高考物理二輪總復(fù)習(xí)專題分層突破練6動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用

專題分層突破練6動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用A組1.如圖所示,建筑工地上的打樁過程可簡(jiǎn)化為重錘從空中某一固定高度由靜止釋放,與鋼筋混凝土預(yù)制樁在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生碰撞,并以共同速度下降一段距離后停下來。則()A.重錘質(zhì)量越大,撞預(yù)制樁前瞬間的速度越大B.重錘質(zhì)量越大,預(yù)制樁被撞后瞬間的速度越大C.碰撞過程中,重錘和預(yù)制樁的總機(jī)械能保持不變D.整個(gè)過程中,重錘和預(yù)制樁的總動(dòng)量保持不變2.如圖所示,A車以某一初速度水平向右運(yùn)動(dòng)距離l后與靜止的B車發(fā)生正碰,碰后兩車一起運(yùn)動(dòng)距離l后停下。已知兩車質(zhì)量均為m,運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力為車重力的k倍,重力加速度為g,碰撞時(shí)間極短,則()A.兩車碰撞后瞬間的速度大小為kglB.兩車碰撞前瞬間A車的速度大小為2C.A車初速度大小為10D.兩車碰撞過程中的動(dòng)能損失為4kmgl3.如圖所示,某運(yùn)動(dòng)員(視為質(zhì)點(diǎn))從雪坡上先后以v0和2v0沿水平方向飛出,不計(jì)空氣阻力,則運(yùn)動(dòng)員從飛出到落到雪坡上的整個(gè)過程中()A.空中飛行的時(shí)間相同B.落在雪坡上的位置相同C.動(dòng)量的變化量之比為1∶2D.動(dòng)能的增加量之比為1∶24.(多選)在光滑水平桌面上有一個(gè)靜止的木塊,高速飛行的子彈水平穿過木塊,若子彈穿過木塊過程中受到的摩擦力大小不變,則()A.若木塊固定,則子彈對(duì)木塊的摩擦力的沖量為0B.若木塊不固定,則子彈減小的動(dòng)能大于木塊增加的動(dòng)能C.不論木塊是否固定,兩種情況下木塊對(duì)子彈的摩擦力的沖量大小相等D.不論木塊是否固定,兩種情況下子彈與木塊間因摩擦產(chǎn)生的熱量相等5.(多選)如圖所示,質(zhì)量均為2kg的三個(gè)物塊靜止在光滑水平面上,其中物塊B的右側(cè)固定一輕彈簧,物塊A與彈簧接觸但不連接。某時(shí)刻物塊A突然以v0=3m/s的速度向左運(yùn)動(dòng),已知當(dāng)A、B速度相等時(shí),B與C恰好發(fā)生完全非彈性碰撞,碰撞過程時(shí)間極短,然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。若B、C碰撞過程中損失的機(jī)械能為ΔE,B、C碰撞后運(yùn)動(dòng)的過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為Ep,則()A.ΔE=4.875J B.ΔE=1.125JC.Ep=6J D.Ep=4.875J6.如圖所示,質(zhì)量為m'=2kg、帶有半徑為R=0.8m的四分之一光滑圓弧軌道AB的曲面體靜止在光滑的水平地面上;質(zhì)量為m=0.5kg的小球以Ek0=25J的初動(dòng)能沖上曲面體軌道AB,重力加速度g取10m/s2,求:(1)小球第一次沖出曲面體軌道的B點(diǎn)時(shí)曲面體的速度大小v1;(2)小球第一次沖出曲面體軌道的B點(diǎn)時(shí)小球的速度大小v2;(3)小球第一次沖出曲面體軌道的B點(diǎn)至再次落回B點(diǎn)的時(shí)間t。B組7.(2023吉林通化梅河口三模)由于軌道處存在非常稀薄的大氣,空間站在運(yùn)行時(shí)會(huì)受到一定的阻力作用。假定單位體積內(nèi)與空間站前端橫截面發(fā)生碰撞的空氣分子個(gè)數(shù)為n,且速度方向均與橫截面垂直,空間站在其運(yùn)行方向上的橫截面積為S。以空間站為參考系,碰撞前后空氣分子的平均速率分別為v1、v2,空氣分子的平均質(zhì)量為m,則空間站前端受到的稀薄空氣阻力F的大小為()A.nSv1m(v1v2)B.nSv1m(v1+v2)C.nSv2m(v1v2)D.nSv2m(v1+v2)8.(多選)(2023安徽模擬)如圖,半徑為R的光滑凹槽A與木塊B并排置于光滑水平面上,物塊C由圓心等高處沿凹槽內(nèi)壁靜止釋放。已知A、B、C質(zhì)量均為m,重力加速度為g。則()A.C由靜止釋放到最低點(diǎn)過程中A、B、C系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.C由靜止釋放到最低點(diǎn)過程中A、B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.A、B分離時(shí),A的速度大小為4D.A、B分離時(shí),C的速度大小為49.(2023廣西桂林、河池、防城港三市聯(lián)考)某智能家居品牌,因科技含量高、豐富的人性化設(shè)計(jì)深受年輕人的追捧,其中一款語音控制電動(dòng)窗簾軌道盒的工作原理可簡(jiǎn)化成如圖所示的A、B兩個(gè)滑塊在軌道上的運(yùn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)通過輕細(xì)繩拉動(dòng)滑塊A(正常使用時(shí)滑塊A與窗簾布連接),滑塊B為防撞模塊(它用一段柔軟輕繩與左面墻連接)。某次實(shí)驗(yàn)操作過程中,從語音控制電動(dòng)機(jī)接收到打開窗簾的指令開始計(jì)時(shí),電動(dòng)機(jī)以額定功率牽引滑塊A(未連接窗簾布)由靜止出發(fā),當(dāng)滑塊A以最大速度向左運(yùn)動(dòng)與滑塊B發(fā)生碰撞,碰撞瞬間電動(dòng)機(jī)自動(dòng)切斷電源停止對(duì)滑塊A提供拉力,滑塊A、B碰撞后粘在一起向前運(yùn)動(dòng),碰撞時(shí)間極短可忽略不計(jì),到達(dá)墻面前速度剛好減為零。已知語音控制電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)的額定功率為0.16W,滑塊A、B的質(zhì)量分別為0.2kg、0.6kg,滑塊A、B在軌道上滑動(dòng)時(shí)所受阻力均為滑塊重力的110,滑塊A最初位置與滑塊B相距4m,重力加速度g取10m/s2。求(1)電動(dòng)機(jī)牽引滑塊A在軌道上運(yùn)動(dòng)能達(dá)到的最大速度;(2)滑塊A由靜止出發(fā)到最后停在墻邊共需要多長時(shí)間。答案：1.B2.C解析兩車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力為車重力的k倍,由牛頓第二定律得kmg=ma,則a=kg,兩車碰撞后做勻減速運(yùn)動(dòng),由v2=2al,得兩車碰撞后瞬間的速度大小為v=2al=2kgl,A錯(cuò)誤。由于碰撞時(shí)間極短,兩車相碰由動(dòng)量守恒得mv1=2mv,可得兩車碰撞前瞬間A車的速度大小為v1=22kgl,B錯(cuò)誤。對(duì)A車由v2v12=2al,得A車初速度大小為v=v12+2al=10kgl,C正確。兩車碰撞過程中的動(dòng)能損失為Δ3.C解析運(yùn)動(dòng)員從飛出到落到雪坡上的整個(gè)過程中,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得tanθ=yx=12gt2v0t=gt2v0,解得t=2v0tanθg,所以兩次在空中飛行的時(shí)間不相同,所以A錯(cuò)誤。根據(jù)x=v0t,y=12gt2,由于時(shí)間不同,所以落在雪坡上的位置不相同,則B錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)量定理可得Δp=mgt=2mv0tanθ,則兩次運(yùn)動(dòng)動(dòng)量的變化量之比為1∶2,所以C正確。根據(jù)動(dòng)能定理可得ΔEk=mgy=mg×4.BD解析木塊固定,子彈對(duì)木塊的摩擦力的沖量不為零,A錯(cuò)誤。木塊不固定時(shí),因?yàn)樽訌椗c木塊有內(nèi)能增加,由能量守恒定律可知,子彈減小的動(dòng)能大于木塊增加的動(dòng)能,B正確。由I=Fft可知,摩擦力大小不變時(shí),由于兩種情況下子彈與木塊的作用時(shí)間不同,因此兩種情況下木塊對(duì)子彈的摩擦力的沖量大小不相等,C錯(cuò)誤。根據(jù)Q=Ffl相對(duì),由于摩擦力大小不變,并且兩種情況下子彈與木塊的相對(duì)位移也相同,因此不論木塊是否固定,兩種情況下子彈與木塊間因摩擦產(chǎn)生的熱量相等,D正確。5.BD解析對(duì)A、B整體由動(dòng)量守恒有mv0=2mv1,對(duì)B、C整體由動(dòng)量守恒有mv1=2mv2,解得v2=v04,對(duì)A、B、C整體由動(dòng)量守恒有mv0=3mv3,B、C碰撞過程中損失的機(jī)械能為ΔE=12mv12-12×2mv22=1.125J,B、C碰撞后運(yùn)動(dòng)的過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為Ep=12mv06.答案(1)2m/s(2)8.25m/s(3)1.6s解析(1)由動(dòng)能表達(dá)式可知Ek0=1設(shè)小球第一次沖出曲面體B點(diǎn)時(shí)水平方向分速度為vx,豎直方向分速度為vy,由于曲面體是四分之一圓曲面,所以vx=v1小球從A到B運(yùn)動(dòng)過程,球和曲面體水平方向動(dòng)量守恒,mv0=(m+m')v1解得v0=10m/s,v1=2m/s。(2)從小球開始運(yùn)動(dòng)到B過程中,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,有12mv解得v2=217m/s=8.25m/s。(3)小球離開曲面體后,在豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng),則落回B點(diǎn)有vy=v22所以從離開到回到B點(diǎn),有t=2vyg=17.B解析設(shè)時(shí)間Δt內(nèi)有質(zhì)量為Δm的空氣分子與空間站前端碰撞,則Δm=nSv1mΔt,以空氣分子碰撞后運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?由動(dòng)量定理F'Δt=Δmv2Δm(v1),解得F'=nSv1m(v1+v2),根據(jù)牛頓第三定律得,空間站前端受到稀薄空氣阻力大小為F=nSv1m(v1+v2),故A、C、D錯(cuò)誤,B正確。8.AD解析C由靜止釋放到最低點(diǎn)過程中,只有重力做功,無機(jī)械能與其他形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化,A、B、C系統(tǒng)機(jī)械能守恒。水平方向無外力作用,水平方向動(dòng)量守恒。但豎直方向的合力不為零,動(dòng)量不守恒,故A正確,B錯(cuò)誤。由于C對(duì)弧道的擠壓,使A、B向右運(yùn)動(dòng),C向左運(yùn)動(dòng)。當(dāng)C第一次經(jīng)過圓弧槽最低點(diǎn)后,A和B分離。設(shè)C第一次經(jīng)過圓弧槽最低點(diǎn)時(shí)的速度為v1,A和B兩者共同的速度大小為v2,從靜止釋放到當(dāng)C第一次經(jīng)過圓弧槽最低點(diǎn)過程中,把A、B、C作為研究系統(tǒng),以向左方向?yàn)檎较?系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,則有mv1(m+m)v2=0,由系統(tǒng)機(jī)械能守恒得mgR=12mv12+12(m+m)v22,聯(lián)立解得v1=4gR9.答案(1)0.8m/s(2)5.6s解析(1)當(dāng)A達(dá)到最大速度時(shí)牽引力等于阻力,根據(jù)功率的計(jì)算公式可得P=kmAgvmax解得vmax=0.8m/s。(2)設(shè)A碰撞前運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,根據(jù)動(dòng)能定理可得Pt1kmAgl=12mA