2024屆高中寒假物理專(zhuān)項(xiàng)練專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)：動(dòng)量與能量（含答案）

2024屆第一中學(xué)寒假物理專(zhuān)項(xiàng)練4動(dòng)量與能量

1.（多選）在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)的物體，從A點(diǎn)開(kāi)始受水平恒力R的作用做直線

運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)3點(diǎn)時(shí)速度大小與A點(diǎn)速度大小相等，則在這個(gè)過(guò)程中（）

A.物體可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.R的大小可能比摩擦力小

C.R與摩擦力對(duì)物體的總沖量一定為零

D.R與摩擦力對(duì)物體所做的總功一定為零

解析：因?yàn)槲矬w經(jīng)過(guò)3點(diǎn)時(shí)速度大小與A點(diǎn)速度大小相等，當(dāng)力口與摩擦力等

大反向時(shí)，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確。物體做直線運(yùn)動(dòng)，則力R和摩

擦力共線，若力F小于摩擦力且方向相同，則物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，減速到零后

停止運(yùn)動(dòng)，則3點(diǎn)的速度大小不可能等于A點(diǎn)速度大??；若力R小于摩擦力且

方向相反，則物體同樣做勻減速運(yùn)動(dòng)，停止后不再運(yùn)動(dòng)，則B點(diǎn)的速度大小不

可能等于A點(diǎn)速度大??；若R大于摩擦力且與摩擦力方向相同時(shí)，物體先做減

速運(yùn)動(dòng)，速度減到零后反向加速，到達(dá)3點(diǎn)時(shí)可能與A點(diǎn)速度大小相同，選項(xiàng)B

錯(cuò)誤。由以上分析可知，從A到3物體的動(dòng)量變化可能不為零，則由動(dòng)量定理

可知，R與摩擦力對(duì)物體的總沖量可能不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)能定理可

知，物體動(dòng)能的變化為零，則F與摩擦力對(duì)物體所做的總功一定為零，選項(xiàng)D

正確。

答案：AD

2.2020年新型冠狀病毒主要傳播方式為飛沫傳播，打噴嚏可以將飛沫噴到十米

之外。有關(guān)專(zhuān)家研究得出打噴嚏時(shí)氣流噴出的速度可達(dá)40m/s,假設(shè)打一次噴

嚏大約噴出50mL的空氣，用時(shí)約0.02s。已知空氣的密度為1.3kg/m3,估算

打一次噴嚏人受到的平均反沖力為（）

A.13NB.0.13N

C.0.68ND.2.6N

解析：打一次噴嚏大約噴出氣體的質(zhì)量m=pV,由動(dòng)量定理有FAt=mv,解得F

mupVu1.3X50X10-6X40

N=0.13N,根據(jù)牛頓第三定律可知，打一次噴

~At~At~0.02

嚏人受到的平均反沖力為0.13N,故選項(xiàng)B正確。

答案：B

3.修建高層建筑時(shí)常用塔式起重機(jī)。某段時(shí)間內(nèi)，重物在豎直方向上被勻加速

提升，同時(shí)在水平方向上向右勻速移動(dòng)。不計(jì)空氣阻力。在此過(guò)程中（）

A.重物的運(yùn)動(dòng)軌跡為斜向右上方的直線

B.繩子對(duì)重物拉力所做的功等于重物機(jī)械能的增加量

C.重物所受合力沖量的方向斜向右上方

D.繩子對(duì)重物拉力的沖量等于重物動(dòng)量的增加量

解析：重物在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則重物的

合運(yùn)動(dòng)為曲線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；除重力做功外其他力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)

械能的增加量，則繩子對(duì)重物拉力所做的功等于重物機(jī)械能的增加量，故B正

確；重物在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則合力方向

豎直向上，由/=的可知，重物所受合力沖量的方向豎直向上，故C錯(cuò)誤；由動(dòng)

量定理可知，繩子對(duì)重物拉力與重力的合力的沖量等于重物動(dòng)量的增加量，故D

錯(cuò)誤。

答案：B

F~*

M

小由。變?yōu)樾,速度方向恰好改變了90。，則（）r

A.恒力的大小為7

B.從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，恒力先做正功后做負(fù)功

C.從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物塊的機(jī)械能增加了機(jī)*

D.從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物塊的機(jī)械能一直增大

解析：速度的變化量加=702+（小"=20,由動(dòng)量定理得f7=2加0,解得歹=

2HIV

‘一，故A錯(cuò)誤；在M點(diǎn)物塊受到的恒力方向與速度方向的夾角為鈍角，因此

物塊從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，恒力先做負(fù)功后做正功，故B錯(cuò)誤；在水平

面上物塊機(jī)械能的增量等于動(dòng)能的增量，有八6二機(jī)浮，故C正確；恒力先做負(fù)

功后做正功，則物塊的機(jī)械能先減小后增大，故D錯(cuò)誤。

答案：C

5.如圖所示，豎直放置的輕彈簧的一端固定在水平地面上，另E?_

一端拴接著質(zhì)量為M的木塊A,開(kāi)始時(shí)木塊A靜止，現(xiàn)讓一質(zhì)、

量為機(jī)的木塊5從木塊A正上方高為人處自由下落，與木塊A4子

碰撞后一起向下壓縮彈簧，經(jīng)過(guò)時(shí)間/木塊A下降到最低點(diǎn)。已

77777777777

知彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，木塊A與木塊3碰撞時(shí)間極短,

重力加速度為g,則從兩木塊發(fā)生碰撞到木塊A第一次回到初始位置時(shí)的過(guò)程中

彈簧對(duì)木塊A的沖量/的大小為()

A.2(M-\-m)y[2ghB.2(M+m)gZ

C.2(M-m)72ghD.2m\[2gh+2(M+m)gt

解析：B下落h時(shí)的速度為期，物塊B與A碰撞過(guò)程，由動(dòng)量守恒得mVB

=(M+m)v,規(guī)定向下為正方向，則兩物塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到到達(dá)最低點(diǎn)過(guò)程中，由

動(dòng)量定理得(Af+m)g7—/i=0—(A/+機(jī))0,從兩木塊發(fā)生碰撞到木塊A第一次回到

初始位置時(shí)的過(guò)程中彈簧對(duì)木塊A的沖量/的大小為I=2k,聯(lián)立解得彈簧對(duì)木

塊A的沖量/的大小為/=2局麗+2(〃+機(jī))g/,故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。

答案：D

6.(多選)如圖所示，一輕繩通過(guò)光滑的輕質(zhì)定滑輪一端與套

在光滑水平桿上的小物塊A連接，另一端與小球5連接。系

統(tǒng)由靜止釋放后，物塊A經(jīng)過(guò)圖示位置時(shí)向右運(yùn)動(dòng)的速度大/

小為0A,小球3的速度大小為0B,輕繩與桿的夾角為很0。*<90。)，則()

A.ck

B.圖示時(shí)刻，小球3處于失重狀態(tài)

C.由靜止釋放到圖示時(shí)刻的過(guò)程中，系統(tǒng)機(jī)械能守恒

D.圖示時(shí)刻，輕繩對(duì)物塊A和小球3做功的功率相等

解析：將小物塊A的速度沿繩方向和垂直繩方向分解，小球3的速度沿繩方向，

所以二者速度關(guān)系為OACOSa=0B,A錯(cuò)誤；初始時(shí)刻系統(tǒng)從靜止釋放，3速度為

0,當(dāng)a=90。時(shí)，3速度為0,說(shuō)明3先加速后減速，先失重后超重，則圖示時(shí)

刻無(wú)法判斷3是超重還是失重，B錯(cuò)誤；系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，重力勢(shì)

能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，C正確；同一根繩上拉力大小處處相等，

對(duì)A有尸=7tucosa=7t>B,所以圖示時(shí)刻，輕繩對(duì)物塊A和小球3做功的瞬時(shí)

功率相等，D正確。

答案：CD

7.（多選）如圖所示，某同學(xué)在冰面上進(jìn)行“滑車(chē)”練習(xí)，開(kāi)始該同學(xué)站在A車(chē)

前端以共同速度oo=9m/s做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在A車(chē)正前方有一輛靜止的B車(chē)，

為了避免兩車(chē)相撞，在A車(chē)接近3車(chē)時(shí)，該同學(xué)迅速?gòu)腁車(chē)跳上3車(chē)，立即又

從3車(chē)跳回A車(chē)，止匕時(shí)A、3兩車(chē)恰好不相撞。已知人的質(zhì)量機(jī)=25kg,A車(chē)和

3車(chē)質(zhì)量均為mA=/nB=100kg,若該同學(xué)跳離A車(chē)與跳離3車(chē)時(shí)對(duì)地速度的大

小相等、方向相反，不計(jì)一切摩擦，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.該同學(xué)跳離A車(chē)和B車(chē)時(shí)對(duì)地速度的大小為10m/s

B.該同學(xué)第一次跳離A車(chē)過(guò)程中對(duì)A車(chē)沖量的大小為250kg.m/s

C.該同學(xué)跳離5車(chē)的過(guò)程中，對(duì)3車(chē)所做的功為1050J

D.該同學(xué)跳回A車(chē)后，他和A車(chē)的共同速度為5m/s

解析：人對(duì)地以速度0跳離A車(chē)，由動(dòng)量守恒定律可得，=

人跳上B車(chē)后共同速度為VB,mv=（m+mB）VB,人跳離B車(chē)后B車(chē)對(duì)地速度為

VB',（m+mB）VB=mBVB'一機(jī)o,人再跳回A車(chē)后，人和A車(chē)的共同速度為0/,

mAVA~mv=（m+mA）VA',兩車(chē)不相撞滿足zu'=VB',聯(lián)立解得0=10m/s,

35

m/s,VB=2m/s,VA'=VB'=5m/s,故A、D項(xiàng)正確；由動(dòng)量定理可

知，該同學(xué)第一次跳離A車(chē)過(guò)程中，對(duì)A車(chē)沖量大小為/=|他04—他。（）|=25

kg-m/s,故B錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可知該同學(xué)跳離B車(chē)過(guò)程中對(duì)B所做的功為W

=^inBVB'2—^mBVB-=l050J,故C正確。

答案：ACD

8.如圖所示，質(zhì)量為M的小車(chē)置于光滑的水平面上，小車(chē)m

?z/zzL/ZZM

的上表面粗糙，有一質(zhì)量為機(jī)的木塊以初速度水平地滑芬

至車(chē)的上表面，若車(chē)足夠長(zhǎng)，則（）

A.木塊的最終速度為之一。。

M~rm

B.由于車(chē)表面粗糙，小車(chē)和木塊所組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒

C.車(chē)表面越粗糙，木塊減少的動(dòng)量越多

D.車(chē)表面越粗糙，因摩擦產(chǎn)生的熱量越多

解析：以小車(chē)和木塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)所受的合外力為零，因此系統(tǒng)

動(dòng)量守恒，由于摩擦力的作用，木塊速度減小，小車(chē)速度增大，木塊速度減小到

最小時(shí)，小車(chē)速度達(dá)最大，最后木塊、小車(chē)以共同速度運(yùn)動(dòng)，以初速度方向?yàn)檎?/p>

方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有機(jī)0o=(m+M)0,解得最終兩者的共同速度為。=拓麻

V0,故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)A選項(xiàng)分析，木塊減少的動(dòng)量為&?]=機(jī)=

與車(chē)面粗糙程度無(wú)關(guān)，故錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律可得產(chǎn)生的熱量為

M+mC

I]mrnMv(?

Q=+M)v2,將。=淳二產(chǎn)代入，得。=而不而，與車(chē)面粗糙程度

無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。

答案：A

9.如圖所示，在水平面上A、B,C三個(gè)物塊間隔距離為d靜止排列在同一條直

線上，三個(gè)物塊質(zhì)量分別為m、2m、3m,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為現(xiàn)用

大小F=3fimg的水平恒定推力沿三個(gè)物塊連線方向向右推動(dòng)物塊A,相鄰兩物

塊發(fā)生碰撞時(shí)粘在一起且認(rèn)為碰撞時(shí)間極短。求：

(1)物塊A和3碰撞前瞬間，物塊A的速度大?。?/p>

(2)物塊A和B與物塊C碰撞后，三者整體運(yùn)動(dòng)的位移大?。?/p>

(3)從物塊B獲得速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛好靜止這段時(shí)間內(nèi)，物塊A對(duì)物塊B的沖量

大小。

解析：(1)R作用物體A前進(jìn)