2022年高考物理三輪沖刺練習專題四動量和能量

更新時間：2022-03-23 瀏覽次數(shù)：80 類型：三輪沖刺

一、單選題

1. (2022·內江模擬) 如圖，在光滑水平面上，軌道ABCD的質量M =0.4 kg，其中AB段是半徑R=0.4 m的光滑 $\text{[math]}$ 弧，在B點與水平軌道BD相切，水平軌道的BC段粗糙，動摩擦因數(shù)μ=0.4，長L=3.5 m，C點右側的軌道光滑，軌道的右端連接一輕質彈簧。現(xiàn)有一質量m=0.1kg的小物體在A點正上方高為H=3.6m處由靜止自由落下，恰沿A點切線滑入圓弧軌道，重力加速度g=10 m/s²。下列說法正確的是（）

A . 小物體和軌道組成的系統(tǒng)在全過程中動量守恒 B . 小物體第一次返回到A點時的速度為 $\text{[math]}$ m/s C . 小物體第一次返回到A點時的速度為0 D . 軌道M在水平面上運動的最大速率為2.0 m/s.

答案解析收藏糾錯 + 選題

二、多選題

2. (2022·合肥模擬) 如圖所示，一質量為m、半徑為R的四分之一光滑圓弧槽，放在光滑的水平面上，有一質量也為m的小球由槽頂端A靜止釋放，在其下滑至槽末端B的過程中，已知重力加速度為g，空氣阻力忽略不計。則下列說法正確的是（）

A . 若圓弧槽固定，小球的機械能守恒 B . 若圓弧槽固定，小球滑至B點時對槽的壓力大小為4mg C . 若圓弧槽不固定，小球和槽組成的系統(tǒng)動量守恒 D . 圓弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B點時的速度之比為 $\text{[math]}$

答案解析收藏糾錯 + 選題
3. (2022·云南模擬) 如圖所示，質量為M的木板靜止在光滑水平面上，木板左端固定一輕質擋板，一根輕彈簧左端固定在擋板上，質量為m的小物塊從木板最右端以速度v₀滑上木板，壓縮彈簧，然后被彈回，運動到木板最右端時與木板相對靜止。已知物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ，整個過程中彈簧的形變均在彈性限度內，則（）

A . 運動過程中m、M和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒 B . 整個過程中合力對物塊的沖量大小為 $\text{[math]}$ C . m在M上相對運動的路程為 $\text{[math]}$ D . 整個過程彈簧彈性勢能的最大值為 $\text{[math]}$

答案解析收藏糾錯 + 選題
4. (2022·達州模擬) 如圖所示，在光滑水平面的左側固定一豎直彈性擋板，擋板右側依次放有10個質量均為2m的彈性白色小球（在一條直線上），一質量為m的紅色小球以與白色小球共線的速度v₀與1號小球發(fā)生彈性正碰，紅色小球反彈后與擋板彈性碰撞，碰后速度方向與碰前速度相反，兩彈性白色小球碰撞時交換速度，則下列說法中正確的是（）

A . 10號小球最終速度v₀ B . 10號小球最終速度 $\text{[math]}$ C . 紅色小球最終速度 $\text{[math]}$ D . 紅色小球最終速度 $\text{[math]}$

答案解析收藏糾錯 + 選題
5. (2022·四川模擬) 如圖所示，兩足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ水平放置，導軌間距為L，虛線OO'垂直導軌，OO'兩側導軌所在空間區(qū)域存在著磁感應強度大小均為B的方向相反的豎直勻強磁場，兩長度均為L、電阻均為R、質量均為m的金屬導體棒a、b垂直導軌放在OO'左右兩側，并與導軌保持良好接觸，不計其它電阻。現(xiàn)給導體棒a一個瞬時沖量，使a獲得一個水平向右的初速度 $\text{[math]}$ ，下列關于a、b兩棒此后整個運動過程的說法正確的是（）

A . a、b兩棒組成的系統(tǒng)動量守恒 B . a、b兩棒最終都將以大小為 $\text{[math]}$ 的速度做勻速直線運動 C . 整個過程中，流過a棒的電荷量為 $\text{[math]}$ D . 整個過程中，a棒上產生的焦耳熱為 $\text{[math]}$

答案解析收藏糾錯 + 選題
6. (2022·淮北模擬) 圖甲所示，質量分別為 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的兩物體用輕彈簧連接置于光滑水平面，初始時兩物體被鎖定，彈簧處于壓縮狀態(tài)。 $\text{[math]}$ 時刻將B物體解除鎖定， $\text{[math]}$ 時刻解除A物體的鎖定，此時B物體的速度為 $\text{[math]}$ ， AB兩物體運動的 $\text{[math]}$ 圖像如圖乙所示，其中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分別表示 $\text{[math]}$ 時間和 $\text{[math]}$ 時間內B物體的 $\text{[math]}$ 圖像與坐標軸所圍面積的大小，則下列說法正確的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 時刻，彈簧伸長量最大 D . $\text{[math]}$ 時間內，彈簧對A物體的沖量大小為 $\text{[math]}$

答案解析收藏糾錯 + 選題
7. (2022高三上·邢臺月考) 如圖所示，兩輛小車能在光滑的水平面上自由移動，甲車質量為1kg，乙車質量為2kg，甲車前方固定一根輕質彈簧。推動一下使兩車相向而行，若某時刻甲的速度為3m/s，乙的速度為2m/s，彈簧始終在彈性范圍內作用，則（）

A . 甲車開始反向時，乙車速度減為0.5m/s，方向不變 B . 乙車開始反向時，甲車速度減為0.5m/s，方向與原來的速度方向一致 C . 相互作用時彈簧彈性勢能最大為8.5J D . 兩車距離最近時，速度相等，方向都與乙車原來的速度方向一致

答案解析收藏糾錯 + 選題

三、綜合題

8. (2023高二上·桐梓月考) 如圖所示，在距水平地面高h=0.80m的水平桌面左邊緣有一質量m_A=1.0kg的物塊A以v₀=5.0m/s的初速度沿桌面運動，經過位移s=1.8m與放在桌面右邊緣O點的物塊B發(fā)生完全非彈性碰撞，碰后物塊B離開桌面后落到地面上的位置到桌邊緣O點的水平距離為1.0m.設兩物塊均可視為質點，它們的碰撞時間極短，物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，重力加速度g=10m/s²。求：
1. （1）兩物塊碰撞前瞬間，物塊A的速度大小v_A；
2. （2）物塊A與B碰撞后的瞬間，物塊B的速度；
3. （3）物塊A與B碰撞的過程中系統(tǒng)損失的機械能E 。
答案解析收藏糾錯 + 選題
9. (2022高三下·高郵開學考) 如圖所示，傾角 $\text{[math]}$ 的光滑斜面體固定在水平面上，斜面底端固定一擋板D，自由長度為L₀的輕彈簧一端固定在D上，質量為m的小物塊B與彈簧連接，另一相同的小物塊C從斜面上端與擋板D相距1.9L₀處的P點由靜止釋放，C與B碰撞后粘合在一起（碰撞時間極短）。已知重力加速度大小為g，彈簧的勁度系數(shù)為 $\text{[math]}$ ，彈簧的形變量為x時具有的彈性勢能為 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）開始時彈簧的形變量x；
2. （2） C與B碰后粘合體的速度v；
3. （3）碰后粘合體的最大動能Ek。
答案解析收藏糾錯 + 選題
10. (2021高三上·西寧期末) 如圖所示，質量為 $\text{[math]}$ 的木塊靜止在光滑的水平面上，一質量為 $\text{[math]}$ 、速度為 $\text{[math]}$ 的子彈水平射入木塊且未穿出.設木塊對子彈的阻力恒為 $\text{[math]}$ ，問：
1. （1）射入過程中產生的內能為多少?
2. （2）木塊至少為多長時子彈才不會穿出?
3. （3）子彈在木塊中運動了多長時間?
答案解析收藏糾錯 + 選題
11. (2022·金華模擬) 如圖所示，質量為 $\text{[math]}$ ，電阻為 $\text{[math]}$ 的均勻金屬棒 $\text{[math]}$ 垂直架在水平面內間距為 $\text{[math]}$ 的兩光滑金屬導軌的右邊緣處。下方的光滑絕緣圓弧軌道與光滑水平金屬導軌相切，圓弧軌道半徑為 $\text{[math]}$ 、對應圓心角為 $\text{[math]}$ 、水平金屬導軌間距為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 是質量 $\text{[math]}$ 、電阻 $\text{[math]}$ 、各邊長度均為 $\text{[math]}$ 的“U”形金屬框，金屬框上c、f兩點與導軌 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 兩點接觸良好，所有導軌的電阻都不計。以 $\text{[math]}$ 點為坐標原點，沿水平向右方向建立x坐標軸，整個空間存在豎直方向的磁場（未畫出），磁感應強度分布規(guī)律為 $\text{[math]}$ （取豎直向上為正方向）。閉合開關S，金屬棒 $\text{[math]}$ 水平拋出，下落高度 $\text{[math]}$ 時，恰好沿圓弧軌道上端的切線落入，接著沿圓弧軌道下滑進入 $\text{[math]}$ 水平導軌；起始時刻 $\text{[math]}$ 金屬框固定，當叻 $\text{[math]}$ 棒與其碰前瞬間解除固定，且兩者碰撞粘連后形成閉合金屬框 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 棒與導軌始終接觸良好， $\text{[math]}$ 右側水平面光滑絕緣。重力加速度 $\text{[math]}$ 。
1. （1）求 $\text{[math]}$ 棒從閉合開關S到水平拋出的過程中產生的沖量；
2. （2）求 $\text{[math]}$ 棒與金屬框 $\text{[math]}$ 碰撞后瞬間的速度大??；
3. （3）求閉合金屬框 $\text{[math]}$ 最終靜止時 $\text{[math]}$ 邊的位置坐標。
答案解析收藏糾錯 + 選題
12. (2022·達州模擬) 如圖所示，長為 $\text{[math]}$ 粗糙水平軌道的左端連接傾角為 $\text{[math]}$ 的粗糙斜面，右端平滑連接著半徑均為 $\text{[math]}$ 的四分之一光滑圓弧軌道BC和四分之一光滑細圓軌道CD，長為 $\text{[math]}$ ，質量為 $\text{[math]}$ 的長木板置于斜面上，開始時長木板的底端與斜面的底端對齊且與AB齊平（不考慮物體經該處的能量損失）.一質量為 $\text{[math]}$ 的小物塊1（可看成質點）從長木板頂端由靜止開始下滑.已知小物塊和木板間動摩擦因數(shù)為 $\text{[math]}$ ，小物塊和水平軌道間動摩擦因數(shù)為 $\text{[math]}$ ，長木板和斜面間動摩擦因數(shù)為 $\text{[math]}$ ，取 $\text{[math]}$
1. （1）求小物塊1停下后距A點的距離x；
2. （2）現(xiàn)將長木板置于底端距A點為 $\text{[math]}$ 處，小物塊1仍從長木板的頂端隨長木板一起靜止釋放，求在D點處軌道對小物塊1的作用力 $\text{[math]}$ ；
3. （3）將水平粗糙軌道換成光滑軌道，再次將長木板置于底端距A點一定距離，小物塊1仍從長木板的頂端隨長木板一起靜止釋放，釋放前在A點處放另一質量為 $\text{[math]}$ 的小物塊2，小物塊1運動到A點處與小物塊2碰撞后粘在一起，之后小物塊12剛好過D點，求整個過程中由于摩擦所產生的熱量Q（不考慮小物塊12再次滑回軌道）。
答案解析收藏糾錯 + 選題
13. (2022·陳倉模擬) 如圖所示，有一傾角為α＝30°的光滑斜面固定在水平面上，質量為m_A＝1kg的滑塊A(可以看做質點)在水平向左的恒力F作用下靜止在距離斜面底端x＝5m的位置上，水平面上有一質量為m_B＝1kg的表面光滑且足夠長的木板B，B的右端固定一輕質彈簧，一質量為m_C＝3kg的物塊C與彈簧的左端拴接。開始時，B、C靜止且彈簧處于原長狀態(tài)，今將水平力F變?yōu)樗较蛴?，當滑塊A剛好滑到斜面底端時撤去力F，不考慮A滑上水平面過程的能量損失?；瑝KA運動到水平面上后與滑塊B發(fā)生對心碰撞(碰撞時間極短)粘在一起，并拉伸彈簧使滑塊C向前運動，不計一切摩擦，g取10m/s² ，求：
1. （1）水平力F的大小及滑塊A滑到斜面底端時的速度v_A；
2. （2）被拉伸彈簧的最大彈性勢能E_p及滑塊C的最大速度v_C。
答案解析收藏糾錯 + 選題
14. (2022高二下·凌源開學考) 如圖所示，水平地面光滑，四分之一表面光滑的圓弧形軌道P固定在地面上，半徑為R，緊挨著軌道p的右端是表面粗糙的長木板Q，二者水平部分等高，Q的質量為2m。開始時木板Q通過一裝置鎖定在地面上，質量為2m的小滑塊B靜止于距Q的左端3R處?，F(xiàn)有質量為m的小滑塊A從P頂端靜止釋放，已知A、B與Q之間的動摩擦因數(shù)均為 $\text{[math]}$ ， A、B可看成質點，重力加速度為g。
1. （1）求小滑塊A滑到圓弧形軌道的最低點C時軌道所受的壓力多大？
2. （2） A、B相碰為完全非彈性碰撞，A與B碰撞瞬間木板Q解除鎖定，要使物塊不滑離長木板，求長木板Q的長度至少多大？
答案解析收藏糾錯 + 選題
15. (2022高三上·浙江月考) 如圖所示，MPQ、M′P′Q′是光滑平行導軌，其中傾斜部分MPP′M′為金屬材料制成，電阻可不計，傾角為α=37°，并處在與MPP′M′平面垂直且向下的勻強磁場中（圖中未畫出），磁感應強度大小為2T；水平部分PQQ′P′為絕緣材料制成，所在空間內存在豎直方向的磁場，在PQ上取一點為坐標原點O，沿PQ方向建立x軸，可知磁感應強度分布規(guī)律為 $\text{[math]}$ （取豎直向上為正方向）；兩部分導軌的銜接處用小圓弧連接，金屬棒通過時無機械能損失，兩導軌間接有阻值為R=5Ω的定值電阻。正方形金屬線框cdef的質量m₂=2kg、邊長為L=1m，每條邊的電阻r₂=2Ω，f點剛好位于坐標原點，fc邊與PP′平行?，F(xiàn)將一根質量m₁=1kg，長度L=1m，電阻r₁=2Ω的金屬棒ab從圖示位置靜止釋放，滑到斜面底端前已達到勻速運動。若整個過程ab棒、金屬框與導軌始終接觸良好，（重力加速度g=10m/s² ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ），求：
1. （1） ab棒滑到底端時的速度大小和ab棒兩端的電壓U_ab；
2. （2） ab棒與金屬線框碰撞后合成一個整體一起在軌道上滑行，滑行過程中ed邊產生的焦耳熱；
3. （3）第（2）所涉及的滑行過程中，通過ed棒的電荷量。
答案解析收藏糾錯 + 選題
16. (2022高三上·遼寧月考) 如圖甲所示，以 $\text{[math]}$ 的速度順時針勻速轉動的傳送帶與水平面夾角 $\text{[math]}$ ，質量為3kg的小物塊B與物塊C間拴接一輕彈簧，B、C同時靜止釋放，且此時彈簧恰好處于原長，B、C與斜面間的動摩擦因數(shù)均為0.75。質量為1kg的小物塊A在與物塊B距離0.6m處，以 $\text{[math]}$ 的初速度沿斜面向下運動，A與斜面間動摩擦因數(shù)也為0.75，傳送帶的上、下端均足夠長，A、B碰撞無機械能損失。以A、B碰撞的時刻為0時刻，B、C物塊運動的 $\text{[math]}$ 圖像如圖乙所示，規(guī)定沿斜面向下為正方向，其中，第四象限圖線在0到 $\text{[math]}$ 時間內與坐標軸圍成的面積大小為 $\text{[math]}$ ，第一象限圖線在0到 $\text{[math]}$ 時間內與坐標軸圍成的面積大小為 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）物塊A從開始運動到再回到釋放高度所用的時間t（A、B碰撞時間忽略不計）；
2. （2）物塊C的質量 $\text{[math]}$ 及圖線與坐標軸圍成的面積 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的大?。?
3. （3）若0到 $\text{[math]}$ 時間內C的位移 $\text{[math]}$ ，則這一過程中B、C和彈簧組成的系統(tǒng)機械能變化了多少。
答案解析收藏糾錯 + 選題
17. (2022高三上·沈陽月考) 如圖，在豎直平面內，一半徑為 $\text{[math]}$ 的光滑圓弧絕緣軌道 $\text{[math]}$ 和光滑水平絕緣軌道 $\text{[math]}$ 在A點相切， $\text{[math]}$ 為直徑， $\text{[math]}$ 為圓心， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 之間的夾角為α， $\text{[math]}$ 。在I象限（含x、y軸）有水平向右的勻強電場 $\text{[math]}$ ，在II象限（不含y軸）有豎直向上的勻強電場 $\text{[math]}$ 和垂直于紙面向里的矩形區(qū)域的勻強磁場B（未畫出）。有一質量為m、電量為 $\text{[math]}$ 的金屬a球由坐標原點O由靜止釋放，運動到A點與靜止在圓弧最低點的質量也為m、不帶電的金屬b球（穿在圓弧軌道上）發(fā)生彈性碰撞（系統(tǒng)無機械能損失）。已知 $\text{[math]}$ ，大小相等的a、b球，可視為點電荷，接觸后電荷均分，重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，不計a、b球間的靜電力。求：
1. （1）碰撞后，a、b球的速度大小；
2. （2） b球到達C點位置時的速度大小；
3. （3）若b球離開C位置后，在II象限內做勻速圓周運動，打到x負半軸上時，與豎直方向的夾角為α（如圖），求磁場B的大小和矩形區(qū)域磁場的最小面積。
答案解析收藏糾錯 + 選題