W2，P1＝P2【答案】D4、如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力()A．一直不做功B．一直做正功C．始终指向大圆环圆心D．始终背离大圆环圆心【答案】A5、如图所示，质量为m的滑块从h高处的a点沿圆弧轨道ab滑入水平轨道bc，滑块与轨道间的动摩擦因数处处相同。滑块在a、c两点时的速度大小均为v，ab弧长与bc长度相等。空气阻力不计，则滑块从a到c的运动过程中()A．滑块的动能始终保持不变B．滑块在b→c过程克服摩擦阻力做的功一定等于eq\f(mgh,2)C．滑块经b点时的速度大于eq\r(gh＋v2)D．滑块经b点时的速度等于eq\r(2gh＋v2)【答案】C6、（多选）在竖直杆上安装一个光滑小导向槽，使竖直上抛的小球能改变方向后做平抛运动；不计经导向槽时小球的能量损失；设小球从地面沿杆竖直上抛的速度大小为v，重力加速度为g；那么当小球有最大水平位移时，下列说法正确的是()A．导向槽的位置应在高为eq\f(v2,4g)处B．最大水平位移为eq\f(v2,g)C．小球在上、下两过程中，在经过某相同高度时，合速度的大小总有v下＝2v上D．当小球落地时，速度方向与水平方向成45°角【答案】AD7、如图所示，水平传送带长为s，以速度v始终保持匀速运动，把质量为m的货物放到A点，货物与皮带间的动摩擦因数为μ，当货物从A点运动到B点的过程中，摩擦力对货物做的功不可能()A．等于eq\f(1,2)mv2B．小于eq\f(1,2)mv2C．大于μmgsD．小于μmgs【答案】C8、在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v。则此时()A．拉力做功的瞬时功率为FvsinθB．物块B满足m2gsinθ＝kdC．物块A的加速度为eq\f(F－kd,m1)D．弹簧弹性势能的增加量为Fd－eq\f(1,2)m1v2【答案】C9、如图所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端与质量为m的物块A相连，弹簧与斜面平行．整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中()A．物块A的重力势能增加量一定等于mghB．物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和C．物块A的机械能增加量等于弹簧的拉力对其做的功D．物块A和弹簧组成的系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧的拉力做功的代数和【答案】D10、（双选）质量为M的小车静止在水平面上，静止在小车左端的质量为m的小球突然获得一个水平向右的初速度v0，并沿曲面运动，若曲面很长，小球不可能从右端离开，不计一切阻力，对于运动过程分析正确的是(重力加速度为g)()A．小球沿小车上升的最大高度小于eq\f(v\o\al(2,0),2g)B．小球回到小车左端的速度大小仍为v0C．小球和小车组成的系统机械能守恒D．小球到最高点的速度为eq\f(mv0,M)【答案】AC11、（双选）在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M＝0.6kg，m＝0.2kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有Ep＝10.8J弹性势能的轻弹簧(弹簧与两球不拴接)，原来处于静止状态。现突然释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R＝0.425m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示。g取10m/s2，则下列说法正确的是()A．球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4N·sB．球M离开轻弹簧时获得的速度为9m/sC．若半圆轨道半径可调，则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小D．弹簧弹开过程，弹力对球m的冲量大小为1.8N·s【答案】AD12、某同学质量为60kg，在军事训练中要求他从岸上以大小为2m/s的速度跳到一条向他缓慢飘来的小船上，然后去执行任务。已知小船的质量是140kg，原来的速度大小是0.5m/s。若该同学上船后又跑了几步，最终停在船上，则()A．人和小船最终静止在水面上B．该过程人的动量变化量的大小为105kg·m/sC．船最终速度的大小为0.95m/sD．船的动量变化量的大小为70kg·m/s【答案】B二、填空含实验题。13、某同学在实验室使用半径相同的两个小球，按如图实验装置来验证动量守恒定律。他的主要实验操作如下：①用天平测量a、b两球的质量m1和m2②用游标卡尺测出两个小球的直径d③用刻度尺测出轨道末端距离地面的高度H④用铅垂线标出小球抛出点在水平地面上的白纸上的竖直投影点O⑤在白纸上面放好复写纸，先不放b球，把a球从斜槽轨道上D点由静止释放，落到复写纸上，重复多次；再把b球放在斜槽轨道水平部分最右端，把a球仍从D点由静止释放，和b球相碰后，两球分别落在复写纸上的不同位置，重复多次⑥用圆规在白纸上找到三个平均落点M、P和N，并用刻度尺测量出图中的Oeq\x\to(M)、Oeq\x\to(P)和Oeq\x\to(N)的长度(1)上述实验操作中不必要的步骤是________。(2)如果满足关系式____________________________，则验证了系统碰撞过程中动量守恒。(用测量的物理量表示)(3)实验测得：m1＝30.0g，m2＝10.0g，Oeq\x\to(M)＝16.10cm，Oeq\x\to(P)＝30.30cm，Oeq\x\to(N)＝40.60cm。则本实验的相对误差是________。eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(保留一位有效数字，相对误差为|\f(碰撞前后总动量之差,碰撞总动量)|×100%))【答案】(1)③(2)m1Oeq\x\to(P)＝m1Oeq\x\to(M)＋m2Oeq\x\to(N)(3)2%14、某同学设计了验证动量守恒定律的实验。所用器材有：固定有光电门的长木板、数字计时器、一端带有遮光片的滑块A(总质量为M)、粘有橡皮泥的滑块B(总质量为m)等。将长木板水平放置，遮光片宽度为d(d很小)，重力加速度为g，用相应的已知物理量符号回答下列问题：(1)如图a所示，使A具有某一初速度，记录下遮光片经过光电门的时间t和A停止滑动时遮光片与光电门的距离L，则A经过光电门时的速度可表示为v＝________；A与木板间的动摩擦因数μ＝________。(2)如图b所示，仍使A具有某一初速度，并与静止在正前方的B发生碰撞(碰撞时间极短)，撞后粘在一起继续滑行。该同学记录了遮光片经过光电门的时间t0，A、B撞前B左端距光电门的距离s1，以及A、B撞后它们一起滑行的距离s2，若A、B材料相同，它们与木板间的动摩擦因数用字母μ表示，如需验证A、B系统碰撞时满足动量守恒定律，只需验证________________________________成立即可。【答案】(1)eq\f(d,t)eq\f(d2,2t2gL)(2)Meq\r(\f(d2,t\o\al(2,0))－2μgs1)＝(M＋m)eq\r(2μgs2)三、解答题。15、如图，是某科技小组制作的嫦娥四号模拟装置示意图，用来演示嫦娥四号空中悬停和着陆后的分离过程，它由着陆器和巡视器两部分组成，其中着陆器内部有喷气发动机，底部有喷气孔，在连接巡视器的一侧有弹射器。演示过程：先让发动机竖直向下喷气，使整个装置竖直上升至某个位置处于悬停状态，然后让装置慢慢下落到水平面上，再启动弹射器使着陆器和巡视器瞬间分离，向相反方向做减速直线运动。若两者均停止运动时相距为L，着陆器(含弹射器)和巡视器的质量分别为M和m，与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，发动机喷气体口截面积为S，喷出气体的密度为ρ；不计喷出气体对整体质量的影响。求：(1)装置悬停时喷出气体的速度；(2)弹射器给着陆器和巡视器提供的动能之和。【答案】(1)eq\r(\f(M＋m,ρS))(2)μMmgLeq\f(M＋m,M2＋m2)【解析】(1)悬停时气体对模拟装置的作用力为FF＝(M＋m)g，取Δt时间内喷出的气体为研究对象，由动量定理：FΔt＝(ρSvΔt)v解得：v＝eq\r(\f(M＋mg,ρS))(2)弹射过程水平方向动量守恒：mv1－Mv2＝0着陆器和巡视器减速运动的距离分别为L1和L2，由动能定理：－μmgL1＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－μMgL2＝0－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)L1＋L2＝L弹射器提供的总动能Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)由以上各式可得：Ek＝μMmgLeq\f(M＋m,M2＋m2)16、汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5t．汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍．(g取10m/s2)(1)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车速度达到5m/s时，其加速度是多少？(2)若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则这一过程能维持多长时间？【答案】(1)12m/s1.4m/s