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.pdf

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1、能量和动量能量和动量 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： 1 2 1

2、 2 根据v22ax，动能Ekmv2m2axmax，与位移成正比；C 错：动能Ekmv2，与速 1 2 1 2 1 2 度的平方成正比；D 错：动量pmv，动能Ekmv2，与动量的平方成正比 1 2 p2 2m 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g 2 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

3、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

4、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 1：2 BF1、F2对A、B做功之比为 1：2 CA、B质量之比为 2：1 D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 v0 2t0 ，所以mA：mB2：1，即 C 对撤力前：F1FfmAaAmA，F2FfmBaBmB， v0 t0 v0 t0 v0 2t0 所以2，故 A 错由vt图象和时间轴包围“面积

5、”表示位移知，A、B物体位移 F1 F2 3Ff 3 2F f 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 2Mv2 0 Mmg 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IPM

6、 Mm Mm M(v0v)v0，摩擦力作用时间t.若Mv1)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 v2t1 v1v2 B物块向左运动的最大位移为 v2 1t1 2v1v2 Ct1时间内，传送带对物块所做的功为mvmv 1 2 2 2 1 2 2 1 Dt1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 v1v2 t1 时间速度减为零，则有v2at2，得t2

7、，A 正确；物块向左运动的最大位移x， v2t1 v1v2 v2 2 2a 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 ； v2 2t1 2v1v2 1 2 2 1 1 2 2 2 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

8、结合在 一起，下列说法正确的是( ) A碰撞后，A的最大速度为v0 2 5 B碰撞后，B、C的最小速度为v0 1 10 C碰撞后，弹簧的最大弹性势能为mv 2 5 2 0 D碰撞后，B、C速度最小时，弹簧的弹性势能为mv 1 12 2 0 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 1 2 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， 2mv 5mvEpm，得Epmmv，C 错误；B、C碰撞后 1 2 2 1 1 2 2 2 3 20 2 0 到下一次弹簧恢复原长

9、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， 2mv 2mv 3mv， 解得v3v1v0， 1 2 2 1 1 2 2 3 1 2 2 4 1 5 1 10 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 4 5 2 5 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 2 5 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， 2mv 1 2 3mvEp，得Epmv，D 正确 2 1 1 2 2 5 1 1

10、2 2 0 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. kga1 kga2 kga2 kga1 C. D. Pkga2 vkga1 Pkga1 vkga2 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a2 P v Ff m P mv Ff M kg，联立解得 ，A 正确 P Mv M m kga1 kga2 62019山东济宁模拟如图所示，一

11、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/s C2.8 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

12、加速运动的 8 3 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 8 3 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mv 2 0 2 D小球在槽内上升的最大高度为v 2 0 2g 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

13、 错误；从小 1 2 2 0 1 2 v2 0 4g 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，v1 1 2 2 0 1 2 2 0 1 2 2 1 0 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 1 2 2 0 1 2 2 0 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 1 2 为

14、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g 1 2 B绳子剪断后物体A能上升的最大高度为2mg k C物体A的最大动能为m 2g2 2k D物体A速度达到最大时，弹簧弹力做的功为m 2g2 k 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 2mg k 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kx2mgx 1 2 k(xx)2，解得

15、x，如果此时弹簧已处于压缩状态，则弹簧的压缩量为 xx， 1 2 2mg k 根据机械能守恒有kx2mgxk(xx)2，解得 x，故选项 B 正确；当物体A 1 2 1 2 2mg k 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 ， mg k x 2 由机械能守恒有kx2mgkxEkm，解得Ekm，故选项 C 正确；弹力做功等于 1 2(x x 2) 1 2 2 1 m2g2 2k 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 (x x 2) ，选项 D 错误 3m2g2 2k 二、非选择题(本题包括 4 小题，共 47 分

16、) 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.

17、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

18、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 5.782.15 0.01 2 0.02 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

19、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m B小球抛出点到落地点的水平距离s C桌面到地面的高度h D弹簧的压缩量 x E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)

20、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) mgs2 4h 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 1 2 2 0 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 1 2 g 2h 能Ekmv，因此 A、B、C 正确弹簧的弹性势能Ep，由理论推导可知Ep 1 2 2 0 mgs2 4h mgs2 4h 1 2 k(x)2即k(x)2，sx，因此当h不变时，m增加，

21、其斜率减小，当m 1 2 mgs2 4h 2hk mg 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，

22、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 2 5 3 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) 1 2 2 0 解得v0 m/s，I6 kgm/s(3 分) 2 3 (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) 1 2 2A 1 2 2B 由动量定理：Im1vAm2vB 解得vA

23、 m/s 或vA m/s(舍去)(2 分) 2 5 3 2 5 3 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

24、 (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) 1 2 1 2 2 0 1 2 2 1 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) 1 2 2 2 (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) v0 g v2 0 2g v2 0 2g 全过程中产生最多热量为 Q(Mm)g(x1x2)(1 分) 解得Q80 J(1 分)