2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題二 功和能 動(dòng)量和能量 專題突破練6 動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用.doc

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專題突破練6　動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用 (時(shí)間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(共9小題,每小題6分,共54分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~5小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第6~9小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)或不答的得0分) 1.(2018四川綿陽二診)在水平地面上,兩個(gè)具有相同初動(dòng)量而質(zhì)量不同的物體在大小相等的阻力作用下最后停下來。則質(zhì)量大的物體(　　) A.滑行的距離小 B.滑行的時(shí)間長 C.滑行過程中的加速度大 D.滑行過程中的動(dòng)量變化快 2.(2017遼寧本溪聯(lián)考)一位質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)向上跳起,經(jīng)Δt時(shí)間,身體伸直并剛好離開地面,速度為v,在此過程中,下列說法正確的是(　　) A.地面對他的沖量為mv+mgΔt,地面對他做的功為12mv2 B.地面對他的沖量為mv-mgΔt,地面對他做的功為零 C.地面對他的沖量為mv,地面對他做的功為12mv2 D.地面對他的沖量為mv+mgΔt,地面對他做的功為零 3.(2018吉林二調(diào))一質(zhì)量為2 kg的物體受水平拉力F作用,在粗糙水平面上做加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的a-t圖象如圖所示。若t=0時(shí)其速度大小為2 m/s,滑動(dòng)摩擦力大小恒為2 N,則(　　) A.在t=6 s的時(shí)刻,物體的速度為18 m/s B.在0~6 s時(shí)間內(nèi),合力對物體做的功為400 J C.在0~6 s時(shí)間內(nèi),拉力對物體的沖量為36 Ns D.在t=6 s的時(shí)刻,拉力F的功率為200 W 4. (2018山西晉城一模)所謂對接是指兩艘同方向以幾乎同樣快慢運(yùn)行的宇宙飛船在太空中互相靠近,最后連接在一起。假設(shè)“天舟一號”和“天宮二號”的質(zhì)量分別為M、m,兩者對接前的在軌速度分別為(v+Δv)、v,對接持續(xù)時(shí)間為Δt,則在對接過程中“天舟一號”對“天宮二號”的平均作用力大小為(　　) A.m2Δv(M+m)Δt B.M2Δv(M+m)Δt C.MmΔv(M+m)Δt D.0 5. (2018四川攀枝花一模)如圖所示,輕質(zhì)彈簧固定在水平地面上?，F(xiàn)將彈簧壓縮后,將一質(zhì)量為m的小球靜止放在彈簧上,釋放后小球被豎直彈起,小球離開彈簧時(shí)速度為v,則小球被彈起的過程中(　　) A.地面對彈簧的支持力沖量大于mv B.彈簧對小球的彈力沖量等于mv C.地面對彈簧的支持力做功大于12mv2 D.彈簧對小球的彈力做功等于12mv2 6.(2018湖南常德期末)如圖所示,在光滑水平面上,質(zhì)量為m的A球以速度v0向右運(yùn)動(dòng),與靜止的質(zhì)量為5m的B球碰撞,碰撞后A球以v=av0(待定系數(shù)a<1)的速率彈回,并與固定擋板P發(fā)生彈性碰撞,若要使A球能再次追上B球并相撞,則系數(shù)a可以是(　　) A.14 B.25 C.23 D.17 7. (2018山東煙臺(tái)期末)質(zhì)量為M的小車置于光滑的水平面上,左端固定一根輕彈簧,質(zhì)量為m的光滑物塊放在小車上,壓縮彈簧并用細(xì)線連接物塊和小車左端,開始時(shí)小車與物塊都處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)物塊與小車右端相距為L,如圖所示,當(dāng)突然燒斷細(xì)線后,以下說法正確的是(　　) A.物塊和小車組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B.物塊和小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 C.當(dāng)物塊速度大小為v時(shí),小車速度大小為mMv D.當(dāng)物塊離開小車時(shí),小車向左運(yùn)動(dòng)的位移為mML 8.(2017山東菏澤模擬)如圖甲所示,一質(zhì)量為m的物塊在t=0時(shí)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(shí)間變化的圖象如圖乙所示。t0時(shí)刻物塊到達(dá)最高點(diǎn),3t0時(shí)刻物塊又返回底端。下列說法正確的是(　　) A.物塊從開始運(yùn)動(dòng)到返回底端的過程中重力的沖量大小為3mgt0sin θ B.物塊從t=0時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)到返回底端的過程中動(dòng)量變化量大小為32mv0 C.斜面傾角θ的正弦值為5v08gt0 D.不能求出3t0時(shí)間內(nèi)物塊克服摩擦力所做的功 9. (2018湖北4月調(diào)研)如圖所示,可看成質(zhì)點(diǎn)的小球A、B、C的質(zhì)量分別為m、m、2m,A與BC間通過鉸鏈用輕桿連接,桿長為L,B、C置于水平地面上。現(xiàn)讓兩輕桿并攏,將A由靜止釋放下降到最低點(diǎn)的過程中,A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),忽略一切摩擦,重力加速度為g。則(　　) A.A、B、C組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒 B.A、C之間的輕桿始終對C做正功 C.A與桌面接觸時(shí)具有水平方向的速度 D.A與桌面接觸時(shí)的速度大小為2gL 二、計(jì)算題(本題共3個(gè)小題,共46分) 10.(15分)(2018陜西咸陽一模)如圖所示,相距足夠遠(yuǎn)完全相同的質(zhì)量均為3m的兩個(gè)木塊靜止放置在光滑水平面上,質(zhì)量為m的子彈(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0水平向右射入木塊,穿出第一塊木塊時(shí)速度變?yōu)?5v0,已知木塊的長為L,設(shè)子彈在木塊中所受的阻力恒定。試求: (1)子彈穿出第一塊木塊后,第一個(gè)木塊的速度大小v以及子彈在木塊中所受阻力大小。 (2)子彈在第二塊木塊中與該木塊發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。 11. (15分)(2017山東棗莊模擬)如圖所示,光滑水平直導(dǎo)軌上有三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊A、B、C,物塊B、C靜止,物塊B的左側(cè)固定一輕彈簧(彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計(jì));讓物塊A以速度v0朝B運(yùn)動(dòng),壓縮彈簧;當(dāng)A、B速度相等時(shí),B與C恰好相碰并粘接在一起,然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。假設(shè)B和C碰撞過程時(shí)間極短。那么從A開始壓縮彈簧直至與彈簧分離的過程中,求: (1)A、B第一次速度相同時(shí)的速度大小; (2)A、B第二次速度相同時(shí)的速度大小; (3)彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢能大小。 12.(16分)(2018河南洛陽尖子生聯(lián)考)如圖所示,在光滑水平地面上有一固定的擋板,擋板左端定一個(gè)輕彈簧。小車AB的質(zhì)量M=3 kg,長L=4 m(其中O為小車的中點(diǎn),AO部分粗糙,BO部分光滑),一質(zhì)量為m=1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),放在小車的最左端,車和小物塊一起以v0=4 m/s的速度在水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng),車撞到擋板后瞬間速度變?yōu)榱?但未與擋板粘連。已知車OB部分的長度大于彈簧的自然長度,小物塊與彈簧作用過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi),小物塊與小車AO部分之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.3,重力加速度取10 m/s2。求: (1)小物塊和彈簧相互作用的過程中,彈簧具有的最大彈性勢能; (2)小物塊和彈簧相互作用的過程中,彈簧對小物塊的沖量; (3)小物塊最終停在小車上的位置距A端多遠(yuǎn)。  專題突破練6　動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的應(yīng)用 一、選擇題(共9小題,每小題6分,共54分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~5小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第6~9小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)或不答的得0分) 1.A　解析 根據(jù)p=mv,Ek=12mv2可知Ek=p22m,初動(dòng)量相同,質(zhì)量大的物體速度小;根據(jù)動(dòng)能定理可知:-fL=0-p22m,則可知質(zhì)量大的物體滑行的距離小,故A正確;根據(jù)動(dòng)量定理可知,-ft=0-p,因動(dòng)量相同,故滑行時(shí)間相同,故B錯(cuò)誤;因阻力相同,由牛頓第二定律可知,質(zhì)量大的物體加速度小,故C錯(cuò)誤;因兩物體均停止,所以滑行過程中動(dòng)量變化相同,因滑行時(shí)間相同,故動(dòng)量變化快慢相同,故D錯(cuò)誤。故選A。 2.D　解析 人的速度原來為零,起跳后變化v,以向上為正方向,由動(dòng)量定理可得I-mgΔt=mv-0,故地面對人的沖量為mv+mgΔt,人在跳起時(shí),地面對人的支持力作用點(diǎn)在腳底,在跳起過程中,在支持力方向上沒有位移,地面對運(yùn)動(dòng)員的支持力不做功,故D正確。 3.D　解析 根據(jù)Δv=aΔt可知a-t圖象中,圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示速度的增量,則在t=6 s時(shí)刻,物體的速度v6=v0+Δv=2 m/s+12(2+4)6=20 m/s,故A錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理得:W合=ΔEk=12mv62-12mv02=396 J,故B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)量定理可知:IF-ft=mv-mv0,解得IF=48 Ns,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在t=6 s時(shí)刻,根據(jù)牛頓第二定律得:F=ma+f=24 N+2 N=10 N,則在t=6 s時(shí)刻,拉力F的功率P=Fv6=1020 W=200 W,故D正確。 4.C　解析 在“天舟一號”和“天宮二號”對接的過程中水平方向動(dòng)量守恒,M(v+Δv)+mv=(M+m)v,解得對接后兩者的共同速度v=v+MΔvM+m,以“天宮二號”為研究對象,根據(jù)動(dòng)量定理有FΔt=mv-mv,解得F=MmΔv(M+m)Δt,選項(xiàng)C正確,故選C。 5.A　解析 根據(jù)動(dòng)量定理分析彈力和支持力的沖量;根據(jù)動(dòng)能定理分析彈力做的功,彈簧沒有發(fā)生移動(dòng),所以地面的支持力不做功。規(guī)定豎直向上為正方向,對小球受力分析,受到豎直向下的重力和豎直向上的彈力作用,故根據(jù)動(dòng)量定律可得IF-IG=mv,所以彈簧對小球的彈力的沖量IF=mv+IG;地面對彈簧的支持力和彈簧對地面的彈力是一對相互作用力,所以N=F,故|IN|=|IF|=mv+|IG|>mv,A正確、B錯(cuò)誤;由于彈簧沒有發(fā)生位移,所以地面對彈簧的支持力不做功,故C錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理WF-WG=12mv2,所以WF=12mv2+WG>12mv2,故D錯(cuò)誤。 6.BC　解析 A與B碰撞過程中,根據(jù)動(dòng)量守恒可知:mv0=5mvB-mav0,要使A球能再次追上B球并相撞,則av0>vB,由以上兩式可解得:a>14,故B、C正確。 7.BC　解析 彈簧推開物體和小車的過程,若取物體、小車和彈簧的系統(tǒng)為研究對象,無其他力做功,則機(jī)械能守恒,但選物體和小車的系統(tǒng)為研究對象,彈力做功屬于系統(tǒng)外其他力做功,彈性勢能轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)的機(jī)械能,此時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒,A選項(xiàng)錯(cuò)誤。取物體和小車的系統(tǒng)為研究對象,外力之和為零,故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,B項(xiàng)正確。由系統(tǒng)的動(dòng)量守恒:0=mv-Mv,解得v=mMv,C項(xiàng)正確。彈開的過程滿足反沖原理和人船模型,有vv=Mm,則在相同時(shí)間內(nèi)xx=Mm,且x+x=L,聯(lián)立得x=mLM+m,D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選BC。 8.BC　解析 物塊從開始運(yùn)動(dòng)到返回底端的過程中重力的沖量大小為3mgt0,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于下滑與上滑的位移大小相等,設(shè)物塊返回底端時(shí)的速度大小為v,則v0t02=v2t02,得到v=v02,物塊從t=0時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)到返回底端的過程中動(dòng)量變化量大小為Δp=mv0--12mv0=32mv0,選項(xiàng)B正確;根據(jù)動(dòng)量定理得,上滑過程中-(mgsin θ+μmgcos θ)t0=0-mv0;下滑過程中(mgsin θ-μmgcos θ)2t0=m12v0;由兩式解得,sin θ=5v08gt0,μ=35tan θ,故C正確,根據(jù)μ=35tan θ可求解摩擦力,根據(jù)圖線也可求解3t0內(nèi)的路程,由此可求解3t0時(shí)間內(nèi)物塊克服摩擦力所做的功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;故選BC。 9.AD　解析 A、B、C組成的系統(tǒng)水平方向受到的合力為零,則水平方向動(dòng)量守恒,選項(xiàng)A正確;小球C的速度先增大后減小,則A、C之間的輕桿對C先做正功后做負(fù)功,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;系統(tǒng)初動(dòng)量為零,水平方向末動(dòng)量也為零,因A與桌面接觸時(shí),三個(gè)球的水平速度相等,則根據(jù)水平方向動(dòng)量守恒可知三個(gè)球的水平速度均為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;豎直方向,當(dāng)A與桌面接觸時(shí),小球A的重力勢能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動(dòng)能,因B、C的速度為零,則mgL=12mv2,解得v=2gL,選項(xiàng)D正確;故選AD。 二、計(jì)算題(本題共3個(gè)小題,共46分) 10.答案 (1)15v0　9mv0225L　(2)5L6v0 解析 (1)子彈打穿第一塊木塊過程,由動(dòng)量守恒定律有 mv0=m25v0+3mv 解得v=15v0 對子彈與第一塊木塊相互作用系統(tǒng),由能量守恒定律有 FfL=12mv02-12m25v02-12(3m)v2 解得子彈受到木塊阻力Ff=9mv0225L (2)對子彈與第二塊木塊相互作用系統(tǒng),由于12m25v02=2mv0225<9mv0225,則子彈不能打穿第二塊木塊,設(shè)子彈與第二塊木塊共同速度為v共, 由動(dòng)量守恒定律有 m25v0=(m+3m)v共 解得v共=v010 對第二塊木塊,由動(dòng)量定理有Fft=3mv010 子彈在第二塊木塊中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=5L6v0 11.答案 (1)12v0　(2)13v0　(3)1348mv02 解析 (1)對A、B接觸的過程中,當(dāng)?shù)谝淮嗡俣认嗤瑫r(shí),由動(dòng)量守恒定律得,mv0=2mv1,解得v1=12v0。 (2)設(shè)A、B第二次速度相同時(shí)的速度大小為v2,對A、B、C系統(tǒng),根據(jù)動(dòng)量守恒定律得mv0=3mv2, 解得v2=13v0。 (3)B與C接觸的瞬間,B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,有 mv02=2mv3 解得v3=14v0 系統(tǒng)損失的機(jī)械能為ΔE=12mv022-12(2m)v042=116mv02 當(dāng)A、B、C速度相同時(shí),彈簧的彈性勢能最大,此時(shí)v2=13v0 根據(jù)能量守恒定律得,彈簧的最大彈性勢能Ep=12mv02-12(3m)v22-ΔE=1348mv02。 12.答案 (1)2 J　(2)4 kgm/s,水平向左　(3)1.5 m 解析 (1)對小物塊,有ma=-μmg 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2-v02=2aL2 由能量關(guān)系12mv2=Ep,解得Ep=2 J。 (2)設(shè)小物塊離開彈簧時(shí)的速度為v1,有12mv12=Ep。 對小物塊,根據(jù)動(dòng)量定理 I=-mv1-mv 代入數(shù)據(jù)得I=-4 kgm/s。故彈簧對小物塊的沖量大小為4 kgm/s,方向水平向左。 (3)小物塊滑過O點(diǎn)和小車相互作用,由動(dòng)量守恒mv1=(m+M)v2。 由能量關(guān)系 μmgx=12mv12-12(m+M)v22 小物塊最終停在小車上距A的距離 xA=L2-x 解得xA=1.5 m。