2023年物理大二輪復(fù)習(xí)3 選擇題練習(xí)(三)動量和能量

選擇題專練（三）動量和能量用書p195

1.（2022?廣東佛山市二模）某水上樂園有兩種滑道，一種是直

軌滑道，另一種是螺旋滑道，兩種滑道的高度及粗糙程度相同，

但螺旋滑道的軌道更長，某游客分別沿兩種不同的滑道由靜止從

頂端滑下，在由頂端滑至底端的整個過程中，沿螺旋滑道下滑

（）

A.重力對游客做的功更多

B.重力對游客做的功更少

C.摩擦力對游客做的功更多

D.摩擦力對游客做的功更少

C［重力做功WG=Wg?△兒與路徑無關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)，而兩種軌道的

高度差相同，則重力對游客做功相同，A、B錯誤；摩擦力做功Wf=Ff-5,沿螺旋軌道下

滑時，做曲線運(yùn)動，因此指向圓心方向有FN-mgcos9=i底,其中角度為重力和垂直斜

面方向的夾角，而滑動摩擦力大小為R=〃君N,因此螺旋運(yùn)動的摩擦力更大，兩種軌道的動

摩擦因數(shù)相同，而螺旋滑道更長，則摩擦力對游客做的功更多，故C正確，D錯誤。］

2.（2022?廣東梅州市一模）某天，一名兩歲女童從5樓窗臺突然墜落。但幸運(yùn)的是，樓

下快遞員高高舉起雙手接住了孩子，孩子安然無恙。假設(shè)從5樓窗臺到接住女童的位置高度

差為〃=20m,快遞員接住女童的整個過程時間約為0.2s,經(jīng)緩沖后女童最終以5m/s的速

度著地，女童的質(zhì)量為機(jī)=25kg,則（忽略空氣阻力，g取Iom∕s2）（）

A.女童接觸快遞員手臂時的速度大小為40m/s

B.女童自由下落時間約為4s

C.快遞員手臂受到的平均沖擊力大小約為2125N

D.在接住女童的過程中，女童處于失重狀態(tài)

C［女童墜落的過程可看作自由落體過程，接觸快遞員時的速度為。，v2=2gh,h=?

gt1,則u=y∣2gh=,^2×10×20m/s=20m/s,t=???=s=2s,A、B錯

誤；取豎直向上為正方向，由動量定理可知/=p2—p∣,??t=tnv2-mv?,解得

P=2125N,C正確；女童與快遞員接觸時速度約為20m/s,最后著地時的速度為5m/s,

所以女童做減速運(yùn)動，加速度向上，處于超重狀態(tài)，D錯誤。］

3.（2022?廣東河源市質(zhì)檢）高臺跳水被譽(yù)為最富有冒險(xiǎn)性的體育項(xiàng)目。質(zhì)量為〃?的高臺

跳水運(yùn)動員在一次訓(xùn)練中，從距離水面高/7的高臺自由下落，在空中保持姿態(tài)不變，接觸水

面后在平均大小等于4倍重力的阻力作用下，豎直向下減速運(yùn)動。若忽略空氣阻力，重力加

速度為g。運(yùn)動員在接觸水面到速度減為零的過程中（）

A.動能的改變量與阻力做功大小相等

B.阻力的沖量與重力的沖量相同

C.重力勢能減少了;mgh

4

D.機(jī)械能減少了

D［根據(jù)動能定理，重力做功與阻力做功之和等于動能的改變量，A錯誤；根據(jù)動量定

理，阻力的沖量與重力的沖量之和等于運(yùn)動員動量的變化量，而運(yùn)動員的動量的變化量不為

零，所以阻力的沖量與重力的沖量不僅方向相反，大小也不等，B錯誤；從高臺開始，至速

度為零，全程由動能定理得",gS+x）-4/MgX=0,所以在水中下落的深度為x=（h,根據(jù)功

能關(guān)系，重力勢能的減少量等于重力做的功，即&mg∕ι,C錯誤；根據(jù)功能關(guān)系，

4

機(jī)械能的減少量等于克服非重力做的功，即AE=-2∕πg(shù)/?,D正確。］

4.如圖所示，帶有擋板的小車質(zhì)量為m,上表面光滑，靜止于光滑水平面上。輕質(zhì)彈

簧左端固定在小車上，右端處于自由伸長狀態(tài)。質(zhì)量也為，”的小球，以速度。從右側(cè)滑上

小車，在小球剛接觸彈簧至與彈簧分離的過程中，以下判斷正確的是（）

A.彈簧的最大彈性勢能為Tmv2

B.彈簧的最大彈性勢能為:加。2

C.彈簧對小車做的功為（mv2

D.彈簧對小球做的功嗎mv2

B［當(dāng)小球和小車的速度相同時彈簧的彈性勢能最大，取向左為正方向，由系統(tǒng)動量守

恒和機(jī)械能守恒分別有機(jī)。=2"八T機(jī)〃=/.2mv>2+￡p>聯(lián)立得到彈簧最大的彈性勢能

2

?￡P(guān)=1mv,A錯誤，B正確；設(shè)小球與彈簧分離時，小車和小球的速度分別為0和02,

由系統(tǒng)動量守恒和機(jī)械能守恒分別得到mv-mvι+mv2,；nw2=?mv∣2+∣mv22,解得V?

=v,V2=O,對小車，由動能定理得彈簧對小車做的功M=/mv∣2-0=^mv2,C錯誤；

對小球，由動能定理得彈簧對小球做的功為肌=；mvr-^mv2-0-^mv2——^mv2,D

錯誤。］

5.如圖所示，楔形木塊α爐固定在水平面上，粗糙斜面H和光滑斜面歷與水平面的

夾角相同，頂角6處安裝一定滑輪，質(zhì)量分別為M、的滑塊通過不可伸長的輕繩跨

過定滑輪連接，輕繩與斜面平行。兩滑塊山靜止釋放后，均沿斜面做勻加速運(yùn)動。若不計(jì)滑

輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動的過程中（）

A.兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒

B.重力對M做的功等于m機(jī)械能的增加

C.輕繩對M做的功大于輕繩對m做的功

D.兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功

D［由于斜面外粗糙，兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，A錯誤；由能量守恒關(guān)系可

知，重力對M做的功等于加機(jī)械能的增加和M克服摩擦力做的功以及例動能的增加，B

錯誤；輕繩對M與m的拉力大小相等，M與，〃的位移大小相等，則輕繩對M與〃?的拉力

做功相等，C錯誤；除重力、彈力以外的力做功，將導(dǎo)致機(jī)械能變化，兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)

械能損失等于M克服摩擦力做的功，D正確。］

6.質(zhì)量為Ikg的小滑塊以某一初動能沿水平面向右滑動，如圖甲所示，剛開始滑動的

2m內(nèi)小滑塊的動能與位移關(guān)系如圖乙所示，下列說法正確的是（）

A.滑塊在水平面上運(yùn)動的總時間為1.2s

B.滑塊在水平面上運(yùn)動的總位移為4m

C.滑塊沿水平面做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動

D.整個過程中，滑塊受水平面作用力的沖量大小為6Ns

A［剛開始滑動的2m內(nèi)Ek-EkO=—”以，代入數(shù)據(jù)解得物體的加速度α=5m/s?,根

據(jù)題圖乙結(jié)合動能定義式可知，初速度v0=6m∕s,所以滑塊在水平面上運(yùn)動的總時間為t

=Y=I.2s,故A正確；滑塊在水平面上運(yùn)動的總位移為X=TOof=3.6m,故B錯誤；滑

塊沿水平面做勻變速運(yùn)動，故C錯誤；根據(jù)動量定理，整個過程中，滑塊受水平面摩擦力

的沖量大小為/=△0=，HVO-O=6N?s,但水平面對物體的作用力還包括彈力，故滑塊受水

平面作用力的沖量大小不是6N?s,故D錯誤。］

7.（2022?河北張家口高三一模）如圖甲所示，一物塊從固定斜面的底端沿斜面方向沖上

斜面，物塊的動能Ek隨距斜面底端高度/?的變化關(guān)系如圖乙所示，已知斜面的傾角為30°,

重力加速度大小為g,取物塊在斜面底端時的重力勢能為零，下列說法正確的是（）

A.物塊的質(zhì)量為黑

B.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為W

C.上滑過程中，物塊動能等于重力勢能時，到斜面底端的高度瘠h0

D.下滑過程中，物塊動能等于重力勢能時，物塊的動能大小為爭

C［物塊從底端上滑到最高點(diǎn)的過程，由動能定理可知，咋加+HngCOS30°.Sm崇

=2Eo,從最高點(diǎn)滑回斜面底端的過程由動能定理可知ag〃o—〃"gcos30°?s,n?θo=E0,

聯(lián)立解得，"=笠，*=W,故A、B錯誤；物塊從斜面底端上滑高度為h時的動能為

h

EkI=2Eo—mgh~μmgcos30o?Sjn30。，物塊具有的重力勢能為Epi=mgh,當(dāng)EPl=Ekl

時，解得∕ι=,ho,故C正確；物塊從最高點(diǎn)下滑到高度為力時的動能為Ek2=mg（%一%）—

μmgcos30°?，物塊具有的重力勢能為Ep2="2g∕b當(dāng)穌2=&2時，解得〃=1%,

billJvJJ

3

Ek2=5Eo,故D錯誤。］

8.a、b兩小球在光滑水平面上沿同一直線相向運(yùn)動。當(dāng)小球間距小于或等于d時，會

受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用。小球間距大于d時，相互排斥力消失。兩

小球始終未接觸，運(yùn)動的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）

A.f2時刻a、b間距離最小

B.圖中aABC與aCCE面積不相等

3

C.整個過程中，a、b系統(tǒng)動能損失的最大值為系統(tǒng)初態(tài)動能的G

D.由于a、b兩小球質(zhì)量大小未知，故無法求出b的最終速度值

C［由題意知，a、b兩小球沿同一直線相向運(yùn)動，時刻b物體減速到零，之后反向加

速，可以看出灰?辦時間內(nèi)，a、b同方向運(yùn)動，且a的位移大于b的位移，即兩者在靠近，

當(dāng)速度相等時，兩者距離最近，之后兩者距離又增大，即/3時刻a、b間距離最小，故A錯

誤；由題意可知，a、b兩小球組成的系統(tǒng)動量守恒，由題圖可知，最終a小球速度減為零,

設(shè)a、b兩小球質(zhì)量分別為如、他，則滿足如00—m2次）=〃220,因?yàn)楫?dāng)小球間距小于或等于

d時，會受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用，所以由題圖中力?/3時間內(nèi)的圖

研)Vo3仙）

Vo-yy—<—υ)

萬02F

像可得ɑ?=—-。2=百=布?解得叩=3〃?2,V=

t3~tlt3~h?~t?

2v0,且由幾何關(guān)系可知，題圖中AC段對應(yīng)時間等于CE段對應(yīng)時間，且兩三角形對應(yīng)底邊

大小相等，所以題圖中AABC與ACOE面積相等，故B、D錯誤；由題意可得，類似于完

全非彈性碰撞，當(dāng)兩小球速度相等時，動能損失最大，由題圖可知，此時兩小球的總動能為

2

（如+m）口）=|"220（）2,而初動能為￡o=|>nlPo+∣m2V（Γ=2m2V（Γ,所以損失的動

1i

能最大值為AE=EO-E=4m2vo,即舷=7,故C正確。］

2匕O4

9.（多選）如圖所示，水平傳送帶以速度加順時針轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量3?

2：。

為m的物塊以速度,υo向右滑上傳送帶，剛好以內(nèi)從傳送帶右端滑AF（）

落，物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為“，重力加速度為g。則（）

A.傳送帶的長度為款

B.因摩擦產(chǎn)生的熱量為吟

C.增大物塊的初速度，因摩擦產(chǎn)生的熱量會減少

D.減小物塊的初速度，因摩擦產(chǎn)生的熱量可能會增加

AD［物塊滑上傳送帶的速度比傳送帶的速度大，故滑塊做勻減速運(yùn)動，加速度為α=

誓=μg,剛好以如從傳送帶右端滑落，根據(jù)速度與位移關(guān)系有如2—0o）2=-2以，

3

57,257,2Vo-

解得X=老L，故傳送帶的長度為前-，A正確；物塊在傳送帶上運(yùn)動的時間為f=----------

88〃g~μg

??，物塊與傳送帶間的相對位移為Z^=X—。Of=普，摩擦產(chǎn)生的熱量為Q=μmgL

相='錯誤；增大物塊的初速度，會增加物塊與傳送帶間的相對位移，故因摩擦產(chǎn)生

—8,B

的熱量會增加，C錯誤；減小物塊的初速度，當(dāng)初速度小于3時，物塊與傳送帶的相對位

3

移大于以速度的）向右滑上傳送帶時與傳送帶間的相對位移，則因摩擦產(chǎn)生的熱量會增加，

故D正確。］

10.（多選）如圖所示，豎直輕彈簧下端固定在水平地面上，將輕彈簧正上方?O

質(zhì)量機(jī)=Ikg的小球由靜止釋放，小球下落過程中受到恒定的阻力作用。以小球

開始下落的位置為原點(diǎn)，豎直向下為y軸正方向，取地面處為重力勢能參考平面，JJy

在小球第一次下落到最低點(diǎn)的過程中，彈簧的彈性勢能與卜小球的重力勢能EP2、

小球的動能反、小球的機(jī)械能E隨小球位移變化的關(guān)系圖像分別如圖甲、乙、丙、丁所示,

彈簧始終在彈性限度范圍內(nèi)，取重力加速度g=10m∕s2,下列說法正確的是（）

丙丁

A.圖乙中a=3

B.圖丙中6=4

C.圖丙中Xo處的彈簧彈力為8N

D.圖丁中C=9、d=4

BCD［由題圖甲、乙、丙、丁可知，小球到最低點(diǎn)時，高度下降了0.6m,則重力勢能

減少了AEp2=機(jī)g∕?ax=6J,則題圖乙中4=4,A錯誤；重力勢能轉(zhuǎn)化為摩擦熱和彈簧的彈

性勢能，根據(jù)Q=FKI∕?x=AEp2—AEpI,解得尸N=2N,結(jié)合題圖甲和題圖丙，可知小球

高度下降0?5m內(nèi)，只有重力和阻力做功，根據(jù)機(jī)一廠幽∕ι=Ek,解得y=0.5m時的動能

Ek=4J,故B正確；當(dāng)小球動能最大時，小球加速度為零，根據(jù)平衡條件F*,+F曰=，"g,

解得尸號,=8N,故C正確；根據(jù)功能關(guān)系可知，小球高度下降0.5m時，機(jī)械能的減少量

等于克服阻力所做的功AE=IoJ-cJ=尸困〃，解得c=9,根據(jù)能量守恒定律可知，小球高

度下降0.6m時，動能為零，則小球減少的重力勢能等于減少的機(jī)械能，為6J,則d=4,

故D正確。］

11.（多選）（2022?福建漳州高三三模）2022年冬奧會在北京和張家口舉行，冰壺是冬奧會

的傳統(tǒng)比賽項(xiàng)目。在某次訓(xùn)練中，A壺與靜止的B壺發(fā)生對心碰撞，碰后運(yùn)動員用冰壺刷

摩擦B壺運(yùn)動前方的冰面。碰撞前后兩壺運(yùn)動的V-t圖像如圖中實(shí)線所示，已知EF與GH

平行，且兩冰壺質(zhì)量相等，不計(jì)冰壺所受的空氣阻力及冰壺的旋轉(zhuǎn)，g取IOm/Sz,由圖像可

得（）

A.兩冰壺發(fā)生的碰撞為彈性碰撞

B.碰后瞬間A壺的速度大小為0.3m/s

C.碰后A壺的加速度大小為0.2m∕s2

D.碰后B壺與冰面的動摩擦因數(shù)為0.015

BCD［已知兩冰壺質(zhì)量相等，由O-/圖像可知A壺與B壺在“=1.5s時發(fā)生碰撞，碰

前A壺速度功=1.2m/s,B壺靜止，若是彈性碰撞，則速度互換，碰后A壺靜止，B壺速

度應(yīng)是1.2m/s。由o-f圖像可知不是彈性碰撞，A錯誤；由動量守恒定律得根。I=ZnoA+機(jī)。B,

A7）

解得。A=0.3Π√S,B正確；因?yàn)镋F//GH,加速度不變，A壺的加速度念=不=-0.2m∕s2,

C正確；由題意有0=OO+〃A，2,其中UO=I.5m/s,解得亥=7.5s,故有QB=4*=U<TT

Δt7.5—1.5

m/s2=-0.15m∕s2,又一μmg=mciB,可得"=0.015,D正確。］

12.（多選）如圖所示，將一質(zhì)量為M、半徑為尺、內(nèi)壁光滑的半圓槽∏mo∏

置于光滑的水平面上，現(xiàn)從半圓槽右端入口處靜止釋放一質(zhì)量為皿M>M

M___________

的小球，重力加速度為g,則小球釋放后，以下說法中正確的是（）

A.小球能滑至半圓槽左端槽口處

B.小球滑至半圓槽最低點(diǎn)時半圓槽的位移大小為盤一R

C.若開始時小球在半圓槽最低點(diǎn)且小球有方向向左、大小為內(nèi)的初速度，則小球再次

M—m

回到半圓槽最低點(diǎn)時的速度大小為加

M+m