高考总复习优化设计二轮用书物理Y 专题分层突破练6　动量和能量观点的应用

专题分层突破练6动量和能量观点的应用高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2025123456789101112基础巩固选择题:每小题6分,共48分1.(2024河南驻马店高三期末)某次冰球比赛中,甲、乙两运动员站在光滑的水平冰面上,甲将静止在冰面上的冰球传给乙,乙接到冰球后又将冰球传回甲。若甲、乙的质量相等,且为冰球质量的k(k>1)倍,甲接到冰球后,甲、乙两人的速度大小之比为(

)B1234567891011121234567891011122.(2024广东广州阶段练习)如图所示,冰壶A以1.5m/s的速度与静止在冰面上的冰壶B正碰,碰后瞬间B的速度大小为1.2m/s,方向与A碰前速度方向相同,碰撞时间极短。若已知两冰壶的质量均为20kg,则下列说法正确的是(

)A.碰后瞬间A的速度大小为0.4m/sB.碰撞过程中,B对A做功为21.6JC.碰撞过程中,A对B的冲量大小为24N·sD.A、B碰撞过程是弹性碰撞C123456789101112解析

由于碰撞时间极短,内力远远大于外力,可知A、B相碰时,A和B组成的系统动量近似守恒。根据动量守恒定律,以v0方向为正方向,有mv0=mvA+mvB,解得vA=0.3

m/s,故A错误;根据动能定理可得,碰撞过程中,1234567891011123.(2024广东汕头一模)某实验小组用电池、电动机等器材自制风力小车,如图所示,叶片匀速旋转时将空气以速度v向后排开,叶片旋转形成的圆面积为S,空气密度为ρ,下列说法正确的是(

)A.风力小车的原理是将风能转化为小车的动能B.t时间内叶片排开的空气质量为ρSvC.叶片匀速旋转时,空气对小车的推力为ρSv2D.叶片匀速旋转时,单位时间内空气流动的动能为

ρSv2C123456789101112解析

风力小车的原理是消耗电能,先转化成风能,再推动小车运动,所以是电能转化为小车的动能,A错误;t时间内叶片排开的空气质量为m=ρvtS,B错误;1234567891011124.(2024江西赣州一模)如图甲所示,光滑水平地面上有A、B两物块,质量分别为2kg、6kg,B的左端拴接着一劲度系数为N/m的水平轻质弹簧,它们的中心在同一水平线上。A以速度v0向静止的B方向运动,从A接触弹簧开始计时至A与弹簧脱离的过程中,弹簧长度l与时间t的关系如图乙所示,弹簧始终处在弹性限度范围内,已知弹簧的弹性势能Ep=kx2(x为弹簧的形变量),则(

)A.在0~2t0内B物块先加速后减速B.整个过程中,A、B物块构成的系统机械能守恒C.v0=2m/sD.A物块在t0时刻时速度最小C123456789101112解析

在0~2t0内,弹簧始终处于压缩状态,即B受到的弹力始终向右,所以B物块始终做加速运动,A错误;整个过程中,A、B两物块和弹簧三者构成的系统机械能守恒,B错误;由图可知,在t0时刻,弹簧被压缩到最短,则此时A、B共速,此时弹簧的形变量为x=0.4

m-0.1

m=0.3

m,则根据A、B两物块系统动量守恒有m1v0=(m1+m2)v,根据A、B两物块和弹簧三者构成的系统机械能守恒有

,联立解得v0=2

m/s,C正确;在0~2t0内,弹簧始终处于压缩状态,即A受到弹力始终向左,所以A物块始终做减速运动,则A物块在2t0时刻时速度最小,D错误。1234567891011125.(多选)如图所示,用不可伸长的轻绳将质量为m1的小球悬挂在O点,绳长L=0.8m,轻绳处于水平拉直状态。现将小球由静止释放,下摆至最低点与静止在A点的小物块发生碰撞,碰后小球向左摆的最大高度h=0.2m,小物块沿水平地面滑到B点停止运动。已知小物块的质量为m2,小物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5,A点到B点的距离s=0.4m,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是(

)A.小球与小物块质量之比B.小球与小物块碰后小物块的速率v=2m/sC.小球与小物块的碰撞是弹性碰撞D.小球与小物块碰撞过程中有机械能损失BC1234567891011121234567891011126.(多选)(2024广西卷)如图所示,坚硬的水平地面上放置一木料,木料上有一个竖直方向的方孔,方孔各侧壁完全相同。木栓材质坚硬,形状为正四棱台,上下底面均为正方形,四个侧面完全相同且与上底面的夹角均为θ。木栓质量为m,与方孔侧壁的动摩擦因数为μ。将木栓对准方孔,接触但无挤压,锤子以极短时间撞击木栓后反弹,锤子对木栓冲量为I,方向竖直向下。木栓在竖直方向前进了Δs的位移,未到达方孔底部。123456789101112若进入的过程方孔侧壁发生弹性形变,弹力呈线性变化,最大静摩擦力约等于滑动摩擦力,则(

)A.进入过程,木料对木栓的合力的冲量为-IBCD123456789101112解析

锤子撞击木栓到木栓进入的过程,合力的冲量为零,重力冲量不为零,则木料对木栓的冲量不为-I,选项A错误。1234567891011121234567891011127.(10分)(2024广东卷)汽车的安全带和安全气囊是有效保护乘客的装置。(1)安全带能通过感应车的加速度自动锁定,其原理的简化模型如图甲所示。在水平路面上刹车的过程中,敏感球由于惯性沿底座斜面上滑直到与车达到共同的加速度a,同时顶起敏感臂,使之处于水平状态,并卡住卷轴外齿轮,锁定安全带。此时敏感臂对敏感球的压力大小为FN,敏感球的质量为m,重力加速度为g,忽略敏感球受到的摩擦力。求斜面倾角的正切值tanθ。甲123456789101112(2)如图乙所示,在安全气囊的性能测试中,可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动,与正下方的气囊发生碰撞。以头锤刚到气囊表面为计时起点,气囊对头锤竖直方向的作用力F随时间t的变化规律,可近似用图丙所示的图像描述。已知头锤质量m0=30kg,H=3.2m,重力加速度大小g取10m/s2,求:①碰撞过程中F的冲量大小和方向;②碰撞结束后头锤上升的最大高度。乙丙123456789101112解析

本题考查牛顿第二定律、动量定理等。(1)敏感球受向下的重力mg和敏感臂对它向下的压力FN以及斜面对它的支持力F支,则由牛顿第二定律可知(mg+FN)tan

θ=ma123456789101112123456789101112综合提升8.如图所示,水火箭静止在光滑水平面上,用打气筒通过气门芯向水火箭瓶身内打气,当瓶内空气达到一定压强时,水将橡皮塞冲开并向后高速喷出,水火箭便在光滑水平面上冲出。若喷水前水火箭的总质量为m0,运动过程中每秒向后喷出质量为m的水,水喷出时相对地面的速度大小均为v,忽略空气阻力的影响,则第N秒末(设上述过程中该水火箭仍在匀速喷水中)水火箭的速度大小为(

)A123456789101112解析

设第N秒末水火箭的速度大小为v1,此时水火箭的质量为m0-Nm,水火箭喷水过程系统动量守恒,则有(m0-Nm)v1=Nmv,解得v1=,故选A。1234567891011129.(多选)(2024湖北卷)如图所示,在光滑水平面上静止放置一质量为m0、长为L的木块,质量为m的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力不变,其大小f与射入初速度大小v0成正比,即f=kv0(k为已知常数)。改变子弹的初速度大小v0,若木块获得的速度最大,则(

)AD123456789101112解析

本题考查子弹打木块模型。设子弹射入木块后,子弹和木块的速度分别为v1、v2,由动量守恒定律有mv0=mv1+m0v2,子弹和木块相互作用过程中受到的合力都为f=kv0,由牛顿第二定律得子弹和木块的加速度大小分12345678910111212345678910111210.(13分)(2024黑吉辽卷)如图所示,高度h=0.8m的水平桌面上放置两个相同物块A、B,质量mA=mB=0.1kg。A、B间夹一压缩量Δs=0.1m的轻弹簧,弹簧与A、B不连接。同时由静止释放A、B,弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程sA=0.4m,B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离sB=0.25m后停止。A、B均视为质点,重力加速度g取10m/s2。求:(1)脱离弹簧时A、B的速度大小vA和vB;(2)物块与桌面间的动摩擦因数μ;(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能ΔEp。123456789101112答案

(1)1m/s

1m/s(2)0.2(3)0.12J123456789101112设脱离弹簧时A、B速度大小为vA和vB。由于A、B组成的系统在弹簧恢复原长过程中,系统合外力为零,动量守恒,由动量守恒可知mAvA=mBvB解得vB=1

m/s。12345678910111212345678910111211.(14分)(2024甘肃兰州一模)一次课外活动中,兰兰让浮有乒乓球的水杯从一定高度下落,撞击地面后发现乒乓球反弹的高度远大于乒乓球起始高度。为了探究水杯里的乒乓球弹得更高的原因,可将上述过程简化为以下过程,如图所示,水杯和乒乓球从H=0.8m处由静止释放,水杯与地面碰撞过程中损失了75%的机械能,且碰撞时间极短,乒乓球与杯内水的相互作用过程近似为弹性碰撞,作用后乒乓球立即做竖直上抛运动,乒乓球的质量为m,水和杯的总质量为m0,忽略空气阻力及杯中水量的变化,重力加速度g取10m/s2,结果均保留两位有效数字。求:123456789101112(1)水杯落地时乒乓球的速度;(2)水杯与地面碰撞后的速度;(3)若m0≫m,乒乓球反弹的高度。答案

(1)4m/s,方向竖直向下(2)2m/s,方向竖直向上(3)3.2m12345678910111212345678910111212345678910111212.(15分)(2024广东广州阶段练习)如图所示,一竖直固定、两端开口的长直圆管内有一质量为m0=4m的薄圆盘,圆盘恰好静止在距离管上端10L处,圆管长度为22L。一质量为m