最新高考物理第二轮专题复习测试题《动量和能量专题》附参考答案.docx

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最新高考物理第二轮专题复习测试题《动量和能量专题》附参考答案

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【2020】最新高考物理第二轮专题复习测试题《动量和能量专题》附参考答案

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《动量与能量专题》一

（附参考答案）

一．选择题（4×10,每题至少有一个答案是正确的,错选或不选得0分,漏选得2分）

1．质量为M的小车中挂有一个单摆，摆球的质量为M0，小车和单摆以恒定的速度V0沿水平地面运动，与位于正对面的质量为M1的静止木块发生碰撞，碰撞时间极短，在此过程中，下列哪些说法是可能发生的（）

A．小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别为V1、V2和V3，且满足：

（M+M0）V0=MV1+M1V2+M0V3；

B．摆球的速度不变，小车和木块的速度为V1、V2，且满足：

MV0=MV1+M1V2；

C．摆球的速度不变，小车和木块的速度都为V，且满足：

MV0=（M+M1）V；

D．小车和摆球的速度都变为V1，木块的速度变为V2，且满足：

（M+M0）V0=（M+M0）V1+M1V2

2．一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷人泥潭中。

若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进人泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ,则（）

A、过程I中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量

B、过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程I中重力的冲量的大小

C、I、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零

D、过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量等于零

3．如图1所示，一轻质弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子，物体在同一条竖直直线上的A、B间做简谐振动，O为平衡位置，C为AO的中点，已知OC=h，振子的周期为T，某时刻物体恰经过C点并向上运动，则从此时刻开始的半个周期时间内下列不可能的是（）

A、重力做功2mgh

B、重力的冲量大小为mgT/2

C、回复力做功为零

D、回复力的冲量为零

4．A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是5kgm/s，B球的动量是7kgm/s，当A追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量的可能值是（）

A．-4kg·m/s、14kg·m/sB．3kg·m/s、9kg·m/s

C．-5kg·m/s、17kg·m/D．6kg·m/s、6kg·m/s

5．测定运动员体能一种装置如图所示，运动员质量为m1，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮质量及摩擦），下悬一质量为m2的重物，人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速率v匀速向右运动。

下面是人对传送带做功的四种说法，其中正确的是（）

A．人对传送带做功B．人对传送带不做功

C．人对传送带做功的功率为m2gvD．人对传送带做功的功率为（m1+m2）gv

6．在光滑水平面上有质量均为2kg的a、b两质点，a质点在水平恒力Fa=4N作用下由静止出发运动4s。

b质点在水平恒力Fb=4N作用下由静止出发移动4m。

比较这两个质点所经历的过程，可以得到的正确结论是

A．a质点的位移比b质点的位移大B．a质点的末速度比b质点的末速度小

C．力Fa做的功比力Fb做的功多D．力Fa的冲量比力Fb的冲量小

7．将质量为M的木块固定在光滑水平面上，一颗质量为m的子弹以速度υ0沿水平方向射入木块，子弹射穿木块时的速度为υ0/3，现将同样的木块放在光滑的水平桌面上，相同的子弹仍以速度υ0沿水平方向射入木块,则以下说法正确的是（）

A．若M=3m，则能够射穿木块

B．若M=3m，不能射穿木块，子弹将留在木块中，一起以共同的速度做匀速运动

C．若M=3m，刚好能射穿木块，此时相对速度为零

D．若子弹以3υ0速度射向木块，并从木块中穿出，木块获得的速度为υ1；若子弹以4υ0速度射向木块，木块获得的速度为υ2，则必有υ1＜υ2

8．如图3所示，长2m，质量为1kg的木板静止在光滑水平面上，一木块质量也为1kg（可视为质点），与木板之间的动摩擦因数为0.2。

要使木块在木板上从左端滑向右端而不至滑落，则木块初速度的最大值为（）

A．1m/sB．2m/sC．3m/sD．4m/s

9．如图所示,小车开始静止于光滑的水平面上,一个小滑块由静止从小车上端高h处沿光滑圆弧面相对于小车向左滑动,滑块能到达左端的最大高度h/（）

A、大h

B、小于h

C、等于h

D、停在中点与小车一起向左运动

10．A、B两小物块在一水平长直气垫导轨上相碰，用频闪照相机每隔t的时间连续拍照四次，拍得如图7所示的照片，已知四次拍照时两小物块均在图示坐标范围内，不计两小物块的大小及碰撞过程所用的时间，则由此照片可判断（）B

A、第一次拍照时物块A在55cm处，并且mA∶mB=1∶3

B、第一次拍照时物块A在10cm处，并且mA∶mB=1∶3

C、第一次拍照时物块A在55cm处，并且mA∶mB=1∶5

D、第一次拍照时物块A在10cm处，并且mA∶mB=1∶5

二．填空和实验

11．（10分）气垫导轨是常用的一种实验仪器。

它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。

我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：

a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。

b.调整气垫导轨，使导轨处于水平。

c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。

d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1。

e.按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。

当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。

（1）实验中还应测量的物理量是_____________________。

（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是____________________，上

式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是___________。

（3）利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？

如能，请写出表达式。

12．（10分）某同学用图１所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中PQ是斜槽，QR为水平槽。

实验时先使Ａ球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。

重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。

再把Ｂ球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让Ａ球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。

重复这种操作10次。

图1中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。

B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。

（1）碰撞后B球的水平射程应取为__________cm。

下图游标卡尺的示数为m

（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？

答：

________（填选项号）。

A、水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离

B、A球与B球碰撞后，测量A球与B球落点位置到O点的距离

C、测量A球或B球的直径

D、测量A球和B球的质量（或两球质量之比）

E、测量G点相对于水平槽面的高度

（3）已知mA：

mB=2：

1，碰撞过程中动量守恒，E、F、J是实验中小球落点的平均位置，则由图可以判断E是________的落地处，J是_______的落地点。

（3）已知mA：

mB=2：

1，碰撞过程中动量守恒，E、F、J是实验中小球落点的平均位置，则由图可以判断E是________的落地处，J是_______的落地点。

试用上图中的字母写出动量守恒定律的表达式________________________

三．计算题

13．（14分）某地强风的风速是20m/s，空气的密度是=1.3kg/m3。

一风力发电机的有效受风面积为S=20m2，如果风通过风力发电机后风速减为12m/s，且该风力发电机的效率为=80%，则该风力发电机的电功率多大？

14．（14分）如图所示，一质量m2=0.25的平顶小车，车顶右端放一质量m3=0.2kg的小物体，小物体可视为质点，与车顶之间的动摩擦因数μ=0.4，小车静止在光滑的水平轨道上。

现有一质量m1=0.05kg的子弹以水平速度v0=12m/s射中小车左端，并留在车中。

子弹与车相互作用时间很短。

若使小物体不从车顶上滑落，求：

（1）小车的最小长度应为多少?

最后物体与车的共同速度为多少?

（2）小木块在小车上滑行的时间。

（g取10m/s2）

15．（15分）如图所示，物块A的质量为M，物块B、C的质量都是m，并都可看作质点，且m＜M＜2m。

三物块用细线通过滑轮连接，物块B与物块C的距离和物块C到地面的距离都是L。

现将物块A下方的细线剪断，若物块A距滑轮足够远且不计一切阻力。

求：

（1）物块A上升时的最大速度；

（2）物块A上升的最大高度。

16．（15分）如图所示，质量为M=3kg、长度为L=1.2m的木板静止在光滑水平面上，其左端的壁上有自由长度为L0=0.6m的轻弹簧，右端放置一质量为m=1kg的小物块，小物块与木块间的动摩擦因数为μ=0.4，今对小物块施加一个水平向左的瞬时冲量I0=4N·s，小物块相对于木板向左运动而压缩弹簧使弹性势能增大为最大值Emax，接着小物块又相对于木板向右运动，最终恰好相对静止于木板的最右端，设弹簧未超出弹性限度，并取重力加速度为g=10m/s2。

求：

（1）当弹簧弹性势能最大时小物块速度v；

（2）弹性势能的最大值Emax及小物块相对于木板向左运动的最大距离Lmax。

17．一传送带装置示意图如图2所示，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，为画出），经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切。

现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h。

稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻

两箱的距离为L。

每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经BC段时的微小滑动）。

已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数目为N。

这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。

求电动机的平均输出功率P。

18．（16分）如图所示，三个质量均为m的弹性小球用两根长均为L的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上．现给中间的小球B一个水平初速度v0，方向与绳垂直．小球相互碰撞时无机械能损失，轻绳不可伸长．求：

（1）当小球A、C第一次相碰时，小球B的速度．

（2）当三个小球再次处在同一直线上时，小球B的速度．

（3）运动过程中小球A的最大动能EKA和此时两根绳的夹角θ.

（4）当三个小球处在同一直线上时，绳中的拉力F的大小．

高三物理第二轮复习测试题

《动量与能量专题》二

一．选择题（各小题所给的选项中只有一个答案是正确的）

1．一带负电小球从a点运动到b点，受重力、空气阻力和电场力作用，重力对小球做功3.5J，小球克服空气阻力做功0.5J，电场力对小球做功1J，则下列说法中正确的是（）

A．小球在a点的重力势能比在b点大3.5J

B．小球在a点的机械能比在b点大0.5J

C．小球在a点的电势能比在b点少1J

D．小球在a点的动能比在b点大4J

2．如图2-1所示，一条均匀的铁链，两端悬挂在等高的两点且处于静止状态。

现于铁链最低点C施向下的力，使C点两侧的铁链拉直，则铁链重心的位置将（）

A．一定升高B．一定降低

C．可能不变D．可能升高，也可能降低

3．如图2-2所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2的小球，B处固定质量为的小球，支架悬挂在O点，可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动，开始时OB与地面相垂直，放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是（）

A．A球到达最低点时速度为零

B．A球机械能减少量可能大于B球机械能增加量。

C．B球向左摆动所能达到的最高位置应等于A球开始运动时的高度。

D．当支架从左向右来回摆动时，A球一定能回到起始高度

4．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上行驶，经过3分钟，速度由36千米/小时提高到72千米/小时，则在这段时间内，汽车驶过的路程（）

A．一定大于2.7千米，小于3.6千米B．一定小于2.7千米

C．可能大于3.6千米

D．可能大于2.7千米，可能等于2.7千米，也可能小于2.7千米

5．一升降机在箱底装有若干个弹簧，如图2-3所示。

设在一次事故中，升降机的吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机从弹簧下端触地直到升降机到达最低点的过程中（）

A．升降机的加速度不断增大

B．先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功，弹力做的负功总值等于重力做的正功总值

C．先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功，弹力做的负功总值大于重力做的正功总值

D．到最低点时，升降机加速度的值等于重力加速度的值

6．汽车拉着拖车在平直的公路上匀速行驶，突然拖车与汽车脱钩，而汽车的牵引力不变，汽车与拖车受的阻力均与其重力成正比，在脱钩至拖车停下的过程中（）

A．它们的总动能不变B．它们的总动能增加

C．它们的总动量不变D．它们的总动量增加

7．一个弹簧振子，在光滑水平面上作简谐运动，如图2-4所示，当它从左向右恰好经过平衡位置时，与一个向左运动的钢球发生正碰，已知碰后钢球沿原路返回，并且振子和钢球不再发生第二次碰撞。

则下面的情况中不可能出现的是（）

A．振子继续作简谐运动，振幅和周期都不改变

B．振子继续作简谐运动，振幅不变而周期改变

C．振子继续作简谐运动，振幅改变而周期不变

D．振子停止运动

8．光滑水平桌面上有一静止的木块，一只枪沿水平方向先后发射两颗质量相同、速度相同的子弹，两子弹分别从木块上不同的位置穿过木块。

设两子弹穿过木块时所受阻力相同，忽略重力和空气阻力的影响，则在两子弹穿过木块的过程中（）

A．木块增加的动能相同B．两子弹损失的动能相同

C．两颗子弹所受阻力的冲量相同D．产生的热量相同

9．在光滑绝缘的水平直轨道上有a、b两个带正电的小球沿同一直线相向运动，已知a球的质量是b球质量的2倍，b球的带电量是a球的2倍。

某一时刻a球的速率为v，b球的速率为1.5v，由于库仑力的作用，两球不会相碰，则可判定（）

A．两球相距最近时，速度大小相等、方向相反

B．a球始终沿原来方向运动，b球要反向运动

C．两球都将要反向运动，b球先反向运动

D．运动过程中，两球的电势能逐渐增大

10．将电阻R1、R2分别接到同一电池组的两极时消耗的功率相同，电池组向两个电阻供电时的电流分别是I1和I2，I1

A．R1>R2B．U1>U2C．P1>P2D．η1>η2

11．平行金属导轨MN竖直放置于绝缘水平地板上，如图2-5所示，金属杆PQ可以紧贴导轨无摩擦滑动，导轨间除固定电阻R以外，其它部分电阻不计，匀强磁场B垂直穿过导轨平面，以下有两种情况：

第1次，先闭合开关S，然后从图中位置由静止释放PQ，经一段时间后PQ匀速到达地面；第2次，先从同一高度由静止释放PQ，当PQ下滑一段距离后突然闭合开关S，最终PQ也匀速到达了地面。

设上述两种情况PQ由于切割磁感线产生的电能（都转化为热）分别为W1、W2，则可以判定（）

A．W1>W2B．W1=W2C．W1

12.两种物质混合后发生了化学反应，并放出热量，则反应前后，物质内部微粒之间的万有引力能、电势能以及核能三种能量中，绝对值变化最大的是（）

A．引力势能B．电势能C．核能不能确定

二．论述、计算题

13．某脉冲激光器的耗电功率为2×103W，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为10—8s，携带的能量为0.2J。

求：

（1）每个脉冲的功率为是多少？

（2）该激光器将电能转化为激光能量的效率。

14．如图2-6所示，倾角θ1＝37°的光滑斜面AB与倾角θ2＝30°的光滑斜面DC通过长度为2.2m的光滑水平面BC连接（连接处有一段很短的光滑圆弧），将质量为m1＝0.5kg的小球P从AB斜面上距地高度h1＝1.8m处由静止释放，同时将质量为m2的另一小球Q从DC斜面上某点释放。

要使两小球同时进入水平面，且不断地在水平面的同一点发生相向碰撞（碰撞过程无机械能损失）。

（1）小球Q释放时，距地高度h2是多少？

（2）PQ两球在BC上碰撞的位置在何处?

（3）小球Q的质量m2是多少？

15．如图2-7所示，长为l的细绳，一端系有一质量为m的小球，另一端固定在O点。

细绳能够承受的最大拉力为7mg。

将小球拉至细绳呈水平位置，然后由静止释放，小球将在竖直平面内摆动，如果在竖直平面内直线OA（OA与竖直方向的夹角为）上某一点Oˊ钉一个小钉，可使小球绕Oˊ点在竖直平面内做匀速圆周运动，且细绳不致被拉断，求OOˊ的长度d所允许的范围。

*16．如图2-8所示，质量为M的小车B静止在光滑水平面上，车的左端固定着一根轻弹簧，另一端位于小车上的O点位置，O点以左部分光滑，O点以右部分粗糙，O点到小车右端长度为L。

一质量为m的小物块A（可视为质点），以速度v0从小车右端向左滑动，与弹簧相碰，最后刚好未从小车右端滑出。

求：

（1）物块与小车的动摩擦因数μ。

（2）碰撞时弹簧的最大弹性势能。

*17．一个劲度系数为k的轻质弹簧竖直固定在水平地面上，弹簧上端固定一个质量为m的薄木板。

木板静止时，弹簧被压缩x0，如图2-9所示。

（1）现用外力缓慢竖直向下压木板，待外力增至mg时木板又向下移动的距离x1=？

（2）在

（1）问中去掉外力，木板在竖直方向做简谐运动，当木板运动到最高点时，弹簧恰好恢复到原长。

在木板的正上方有一个质量为m的小物体自由下落，当木板运动到最低点时小物体恰好与木板碰撞（碰撞时间极短）后粘在一起上下运动，要使弹簧仍能恰好恢复到原长，则小物体下落高度（如图所示）h应为多大？

（不计空气阻力）

*18．图2-10所示的匀强电场场强E=4.0V/m，方向水平向左；匀强磁场的磁感强度B=2.0T，方向垂直纸面向里，一个质量为m=1.0g、带正电的小物块A从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速下滑，当它滑行h=0.8m到某点N（图上未画出）时就离开壁做曲线运动，当A运动到P点时，恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平方向成450角，设P与M的高度差H=1.6m，问：

（1）A沿壁下滑过程摩擦力做的功是多少？

（2）P与M的水平距离s等于多少？

《动量与能量专题》一参考答案:

1．BC2．AC3．D4．B5．AC6．AC7．B8．C9．C10．AB

11．

（1）B的右端至D板的距离L2

（2）测量、时间、距离等存在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差。

（学生只要答对其中两点即可）

（3）能。

12．

（1）64.5——64.5cm之间,11.03cm,

（2）ABD（3）A碰前的落点;A碰后的落点

mAOJ=mAOE+mBOF

13．风力发电是将风的动能转化为电能，讨论时间t内的这种转化，这段时间内通过风力发电机的空气的空气是一个以S为底、v0t为高的横放的空气柱，其质量为m=Sv0t，它通过风力发电机所减少的动能用以发电，设电功率为P，则

代入数据解得P=53kW

14．答案：

（1）m1v0=（m2+m1）v1

（m2+m1）v1=（m2+m1+m3）v2

（m2+m1）v12－（m2+m1+m3）v22=μm3gL

所以车长L＝0.9m共同速度v2＝2.1m/s

（2）研究m3则有：

μm3gt＝m3v2

所以t＝0.52s

15．

（1）当物体C着地时,M具有最大速度,由机械能守恒得:

2mgL-MgL=（2m+M）vm2

解得

（2）若物体B刚着地时,M的速度为0,到达最高

此时AB为系统机械能守恒:

（M+m）vm2=MgL-mgL

H=L+L

解得

若

（M+m）vm2=MgL1-mgL1

H=L+L1

解得

若物体B着地时,M的速度不为0,仍在升高

（M+m）vm2－（M+m）v22=MgL-mgL

Mv22＝Mgh

H=2L+h

解得

16．解：

（1）由动量定理及动量守恒定律得I0=mv0mv0=（m+M）v

于是可解得：

v=1m/s。

（2）由动量守恒定律和功能关系得mv0=（m+M）u

mv2=（m+M）v2+μmgLmax+Emax

mv2=（m+M）u2+2μmgLmax

于是又可解得：

Emax=3JLmax=0.75m

17．以地面为参考系（下同），设传送带的运动速度为v0，在水平段运输的过程中，小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，设这段路程为s，所用时间为t，加速度为a，则对小箱有①②在这段时间内，传送带运动的路程为③由以上可得④

用f表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力，则传送带对小箱做功为

⑤

传送带克服小箱对它的摩擦力做功⑥

两者之差就是克服摩擦力做功发出的热量⑦

可见，在小箱加速运动过程中，小箱获得的动能与发热量相等。

T时间内，电动机输出的功为⑧

此功用于增加小箱的动能、势能以及克服摩擦力发热，即

⑨

已知相邻两小箱的距离为L，所以⑩

联立⑦⑧⑨⑩，得⑾

18．（16分）参考答案：

（1）设小球A、C第一次相碰时，小球B的速度为，考虑到对称性及绳的不可伸长特性，小球A、C沿小球B初速度方向的速度也为，由动量守恒定律，得

由此解得

（2）当三个小球再次处在同一直线上时，则由动量守恒定律和机械能守恒定律，得

解得（三球再次处于同一直线）

，（初始状态，舍去）

所以，三个小球再次处在同一直线上时，小球B的速度为（负号表明与初速度反向）

（3）当小球A的动能最大时，小球B的速度为零。

设此时小球A、C的速度大小为，两根绳间的夹角为θ（如图），则仍由动量守恒定律和机械能守恒定律，得

另外，

由此可解得，小球A的最大动能为，此时两根绳间夹角为

（4）小球A、C均以半径L绕小球B做圆周运动，当三个小球处在同一直线上时，以小球B为参考系（小球B的加速度为0，为惯性参考系），小球A（C）相对于小球B的速度均为所以，此时绳中拉力大小为：

《动量与能量专题》二参考答案

1．A。

2、A。

3、D。

4、A。

5、C。

6、C。

7、B。

8、D．9、C。

10、C。

11、B。

12、B。

13、

（1）2×107；

（2）0.1%。

14.

（1）h2＝1.25m；

（2）距B点1.2m；（3）m2＝0.6kg。

15．>d≥。

16、

（1）

（2）17、

（1）x0；

（2）3x0。

18、

（1）－6×10－3J；

（2）0.6m。