高考物理一輪復(fù)習(xí)-第九單元-動量與能量真題與模擬單元重組卷-新人教版

PAGE第九單元動量與能量測試時間：90分鐘滿分：110分第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8小題只有一個選項正確，第9～12小題有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．[2017·河北冀州月考]在光滑的水平桌面上有兩個在同一直線上運動的小球a和b，正碰前后兩小球的位移隨時間變化的關(guān)系如圖所示，則小球a和b的質(zhì)量之比為()A．2∶7 B．1∶4C．3∶8 D．4∶1答案B解析由位移—時間圖象的斜率表示速度可得，正碰前，小球a的速度v1＝eq\f(1－4,1－0)m/s＝－3m/s，小球b的速度v2＝eq\f(1－0,1－0)m/s＝1m/s；正碰后，小球a、b的共同速度v＝eq\f(2－1,6－1)m/s＝0.2m/s。設(shè)小球a、b的質(zhì)量分別為m1、m2，正碰過程，根據(jù)動量守恒定律有m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v，得eq\f(m1,m2)＝eq\f(v－v2,v1－v)＝eq\f(1,4)，選項B正確。2．[2017·江西檢測]如圖所示，左端固定著輕彈簧的物塊A靜止在光滑的水平面上，物塊B以速度v向右運動，通過彈簧與物塊A發(fā)生正碰。已知物塊A、B的質(zhì)量相等。當(dāng)彈簧壓縮到最短時，下列說法正確的是()A．兩物塊的速度不同B．兩物塊的動量變化等值反向C．物塊B的速度方向與原方向相反D．物塊A的動量不為零，物塊B的動量為零答案B解析物塊B接觸彈簧時的速度大于物塊A的速度，彈簧逐漸被壓縮，當(dāng)兩物塊的速度相同時，彈簧壓縮到最短，選項A、D均錯誤；根據(jù)動量守恒定律有ΔpA＋ΔpB＝0，得ΔpA＝－ΔpB，選項B正確；當(dāng)彈簧壓縮到最短時，物塊B的速度方向與原方向相同，選項C錯誤。3．[2017·黑龍江模擬]如圖所示，將質(zhì)量為M1、半徑為R且內(nèi)壁光滑的半圓槽置于光滑水平面上，左側(cè)靠墻角，右側(cè)靠一質(zhì)量為M2的物塊。今讓一質(zhì)量為m的小球自左側(cè)槽口A的正上方h高處從靜止開始落下，與圓弧槽相切自A點進入槽內(nèi)，則以下結(jié)論中正確的是()A．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球與半圓槽在水平方向動量守恒B．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球與半圓槽在水平方向動量不守恒C．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)動量守恒D．若小球能從C點離開半圓槽，則其一定會做豎直上拋運動答案B解析當(dāng)小球在槽內(nèi)由A到B的過程中，墻壁對槽有力的作用，小球與半圓槽組成的系統(tǒng)水平方向動量不守恒，故A、C錯誤，B正確。當(dāng)小球運動到C點時，它的兩個分運動的合速度方向是右上方，所以此后小球?qū)⒆鲂鄙蠏佭\動，即C錯誤。4．[2017·遼師大附中質(zhì)檢]質(zhì)量相同的子彈a、橡皮泥b和鋼球c以相同的初速度水平射向豎直墻，結(jié)果子彈穿墻而過，橡皮泥粘在墻上，鋼球被以原速率反向彈回。關(guān)于它們對墻的水平?jīng)_量的大小，下列說法中正確的是()A．子彈、橡皮泥和鋼球?qū)Φ臎_量大小相等B．子彈對墻的沖量最小C．橡皮泥對墻的沖量最小D．鋼球?qū)Φ臎_量最小答案B解析根據(jù)動量定理，墻對子彈的沖量大小等于子彈的動量改變量大小，子彈的速度方向未改變，所以沖量最小，鋼球以原速率彈回，沖量最大。又由于墻對子彈沖量大小等于子彈對墻的沖量大小，故B正確。5．[2017·福建清流一中段考]如圖所示，位于光滑水平桌面上的小滑塊P和Q都可視作質(zhì)點，P的質(zhì)量為m，Q的質(zhì)量為2m，Q與輕質(zhì)彈簧相連。Q原來靜止，P以一定初動能E向QA．EB.eq\f(2,3)EC.eq\f(1,2)ED.eq\f(1,3)E答案B解析當(dāng)P與Q共速時，彈簧彈性勢能最大，E＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，由動量守恒得mv0＝3mv，由能量守恒得Ep＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)×3mv2，聯(lián)立得Ep＝eq\f(2,3)E，故B正確。6．[2017·哈爾濱師大附中月考]一質(zhì)量為m的運動員從下蹲狀態(tài)開始向上起跳，經(jīng)Δt時間，身體伸直并剛好離開地面，速度為v，在此過程中()A．地面對他的沖量大小為mv＋mgΔt，地面對他做的功為eq\f(1,2)mv2B．地面對他的沖量大小為mv＋mgΔt，地面對他做的功為零C．地面對他的沖量大小為mv，地面對他做的功為eq\f(1,2)mv2D．地面對他的沖量大小為mv－mgΔt，地面對他做的功為零答案B解析由于腳與地面的接觸點并未在力的方向上發(fā)生位移，所以地面對運動員做功為零，設(shè)地面對他的沖量為I，規(guī)定豎直向上為正方向，由動量定理得I－mgΔt＝mv，所以I＝mgΔt＋mv，故B正確。7．[2017·吉林實驗中學(xué)模擬]質(zhì)量為1kg的物體沿直線運動，其v-t圖象如圖所示，則此物體在前4s和后4s內(nèi)受到的合外力沖量為()A．8N·s,8N·sB．8N·s，－8N·sC．0,8N·sD．0，－8N·s答案D解析前4s動量未發(fā)生改變，所以合外力沖量為0，后4s初動量p1＝mv1＝4kg·m/s，末動量p2＝mv2＝－4kg·m/s，由動量定理I＝p2－p1＝－8N·s，故D正確。8．[2017·武邑調(diào)研]如圖所示，三輛完全相同的平板小車a、b、c成一直線排列，靜止在光滑水平面上，c車上有一小孩跳到b車上，接著又立即從b車跳到a車上，小孩跳離c車和b車時對地的水平速度相同，他跳到a車上沒有走動便相對a車靜止，此后()A．a(chǎn)、c兩車速率相同B．三輛車的速率關(guān)系為vc＞va＞vbC．a(chǎn)、b兩車運動速度相同D．a(chǎn)、c兩車運動方向相同答案B解析設(shè)人的質(zhì)量為m，對地速度為v0，車的質(zhì)量為m′，人從c車跳出有：0＝mv0＋m′vc，人跳到b車再跳出，有mv0＝m′vb＋mv0，人跳上a車有mv0＝(m′＋m)va，可得vc＞va＞vb，故B正確。9．[2016·石家莊質(zhì)檢]應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入。例如人原地起跳后從空中落地的過程中，雙腿彎曲，雙腳腳尖先接觸地面，其他部分再落地。下列關(guān)于人從腳尖觸地到完全落地過程的分析，正確的是()A．地面對人的支持力始終等于重力B．地面對人的支持力的沖量大于重力的沖量C．雙腿彎曲，雙腳腳尖先接觸地面，這些動作是為了延長作用時間，減小作用力D．人與地球所組成的系統(tǒng)的機械能是守恒的答案BC解析人在落地的過程中經(jīng)歷了先加速再減速的過程，減速過程中人受到的支持力大于重力，故A錯誤；因(平均)支持力大于重力，作用時間相同，故支持力的沖量大于重力的沖量，B正確；雙腿彎曲，雙腳腳尖先接觸地面，這些動作可以延長作用時間，減小作用力，故C正確；由于著地過程中動能和勢能都減少，故機械能不守恒，D錯誤。10．[2017·衡水質(zhì)檢]如圖甲所示，一質(zhì)量為m的物塊在t＝0時刻，以初速度v0從足夠長、傾角為θ的粗糙斜面底端向上滑行，物塊速度隨時間變化的圖象如圖乙所示。t0時刻物塊到達(dá)最高點，3t0時刻物塊又返回底端。下列說法正確的是()A．物塊從開始運動到返回底端的過程中重力的沖量為3mgt0·cosθB．物塊從t＝0時刻開始運動到返回底端的過程中動量的變化量為－eq\f(3,2)mv0C．斜面傾角θ的正弦值為eq\f(5v0,8gt0)D．不能求出3t0時間內(nèi)物塊克服摩擦力所做的功答案BC解析物塊從開始運動到返回底端的過程中重力的沖量IG＝3mgt0，A錯誤；上滑過程中物塊做初速度為v0的勻減速直線運動，下滑過程中做初速度為零、末速度為v的勻加速直線運動，上滑和下滑的位移大小相等，所以有eq\f(v0,2)t0＝eq\f(v,2)·2t0，解得v＝eq\f(v0,2)，物塊從開始運動到返回底端過程中動量的變化量為Δp＝－mv－mv0＝－eq\f(3,2)mv0，B正確；上滑過程中有－(mgsinθ＋μmgcosθ)·t0＝0－mv0，下滑過程中有(mgsinθ－μmgcosθ)2t0＝eq\f(mv0,2)，解得sinθ＝eq\f(5v0,8gt0)，C正確；根據(jù)圖象可求出物塊上升的最大位移，由動能定理求出整個過程中摩擦力所做的功，故D錯誤。11．[2016·福建模擬]兩個小球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動，球2在前，球1在后，m1＝1kg、m2＝3kg，v01＝6m/s，v02＝3m/s，當(dāng)球1與球2發(fā)生碰撞后，兩球的速度分別為v1、v2，將碰撞后球1的動能和動量大小分別記為E1、p1，則v1、v2、E1、p1的可能值為()A．v1＝3.75m/s，v2＝3.75m/sB．v1＝1.5m/s，v2＝4.5m/sC．E1＝9JD．p1＝1kg·m/s答案AB解析兩球碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒，以兩球的初速度方向為正方向，如果兩球發(fā)生完全非彈性碰撞，由動量守恒定律得m1v01＋m2v02＝(m1＋m2)v，代入數(shù)據(jù)解得v＝3.75m/s，如果兩球發(fā)生完全彈性碰撞，有m1v01＋m2v02＝m1v1＋m2v2，由機械能守恒定律得eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,01)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,02)＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)，代入數(shù)據(jù)解得v1＝1.5m/s，v2＝4.5m/s，則碰撞后球1、球2的速度滿足：1.5m/s≤v1≤3.75m/s,3.75m/s≤v2≤4.5m/s；球1的動能E1＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)，滿足1.125J≤E1≤7.03J；球1的動量p1＝m1v1，滿足1.5kg·m/s≤p1≤3.75kg·m/s，綜上所述，A、B正確，C、D錯誤。12．[2017·衡水中學(xué)質(zhì)檢]如圖，質(zhì)量分別為m1＝1.0kg和m2＝2.0kg的彈性小球a、b，用輕繩緊緊的把它們捆在一起，使它們發(fā)生微小的形變。該系統(tǒng)以速度v0＝0.10m/s沿光滑水平面向右做直線運動。某時刻輕繩突然自動斷開，斷開后兩球仍沿原直線運動。經(jīng)過時間t＝5.0s后，測得兩球相距s＝4.5m，則下列說法正確的是()A．剛分離時，a球的速度大小為0.7m/sB．剛分離時，b球的速度大小為0.2m/sC．剛分離時，a、b兩球的速度方向相同D．兩球分開過程中釋放的彈性勢能為0.27J答案ABD解析系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2，s＝v1t－v2t，代入數(shù)據(jù)得v1＝0.7m/s，v2＝－0.2m/s，負(fù)號表示速度方向與正方向相反，故A、B正確，C錯誤。由能量守恒定律得eq\f(1,2)(m1＋m2)veq\o\al(2,0)＋Ep＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)，代入數(shù)據(jù)得Ep＝0.27J，故D正確。第Ⅱ卷(非選擇題，共62分)二、填空題(本題共2小題，共12分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答)13．[2016·河北聯(lián)考](6分)在用氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”實驗時，左側(cè)滑塊質(zhì)量m1＝170g，右側(cè)滑塊質(zhì)量m2＝110g，擋光片寬度為3.00cm，兩滑塊之間有一壓縮的彈簧片，并用細(xì)線連在一起，如圖所示。開始時兩滑塊靜止，燒斷細(xì)線后，兩滑塊分別向左、右方向運動。左、右擋光片通過光電門的時間分別為Δt1＝0.32s、Δt2＝0.21s。取向左為正方向，則兩滑塊的速度分別為v1′＝________m/s，v2′＝________m/s。燒斷細(xì)線前m1v1＋m2v2＝________kg·m/s，燒斷細(xì)線后m1v1′＋m2v2′＝__________kg·m/s?？傻玫降慕Y(jié)論是____________________________________________________。答案0.094(1分)－0.143(1分)0(1分)2.5×10－4(1分)在實驗允許的誤差范圍內(nèi)，兩滑塊質(zhì)量與各自速度的乘積之和為不變量(2分)解析兩滑塊速度v1′＝eq\f(d,Δt1)≈0.094m/s，v2′＝－eq\f(d,Δt2)≈－0.143m/s。燒斷細(xì)線前m1v1＋m2v2＝0，燒斷細(xì)線后m1v1′＋m2v2′＝(0.170×0.094－0.110×0.143)kg·m/s≈2.5×10－4kg·m/s，在實驗允許的誤差范圍內(nèi)，m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′。14．[2016·海淀區(qū)模擬](6分)將一質(zhì)量為0.5kg的小物塊放在水平地面上的A點，距離A點5m的位置B處是一面墻，如圖所示。物塊以v0＝9m/s的初速度從A點沿AB方向運動，在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7m/s，碰后以6m/s的速度反向運動直至靜止。g取10m/s2。物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝________；若碰撞時間為0.05s，碰撞過程中墻面對物塊的平均作用力大小F＝________；物塊在反向運動過程中克服摩擦力所做的功W＝________。答案0.32(2分)130N(2分)9J(2分)解析根據(jù)題意知，m＝0.5kg，s＝5m，v＝7m/s，v0＝9m/s，由動能定理，有－μmgs＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，可得μ＝0.32；由動量定理，以向左為正方向，v′＝6m/s，v″＝－7m/s，Δt＝0.05s，有FΔt＝mv′－mv″，可得F＝130N；由動能定理，有W＝eq\f(1,2)mv′2＝9J。三、計算題(本題共4小題，共50分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15．[2017·南昌模擬](8分)如圖所示，光滑水平面上有A、B和C三個物體，物體A的質(zhì)量為m，物體B的質(zhì)量為2m，物體C的質(zhì)量為3m，物體C緊挨著豎直墻，B、C兩物體用一根輕質(zhì)彈簧連在一起，物體A獲得水平向右的速度v0，物體A和(1)物體C未離開墻時，彈簧獲得的最大彈性勢能；(2)物體C離開墻后，彈簧獲得的最大彈性勢能。解(1)物體A和物體B碰撞過程中，由動量守恒定律和能量守恒定律可得mv0＝mvA＋2mvB(1分)eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,B)(1分)解得vB＝eq\f(2,3)v0，vA＝－eq\f(1,3)v0(1分)物體C未離開墻時，彈簧獲得的最大彈性勢能Ep1＝eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,B)＝eq\f(4,9)mveq\o\al(2,0)(1分)(2)物體C離開墻后，物體B和C有共同速度v時，彈簧的彈性勢能最大。由動量守恒定律可得，2mvB＝(2m＋3m)v＝eq\f(4,15)v0＜eq\f(1,3)v0，說明物體B沒有與物體A再發(fā)生碰撞(1分)物體C離開墻后，彈簧獲得的最大彈性勢能Ep2＝eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)×5mv2＝eq\f(4,15)mveq\o\al(2,0)(2分)16．[2017·福建福州質(zhì)檢](12分)如圖所示，有兩個物體A、B，緊靠著放在光滑水平桌面上，A的質(zhì)量為2kg，B的質(zhì)量為3kg。有一顆質(zhì)量為100g的子彈以800m/s的水平速度射入A，經(jīng)過0.01s又射入物體B，最后停在B中，A對子彈的阻力為3×103N，求A、B最終的速度。解設(shè)A、B質(zhì)量分別為mA、mB，子彈質(zhì)量為m。子彈離開A的速度為v，物體A、B最終速度分別為vA、vB。在子彈穿過A的過程中，以A、B為整體，以子彈初速度v0為正方向，應(yīng)用動量定理：ft＝(mA＋mB)u(u為A、B的共同速度)(3分)解得：u＝6m/s(2分)由于B離開A后A水平方向不受外力，所以A最終速度vA＝u＝6m/s(1分)對子彈，A和B組成的系統(tǒng)，應(yīng)用動量守恒定律：mv0＝mAvA＋(m＋mB)vB(3分)解得：vB＝21.94m/s(2分)物體A、B的最終速度為：vA＝6m/s，vB＝21.94m/s(1分)17．[2016·全國卷Ⅰ](14分)某游樂園入口旁有一噴泉，噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中。為計算方便起見，假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出；玩具底部為平板(面積略大于S)；水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水的速度變?yōu)榱?，在水平方向朝四周均勻散開。忽略空氣阻力。已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g。求：(1)噴泉單位時間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量；(2)玩具在空中懸停時，其底面相對于噴口的高度。解(1)設(shè)Δt時間內(nèi)，從噴口噴出的水的體積為ΔV，質(zhì)量為Δm，則Δm＝ρΔV①(2分)ΔV＝v0SΔt②(1分)由①②式得，單位時間內(nèi)從噴口噴出的水的質(zhì)量為eq\f(Δm,Δt)＝ρv0S③(1分)(2)設(shè)玩具懸停時其底面相對于噴口的高度為h，水從噴口噴出后到達(dá)玩具底面時的速度大小為v。對于Δt時間內(nèi)噴出的水，由能量守恒得eq\f(1,2)(Δm)v2＋(Δm)gh＝eq\f(1,2)(Δm)veq\o\al(2,0)④(3分)在h高度處，Δt時間內(nèi)噴射到玩具底面的水沿豎直方向的動量大小為(Δm)v⑤(1分)設(shè)玩具對水的作用力的大小為F，規(guī)定豎直向下為正方向，根據(jù)動量定理有FΔt＝Δp⑥(3分)由于玩具在空中懸停，由力的平衡條件得F＝Mg⑦(2分)聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得h＝eq\f(v\o\al(2,0),2g)－eq\f(M2g,2ρ2v\o\al(2,0)S2)⑧(1分)18．[2016·云南聯(lián)考](16分)將一帶有eq\f(1,4)光滑圓弧軌道的長木板固定在水平面上，其中B點為圓弧軌道的最低點，BC段為長木板的水平部分，在長木板的右端與足夠長的平板車緊靠在一起但不粘連，在平板車的右端放置一可視為質(zhì)點的小鐵塊乙，忽略小鐵塊乙與平板車之間的摩擦力。現(xiàn)將完全相同的小鐵塊甲由eq\f(1,4)光滑圓弧的最高點A無初速度釋放，小鐵塊甲經(jīng)C點滑到平板車的上表面，與小鐵塊乙碰后粘在一起。已知小鐵塊甲、小鐵塊乙以及平板車的質(zhì)量均為m＝1kg，BC的長度L＝3.5m，eq\f(1,4)圓弧軌道的半徑R＝3.2m，小鐵塊甲與長木板的BC段以及與平板車之間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.4，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，平板車與水平面之間的摩擦力可忽略不計，g＝10m/s2。問：(1)小鐵塊甲剛到B點時對長木板的壓力大小為多少？(2)小鐵塊甲在長木板的水平部分BC段滑動的時間為多少？(3)在整個運動過程中三者最終共速，