届高考物理二轮专题复习能量和动量通用型练习和答案.docx
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届高考物理二轮专题复习能量和动量通用型练习和答案
2020届高考物理能量和动量（通用型）练习及答案
*能量和动量
1、（2019·石家庄模拟）
质量为m的小球在竖直向上的拉力作用下从静止开始运动，其v t图像如图所示（竖直向上为正方向，DE段为直线），已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．t3～t4时间内，小球竖直向下做匀减速直线运动
B．t0～t2时间内，合力对小球先做正功后做负功
C．0～t2时间内，小球的平均速度一定为
D．t3～t4时间内，拉力做的功为
[（v4－v3）＋g（t4－t3）]
2、如图所示，小物块从距A点高为h处自由下落，并从A点沿切线方向进入半径为R的四分之一圆弧轨道AB，经过最低点B后又进入半径为
的半圆弧轨道BC，C点为半圆弧轨道的最高点，O为半圆弧轨道的圆心，两轨道均光滑且在最低点相切．以下说法错误的是（ C ）
A．若物块能从轨道BC的最高点C飞出，则下落的高度h可能为
B．若已知下落高度h＝R，则可求出物块打到轨道AB上的速度大小
C．释放的高度越高，在轨道BC的最高点C和最低点B的压力差越大
D．物块从最高点C飞出后，打到轨道AB上的速度方向不可能与过碰撞点的轨道切线垂直
3、（2019·全国卷Ⅰ）最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。
若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3km/s，产生的推力约为4.8×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为（ ）
A．1.6×102kg B．1.6×103kgC．1.6×105kgD．1.6×106kg
4、如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体P接触，但未与物体P连接，弹簧水平且无形变．现对物体P施加一个水平向右的瞬间冲量，大小为I0，测得物体P向右运动的最大距离为x0，之后物体P被弹簧弹回最终停在距离初始位置左侧2x0处．已知弹簧始终在弹性限度内，物体P与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.下列说法中正确的是（ ）
A．物体P与弹簧作用的过程中，系统的最大弹性势能Ep＝
－3μmgx0
B．弹簧被压缩成最短之后的过程，P先做加速度减小的加速运动，再做加速度减小的减速运动，最后做匀减速运动
C．最初对物体P施加的瞬时冲量I0＝2m
D．在物体P整个运动过程中，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量大小相等、方向相反
5、[多选]如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧紧靠竖直墙壁，右侧紧靠一质量为M2的物块。
今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始下落，与半圆槽相切自A点进入槽内，以下结论正确的是（ ）
A．小球在槽内运动的B至C过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
B．小球在槽内运动的B至C过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统水平方向动量守恒
C．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动
D．小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统机械能守恒
6、将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。
在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）（ ）
A．30kg·m/s B．5.7×102kg·m/s
C．6.0×102kg·m/sD．6.3×102kg·m/s
7、[多选]光滑水平面上放有质量分别为2m和m的物块A和B，用细线将它们连接起来，两物块中间加有一压缩的轻质弹簧（弹簧与物块不相连），弹簧的压缩量为x。
现将细线剪断，此刻物块A的加速度大小为a，两物块刚要离开弹簧时物块A的速度大小为v，则（ ）
A．物块B的加速度大小为a时弹簧的压缩量为
B．物块A从开始运动到刚要离开弹簧时位移大小为
x
C．物块开始运动前弹簧的弹性势能为
mv2
D．物块开始运动前弹簧的弹性势能为3mv2
*8、如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点．一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动．重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为（ ）
A．2mgRB．4mgR
C．5mgRD．6mgR
*9、如图所示，质量为m1＝50kg的人从轨道上的A点以v0的水平速度冲上质量为m2＝5kg的高度不计的静止滑板后，又一起滑向光滑轨道DE，到达E点时速度减为零，然后返回，已知H＝1.8m，重力加速度g取10m/s2.设人和滑板可看成质点，滑板与水平地面间的摩擦力不计．下列说法正确的是（ ）
A．人和滑板一起由D点运动到E点的过程中机械能不守恒
B．人的初速度v0＝8m/s
C．刚冲上DE轨道时，人的速度大小为6m/s
D．人冲上滑板到二者共速的过程中机械能守恒
*10、（2019·贵州模拟）
在平昌冬奥会中国队对阵瑞典队的女子冰壶比赛中，中国运动员在某次出手投壶时用质量为m的黄色冰壶以v1＝6m/s的速度与质量相同的静止的红色冰壶发生正碰，碰后黄色冰壶以v2＝2m/s的速度沿原方向运动，则这两个冰壶构成的系统碰撞过程中损失的动能为（ ）
A．2mB．4mC．8mD．10m
11、如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA＝4.0kg和mB＝3.0kg，用轻弹簧拴接后放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙相接触．另有一物块C从t＝0时以一定速度向右运动，在t＝4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的v t图象如图乙所示．
（1）求物块C的质量mC；
（2）从A、C一起开始向右压缩弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，求弹簧对B的冲量大小；
（3）在B离开墙后的运动过程中，求弹簧具有的最大弹性势能Ep.
2020届高考物理能量和动量（通用型）练习及答案
*能量和动量
1、（2019·石家庄模拟）
质量为m的小球在竖直向上的拉力作用下从静止开始运动，其v t图像如图所示（竖直向上为正方向，DE段为直线），已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．t3～t4时间内，小球竖直向下做匀减速直线运动
B．t0～t2时间内，合力对小球先做正功后做负功
C．0～t2时间内，小球的平均速度一定为
D．t3～t4时间内，拉力做的功为
[（v4－v3）＋g（t4－t3）]
解析：
选D 根据题意，向上为正方向，故在t3～t4时间内，小球竖直向上做匀减速直线运动，故选项A错误。
t0～t2时间内，速度一直增大，根据动能定理可以知道，合力对小球一直做正功，故选项B错误。
0～t2时间内，小球的平均速度等于位移与时间的比值，不一定为
，故选项C错误。
根据动能定理，在t3～t4时间内：
WF－mg·
·（t4－t3）＝
mv42－
mv32，整理可得WF＝
·[（v4－v3）＋g（t4－t3）]，故选项D正确。
2、如图所示，小物块从距A点高为h处自由下落，并从A点沿切线方向进入半径为R的四分之一圆弧轨道AB，经过最低点B后又进入半径为
的半圆弧轨道BC，C点为半圆弧轨道的最高点，O为半圆弧轨道的圆心，两轨道均光滑且在最低点相切．以下说法错误的是（ C ）
A．若物块能从轨道BC的最高点C飞出，则下落的高度h可能为
B．若已知下落高度h＝R，则可求出物块打到轨道AB上的速度大小
C．释放的高度越高，在轨道BC的最高点C和最低点B的压力差越大
D．物块从最高点C飞出后，打到轨道AB上的速度方向不可能与过碰撞点的轨道切线垂直
解析：
物块恰能从轨道BC的最高点C飞出时，由重力提供向心力，有mg＝m
，从开始运动到C点的过程，由机械能守恒定律得mgh＝
mv
，联立解得h＝
，若物块能从轨道BC的最高点C飞出，则下落的高度h可能为
，故A正确．若已知下落高度h＝R，根据机械能守恒定律可求出物块通过C点的速度，物块离开C点后做平抛运动，则有y＝
gt2，x＝vCt，又有x2＋y2＝R2，联立可求出t，根据v＝
，可求出物块打到轨道AB上的速度大小，故B正确．在C点，有mg＋F1＝m
，在B点，有F2－mg＝m
，根据机械能守恒定律得mgR＋
mv
＝
mv
，由以上三式解得F2－F1＝6mg，C选项错误．物块从C点飞出后打到轨道AB上时，速度方向沿轨迹在该点的切线方向，不可能再过轨迹上的C点，速度方向不沿半径方向，不可能与过碰撞点的轨道切线垂直．故D正确．
3、（2019·全国卷Ⅰ）
最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。
若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3km/s，产生的推力约为4.8×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为（ ）
A．1.6×102kg B．1.6×103kgC．1.6×105kgD．1.6×106kg
解析：
选B 设1s内喷出气体的质量为m，喷出的气体与该发动机的相互作用力为F，由动量定理Ft＝mv知，m＝
＝
kg＝1.6×103kg，选项B正确。
4、如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体P接触，但未与物体P连接，弹簧水平且无形变．现对物体P施加一个水平向右的瞬间冲量，大小为I0，测得物体P向右运动的最大距离为x0，之后物体P被弹簧弹回最终停在距离初始位置左侧2x0处．已知弹簧始终在弹性限度内，物体P与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.下列说法中正确的是（ ）
A．物体P与弹簧作用的过程中，系统的最大弹性势能Ep＝
－3μmgx0
B．弹簧被压缩成最短之后的过程，P先做加速度减小的加速运动，再做加速度减小的减速运动，最后做匀减速运动
C．最初对物体P施加的瞬时冲量I0＝2m
D．在物体P整个运动过程中，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量大小相等、方向相反
答案：
C
解析：
由动量定理可知I0＝mv0，由功能关系知，系统具有的最大弹性势能Ep＝
mv
－μmgx0＝
－μmgx0，故A错误；弹簧被压缩成最短之后的过程，在脱离弹簧之前，P受水平向左的弹簧的弹力和向右的摩擦力，开始时弹力大于摩擦力，P向左做加速运动，弹力越来越小，合力越来越小，所以P先做加速度减小的加速运动，直到弹力与摩擦力大小相等，之后弹力小于摩擦力，弹力越来越小，但合力越来越大，P做加速度增大的减速运动，离开弹簧之后，P受水平向右的摩擦力，P做匀减速运动，故B错误；在物体P整个运动过程中，由动能定理得
mv
＝μmg（4x0），解得I0＝2m
，故C正确；在物体P整个运动过程中，由动量定理得I0＋I弹＋I摩＝0－0，解得I弹＋I摩＝－I0，故D错误．
5、[多选]如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧紧靠竖直墙壁，右侧紧靠一质量为M2的物块。
今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始下落，与半圆槽相切自A点进入槽内，以下结论正确的是（ ）
A．小球在槽内运动的B至C过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
B．小球在槽内运动的B至C过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统水平方向动量守恒
C．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动
D．小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统机械能守恒
解析：
选BD 小球从A→B的过程中，半圆槽对球的支持力沿半径方向指向圆心，而小球对半圆槽的压力方向与半圆槽对小球的作用力方向相反指向左下方，因为有竖直墙挡住，所以半圆槽不会向左运动，可见，该过程中，小球与半圆槽在水平方向受到外力作用，动量并不守恒，而由小球、半圆槽和物块组成的系统动量也不守恒；从B→C的过程中，小球对半圆槽的压力方向向右下方，所以半圆槽要向右推动物块一起运动，因而小球参与了两个运动：
一个是沿半圆槽的圆周运动，另一个是与半圆槽一起向右运动，小球所受支持力方向与速度方向并不垂直，此过程中，因为有物块挡住，小球与半圆槽在水平方向动量并不守恒，但是小球、半圆槽和物块组成的系统水平方向动量守恒，小球运动的全过程，水平方向动量也不守恒，选项A错误，B正确；当小球运动到C点时，它的两个分运动的合速度方向并不是竖直向上，所以此后小球做斜上抛运动，选项C错误；因为小球在槽内运动过程中，接触面都是光滑的，所以小球、半圆槽、物块组成的系统机械能守恒，故选项D正确。
6、将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。
在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）（ ）
A．30kg·m/s B．5.7×102kg·m/s
C．6.0×102kg·m/sD．6.3×102kg·m/s
解析：
选A 燃气从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为p，根据动量守恒定律，可得p－mv0＝0，解得p＝mv0＝0.050kg×600m/s＝30kg·m/s，选项A正确。
7、[多选]光滑水平面上放有质量分别为2m和m的物块A和B，用细线将它们连接起来，两物块中间加有一压缩的轻质弹簧（弹簧与物块不相连），弹簧的压缩量为x。
现将细线剪断，此刻物块A的加速度大小为a，两物块刚要离开弹簧时物块A的速度大小为v，则（ ）
A．物块B的加速度大小为a时弹簧的压缩量为
B．物块A从开始运动到刚要离开弹簧时位移大小为
x
C．物块开始运动前弹簧的弹性势能为
mv2
D．物块开始运动前弹簧的弹性势能为3mv2
解析：
选AD 当物块A的加速度大小为a时，根据胡克定律和牛顿第二定律得kx＝2ma，当物块B的加速度大小为a时，有：
kx′＝ma，对比可得：
x′＝
，即此时弹簧的压缩量为
，故A正确；取水平向左为正方向，根据系统动量守恒得：
2m
－m
＝0，又xA＋xB＝x，解得A的位移为：
xA＝
x，故B错误；根据动量守恒定律得：
0＝2mv－mvB，得物块B刚要离开弹簧时的速度vB＝2v，由系统的机械能守恒得，物块开始运动前弹簧的弹性势能为：
Ep＝
·2mv2＋
mvB2＝3mv2，故C错误，D正确。
*8、如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点．一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动．重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为（ ）
A．2mgRB．4mgR
C．5mgRD．6mgR
【答案】C
解析：
小球从a点运动到c点，根据动能定理得，F·3R－mgR＝
mv2，又F＝mg，故v＝2
.小球离开c点在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，且水平方向的加速度大小也为g，故小球从c点到最高点所用的时间t＝
＝2
，水平位移x＝
gt2＝2R，根据功能关系，小球从a点到轨迹最高点机械能的增量等于力F做的功，即ΔE＝F·（3R＋x）＝5mgR.
*9、如图所示，质量为m1＝50kg的人从轨道上的A点以v0的水平速度冲上质量为m2＝5kg的高度不计的静止滑板后，又一起滑向光滑轨道DE，到达E点时速度减为零，然后返回，已知H＝1.8m，重力加速度g取10m/s2.设人和滑板可看成质点，滑板与水平地面间的摩擦力不计．下列说法正确的是（ ）
A．人和滑板一起由D点运动到E点的过程中机械能不守恒
B．人的初速度v0＝8m/s
C．刚冲上DE轨道时，人的速度大小为6m/s
D．人冲上滑板到二者共速的过程中机械能守恒
【答案】C
解析：
人和滑板一起由D点运动到E点的过程中，只有重力做功，则机械能守恒，有（m1＋m2）gH＝
（m1＋m2）v
，解得v共＝6m/s，选项A错误，C正确；若规定向右为正方向，人冲上滑板到二者共速，由动量守恒定律得m1v0＝（m1＋m2）v共，解得v0＝6.6m/s，人与滑板组成的系统的动能变化量ΔEk＝
m1v
－
（m1＋m2）v
>0，则人冲上滑板到二者共速的过程中机械能不守恒，选项B、D错误．
*10、（2019·贵州模拟）
在平昌冬奥会中国队对阵瑞典队的女子冰壶比赛中，中国运动员在某次出手投壶时用质量为m的黄色冰壶以v1＝6m/s的速度与质量相同的静止的红色冰壶发生正碰，碰后黄色冰壶以v2＝2m/s的速度沿原方向运动，则这两个冰壶构成的系统碰撞过程中损失的动能为（ ）
A．2mB．4mC．8mD．10m
解析：
选C 选v1方向为正方向，根据动量守恒定律可得：
mv1＝mv2＋mv，代入数据解得v＝4m/s，由能量守恒得：
ΔE＝
mv12－
mv22－
mv2＝8m，故C正确。
11、如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA＝4.0kg和mB＝3.0kg，用轻弹簧拴接后放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙相接触．另有一物块C从t＝0时以一定速度向右运动，在t＝4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的v t图象如图乙所示．
（1）求物块C的质量mC；
（2）从A、C一起开始向右压缩弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，求弹簧对B的冲量大小；
（3）在B离开墙后的运动过程中，求弹簧具有的最大弹性势能Ep.
答案：
（1）2kg
（2）18kg·m/s （3）9J
解析：
（1）由图可知，C与A碰前速度为v1＝9m/s，碰后速度为v2＝3m/s，C与A碰撞过程动量守恒，有
mCv1＝（mA＋mC）v2 解得mC＝2kg
（2）此过程中，弹簧对B冲量的大小等于弹簧对A、C的冲量的大小，即IB＝IAC＝（mA＋mC）v2＝18kg·m/s
（3）在12s时，A、C的速度大小为v3＝3m/s，此时弹簧已恢复原长，B即将离开墙壁．之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能均守恒，且当A、B、C三者的速度相等时，弹簧弹性势能最大．
由动量守恒定律得（mA＋mC）v3＝（mA＋mB＋mC）v4
由能量守恒定律得
（mA＋mC）v
＝
（mA＋mB＋mC）v
＋Ep
解得Ep＝9J.
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