2020版高考物理一轮复习 全程训练计划 周测五 能量和动量（含解析）.doc

能量和动量夯基提能卷 立足于练题型悟技法保底分(本试卷满分95分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)12018全国卷高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动在启动阶段，列车的动能()A与它所经历的时间成正比B与它的位移成正比C与它的速度成正比D与它的动量成正比答案：B解析：A错：速度vat，动能Ekmv2ma2t2，与经历的时间的平方成正比；B对：根据v22ax，动能Ekmv2m2axmax，与位移成正比；C错：动能Ekmv2，与速度的平方成正比；D错：动量pmv，动能Ekmv2，与动量的平方成正比2.如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度重力加速度大小为g，下列有关该过程的分析正确的是()A释放B的瞬间其加速度为BB动能的增加量等于它所受重力与拉力做功之和CB机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量D细线拉力对A做的功等于A机械能的增加量答案：B解析：以A、B组成的系统为研究对象，有mBgkx(mAmB)a，释放B的瞬间弹簧的形变量为零，但由于不知道A、B的质量关系，故无法求出B的瞬时加速度，选项A错误；根据动能定理知，合外力做的功等于动能的变化量，因此，B动能的增加量等于它所受重力与拉力做功之和，选项B正确；整个系统中，根据功能关系可知，B减少的机械能转化为A的机械能以及弹簧的弹性势能，故B机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量，选项C错误；A与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功，选项D错误3.A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，先后撤去F1、F2后，两物体最终停下，它们的vt图象如图所示已知两物体与水平面间的滑动摩擦力大小相等则下列说法正确的是()AF1、F2大小之比为1：2BF1、F2对A、B做功之比为1：2CA、B质量之比为2：1D全过程中A、B克服摩擦力做功之比为2：1答案：C解析：A、B所受摩擦力大小相等，撤去拉力后，FfmAaAmA，同理FfmBaBmB，所以mA：mB2：1，即C对撤力前：F1FfmAaAmA，F2FfmBaBmB，所以2，故A错由vt图象和时间轴包围“面积”表示位移知，A、B物体位移相同，动能变化相同，克服Ff做功相同，F1、F2做的功相同，故B、D错4.如图所示，足够长的小平板车B的质量为M，以水平速度v0向右在光滑水平面上运动，与此同时，质量为m的小物体A从车的右端以水平速度v0沿车的粗糙上表面向左运动若物体与车面之间的动摩擦因数为，则在足够长的时间内()A若Mm，物体A对地向左的最大位移是B若Mm，则系统总动量向右，A速度向左减为0后向右加速，故vA0时向左的位移最大为；同理，若Mm，则最终共同速度大小为vv0，方向向右，摩擦力对小车的冲量IPMM(v0v)v0，摩擦力作用时间t.若Mm，则最终共同速度大小vv0，方向向左，摩擦力对小车的冲量IPMM(v0v)，摩擦力对小车的作用时间tt.所以D对、C错5.一质量为m的小球以初动能Ek0从地面竖直向上抛出，已知上升过程中受到阻力作用，图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能、重力势能中的某一个与其上升高度之间的关系(以地面为零势能面，h0表示上升的最大高度，图中坐标数据中的k值为常数且满足0kv1)的速度向左滑上传送带，经过时间t1，物块与传送带相对静止，则下列说法正确的是()A物块经过时间，速度减为零B物块向左运动的最大位移为Ct1时间内，传送带对物块所做的功为mvmvDt1时间内，传送带消耗的电能为m(v1v2)v1答案：AD解析：以传送带的速度方向为正方向，作出物块运动的vt图象如图所示，设传送带与物块间的动摩擦因数为，对物块有mgma，ag，由图象可得a，设物块经过t2时间速度减为零，则有v2at2，得t2，A正确；物块向左运动的最大位移x，得x，B错误；由动能定理知，传送带对物块所做的功Wmvmv，C错误；系统消耗的电能等于电动机的驱动力对传送带所做的功，传送带匀速运动，F驱mg，W驱F驱x带mgv1t1m(v1v2)v1，D正确4(多选)如图所示，在两根水平固定的平行光滑杆上套着A、B、C三个小球，三个小球均可以沿杆滑动A的质量为3m，B和C的质量均为m，初始时A和B用一根轻弹簧相连，A和B的连线与杆垂直，弹簧处于原长状态，C以速度v0沿杆向左运动，与B发生碰撞后瞬间结合在一起，下列说法正确的是()A碰撞后，A的最大速度为v0B碰撞后，B、C的最小速度为v0C碰撞后，弹簧的最大弹性势能为mvD碰撞后，B、C速度最小时，弹簧的弹性势能为mv答案：AD解析：C和B相碰的过程有mv02mv1，得v1v0，A、B、C和弹簧组成的系统在B、C发生碰撞后的整个运动过程中动量守恒和机械能守恒，且当三小球速度相等时，弹簧的弹性势能最大，则有2mv15mv2，2mv5mvEpm，得Epmmv，C错误；B、C碰撞后到下一次弹簧恢复原长的过程中弹簧处于拉伸状态，设弹簧恢复原长时B、C的速度为v3，A的速度为v4，则有2mv12mv33mv4，2mv2mv3mv，解得v3v1v0，v4v1v0，在弹簧恢复原长前，B、C先向左做减速运动，速度减小到零后，向右做加速运动，A一直向左做加速运动，因此弹簧恢复原长时，A的速度最大，为v0，碰撞后B、C速度最小为零，A正确，B错误；设B、C速度为零时，A的速度为v5，有2mv13mv5，2mv3mvEp，得Epmv，D正确5列车在空载情况下以恒定功率P经过一平直的路段，通过某点时速度为v，加速度大小为a1；当列车满载货物再次经过同一点时，功率和速率均与原来相同，但加速度大小变为a2.重力加速度大小为g.设阻力是列车重力的k倍，则列车满载与空载时的质量之比为()A. B.C. D.答案：A解析：牵引力F，空载时由牛顿第二定律知a1kg，同理满载时a2kg，联立解得，A正确62019山东济宁模拟如图所示，一质量为M3.0 kg的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量为m1.0 kg的小木块A.给A和B以大小均为4.0 m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B.在A做加速运动的时间内，B的速度大小可能是()A1.8 m/s B2.4 m/sC2.8 m/s D3.0 m/s答案：B解析：A先向左减速到零，再向右做加速运动，在此期间，B做减速运动，最终它们保持相对静止，设A减速到零时，B的速度为v1，最终它们的共同速度为v2，取水平向右为正方向，则MvmvMv1，Mv1(Mm)v2，可得v1 m/s，v22 m/s，所以在A做加速运动的时间内，B的速度大小应大于2 m/s且小于 m/s，只有选项B正确7(多选)如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑弧形槽的小车，一质量也为m的小球以水平初速度v0沿水平槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，则()A小球离开槽右端后将向右做平抛运动B小球离开槽右端后将做自由落体运动C此过程小球对小车做的功为D小球在槽内上升的最大高度为答案：BC解析：小球上升到最大高度时与小车相对静止，有共同速度v，由水平方向动量守恒得mv02mv，由机械能守恒定律得mv2mv2mgh，解得h，故D错误；从小球滑上小车到滚下并离开小车，系统在水平方向动量守恒，由于无摩擦，故机械能守恒，设小球速度大小为v1，小车速度大小为v2，则mv0mv2mv1，mvmvmv，解得v2v0，v10即两者交换速度，根据动能定理，小球对小车做功Wmv0mv，故B、C正确，A错误8(多选)如图所示，质量均为m的A、B两物体用轻绳相连，将物体A用一轻弹簧悬挂于天花板上，系统处于静止状态，如果弹簧的劲度系数为k，弹簧的弹性势能表达式为Epkx2(式中x为弹簧的伸长量)，且弹簧一直处在弹性限度内，现将A、B间的连线剪断，则在这之后的过程中(已知重力加速度为g)()A绳子剪断的瞬间物体A的加速度为gB绳子剪断后物体A能上升的最大高度为C物体A的最大动能为D物体A速度达到最大时，弹簧弹力做的功为答案：BC解析：根据题意，绳子剪断前有2mgkx，则x，绳子剪断的瞬间，根据力的瞬时作用效果和弹簧的弹力不能突变可得aAg，选项A错误；设物体A上升的高度为x，如果此时弹簧还是处于伸长状态，弹簧的伸长量为xx，根据机械能守恒有kx2mgxk(xx)2，解得x，如果此时弹簧已处于压缩状态，则弹簧的压缩量为xx，根据机械能守恒有kx2mgxk(xx)2，解得x，故选项B正确；当物体A上升到弹簧弹力等于物体A的重力时速度最大，动能最大，由kx1mg，可得x1，由机械能守恒有kx2mgkxEkm，解得Ekm，故选项C正确；弹力做功等于动能和重力势能之和的增加量，故物体A达到速度最大时，弹力做的功为WTmgEkm，选项D错误二、非选择题(本题包括4小题，共47分)9(8分)在“验证机械能守恒定律”实验中，小伟所用实验装置如图甲所示(1)从仪器结构和电源使用情况来看，该打点计时器是_(填“电磁打点计时器”或“电火花打点计时器”)(2)实验使用频率为50 Hz的交流电源，在实验各项操作正确的情况下，得到的纸带如图乙所示小伟选取纸带上某点为计时起点，并记为计数点0，后按纸带实际打出的点取计数点，依次记为1、2、3、4、5、6、7，并将测量所得的每个计数点离计数点0的距离记录于下表中现已求得部分打下计数点时纸带瞬时速度大小，并记入表中根据题目信息，完成下列各小题计数点01234567位置(cm)00.882.153.745.788.3611.2414.26速度(m/s)0.540.711.151.371.48丙打下计数点3时纸带的瞬时速度大小为_m/s；(保留两位小数)小伟选取计数点0至计数点6为研究过程，根据表中的数据，他的推算过程如图丙所示，而老师在点评时却说小伟是错误的你认为老师点评小伟错误的理由是什么？答：_.答案：(1)电磁打点计时器(2分)(2)0.900.95(3分)因为计数点0的速度(或动能)大小不等于0(或“重力加速度g默认为9.8 m/s2进行计算”)(3分，只要分析理由充分即可)解析：本题考查了“验证机械能守恒定律”的实验(1)只有电磁打点计时器才需要接在学生电源上，电火花打点计时器直接接在220 V的交流电源上(2)打下计数点3时纸带的瞬时速度为v3 m/s0.91 m/s.(3)根据图丙，该同学计算动能变化时，默认初速度等于零；计算重力势能的变化量时，把重力加速度默认为9.8 m/s2.10(9分)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等已知重力加速度大小为g.为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的_(填正确答案标号)A小球的质量mB小球抛出点到落地点的水平距离sC桌面到地面的高度hD弹簧的压缩量xE弹簧原长l0(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek_.(3)图(b)中的直线是实验测量得到的sx图线从理论上可推出，如果h不变，m增加，sx图线的斜率会_(填“增大”“减小”或“不变”)；如果m不变，h增加，sx图线的斜率会_(填“增大”“减小”或“不变”)由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与x的_次方成正比答案：(1)ABC(3分选对但不全的给1分，有选错的，不给这3分)(2)(3分)(3)减小增大2(3分每空1分)解析：弹簧被压缩后的弹性势能等于小球抛出时的动能，即EpEkmv.小球离开桌面后做平抛运动，由平抛运动规律，水平位移sv0t，竖直高度hgt2，得v0s ，动能Ekmv，因此A、B、C正确弹簧的弹性势能Ep，由理论推导可知Epk(x)2即k(x)2，sx，因此当h不变时，m增加，其斜率减小，当m不变时，h增加其斜率增大，由图线知sx，由Ek表达式知Eks2，则由EpEk知Ep(x)2，即Ep与x的二次方成正比11(14分)如图，光滑固定的水平直杆(足够长)上套着轻弹簧和质量m14 kg的小球A，用长度L0.2 m的不可伸长的轻绳将A与质量m25 kg的小球B连接起来，已知弹簧左端固定，右端不与A相连现在让A压缩弹簧使之储存4 J的弹性势能，此时A、B均静止再由静止释放A，发现当A脱离弹簧后，B运动至最高点时绳与杆的夹角为53.取重力加速度g10 m/s2，cos530.6，sin530.8，求：(1)弹簧给A的冲量大小；(2)A脱离弹簧后的最大速度答案：(1)6 kgm/s(2) m/s解析：(1)设弹簧给A的冲量大小为I，B运动至最高点时A的速度为v0，A脱离弹簧后A、B水平方向总动量为p则对A、B有：Ip0(m1m2)v0(3分)由能量守恒定律有：Ep4 J(m1m2)vm2gL(1sin53)(3分)解得v0 m/s，I6 kgm/s(3分)(2)当A速度最大时B位于A正下方，取向右为正方向由机械能守恒定律：Epm1vm2v(3分)由动量定理：Im1vAm2vB解得vA m/s或vA m/s(舍去)(2分)12(16分)如图所示，水平传送带AB长为L6 m，质量为M2 kg的木块随传送带一起以v02 m/s的速度向左匀速运动，木块与传送带间的动摩擦因数0.3，当木块运动至最左端A点时，一个质量为m0.5 kg的小球以v20 m/s、水平向右的速度射向木块并与木块粘连在一起已知g10 m/s2.(1)求小球碰撞木块的过程中小球与木块组成的系统损失的机械能；(2)要使木块在传送带上发生相对运动时产生的热量最多，小球射向木块的速度大小为多少？热量最多为多少？(小球与木块碰撞后仍粘连在一起)答案：(1)96.8 J(2)38 m/s,80 J解析：(1)由小球与木块碰撞过程动量守恒，有mvMv0(Mm)v1(2分)损失的机械能为Emv2Mv(Mm)v(2分)联立解得E96.8 J(2分)(2)要使木块在传送带上发生相对运动时产生的热量最多，则需要木块滑到右端B处时，木块相对地面的速度为零，设木块被碰撞后瞬间速度大小为v2，从A端运动到B端的时间为t，则有：(Mm)gL0(Mm)v(2分)(Mm)gt0(Mm)v2(2分)小球与木块碰撞过程动量守恒，有mvMv0(Mm)v2(1分)解得v38 m/s(1分)木块被小球碰撞后从A端运动到B端时速度为零，这个过程中相对传送带所发生的位移大小为x1Lv0t(1分)此后木块开始向左做匀加速运动，直到与传送带共速，木块相对传送带发生的相对位移为x2，则有x2v0(1分)全过程中产生最多热量为Q(Mm)g(x1x2)(1分)解得Q80 J(1分)