最新高考物理第二轮专题复习测试题《动量和能量专题》附参考答案Word格式.docx
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A.-4kg·
m/s、14kg·
m/sB.3kg·
m/s、9kg·
m/s
C.-5kg·
m/s、17kg·
m/D.6kg·
m/s、6kg·
5.测定运动员体能一种装置如图所示,运动员质量为m1,绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),下悬一质量为m2的重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率v匀速向右运动。
下面是人对传送带做功的四种说法,其中正确的是()
A.人对传送带做功B.人对传送带不做功
C.人对传送带做功的功率为m2gvD.人对传送带做功的功率为(m1+m2)gv
6.在光滑水平面上有质量均为2kg的a、b两质点,a质点在水平恒力Fa=4N作用下由静止出发运动4s。
b质点在水平恒力Fb=4N作用下由静止出发移动4m。
比较这两个质点所经历的过程,可以得到的正确结论是
A.a质点的位移比b质点的位移大B.a质点的末速度比b质点的末速度小
C.力Fa做的功比力Fb做的功多D.力Fa的冲量比力Fb的冲量小
7.将质量为M的木块固定在光滑水平面上,一颗质量为m的子弹以速度υ0沿水平方向射入木块,子弹射穿木块时的速度为υ0/3,现将同样的木块放在光滑的水平桌面上,相同的子弹仍以速度υ0沿水平方向射入木块,则以下说法正确的是()
A.若M=3m,则能够射穿木块
B.若M=3m,不能射穿木块,子弹将留在木块中,一起以共同的速度做匀速运动
C.若M=3m,刚好能射穿木块,此时相对速度为零
D.若子弹以3υ0速度射向木块,并从木块中穿出,木块获得的速度为υ1;
若子弹以4υ0速度射向木块,木块获得的速度为υ2,则必有υ1<υ2
8.如图3所示,长2m,质量为1kg的木板静止在光滑水平面上,一木块质量也为1kg(可视为质点),与木板之间的动摩擦因数为0.2。
要使木块在木板上从左端滑向右端而不至滑落,则木块初速度的最大值为()
A.1m/sB.2m/sC.3m/sD.4m/s
9.如图所示,小车开始静止于光滑的水平面上,一个小滑块由静止从小车上端高h处沿光滑圆弧面相对于小车向左滑动,滑块能到达左端的最大高度h/()
A、大h
B、小于h
C、等于h
D、停在中点与小车一起向左运动
10.A、B两小物块在一水平长直气垫导轨上相碰,用频闪照相机每隔t的时间连续拍照四次,拍得如图7所示的照片,已知四次拍照时两小物块均在图示坐标范围内,不计两小物块的大小及碰撞过程所用的时间,则由此照片可判断()B
A、第一次拍照时物块A在55cm处,并且mA∶mB=1∶3
B、第一次拍照时物块A在10cm处,并且mA∶mB=1∶3
C、第一次拍照时物块A在55cm处,并且mA∶mB=1∶5
D、第一次拍照时物块A在10cm处,并且mA∶mB=1∶5
二.填空和实验
11.(10分)气垫导轨是常用的一种实验仪器。
它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。
我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB。
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平。
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1。
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。
当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
(1)实验中还应测量的物理量是_____________________。
(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是____________________,上
式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是___________。
(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?
如能,请写出表达式。
12.(10分)某同学用图1所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律,图中PQ是斜槽,QR为水平槽。
实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。
重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。
再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。
重复这种操作10次。
图1中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。
B球落点痕迹如图2所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐。
(1)碰撞后B球的水平射程应取为__________cm。
下图游标卡尺的示数为m
(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?
答:
________(填选项号)。
A、水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离
B、A球与B球碰撞后,测量A球与B球落点位置到O点的距离
C、测量A球或B球的直径
D、测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
E、测量G点相对于水平槽面的高度
(3)已知mA:
mB=2:
1,碰撞过程中动量守恒,E、F、J是实验中小球落点的平均位置,则由图可以判断E是________的落地处,J是_______的落地点。
试用上图中的字母写出动量守恒定律的表达式________________________
三.计算题
13.(14分)某地强风的风速是20m/s,空气的密度是=1.3kg/m3。
一风力发电机的有效受风面积为S=20m2,如果风通过风力发电机后风速减为12m/s,且该风力发电机的效率为=80%,则该风力发电机的电功率多大?
14.(14分)如图所示,一质量m2=0.25的平顶小车,车顶右端放一质量m3=0.2kg的小物体,小物体可视为质点,与车顶之间的动摩擦因数μ=0.4,小车静止在光滑的水平轨道上。
现有一质量m1=0.05kg的子弹以水平速度v0=12m/s射中小车左端,并留在车中。
子弹与车相互作用时间很短。
若使小物体不从车顶上滑落,求:
(1)小车的最小长度应为多少?
最后物体与车的共同速度为多少?
(2)小木块在小车上滑行的时间。
(g取10m/s2)
15.(15分)如图所示,物块A的质量为M,物块B、C的质量都是m,并都可看作质点,且m<M<2m。
三物块用细线通过滑轮连接,物块B与物块C的距离和物块C到地面的距离都是L。
现将物块A下方的细线剪断,若物块A距滑轮足够远且不计一切阻力。
求:
(1)物块A上升时的最大速度;
(2)物块A上升的最大高度。
16.(15分)如图所示,质量为M=3kg、长度为L=1.2m的木板静止在光滑水平面上,其左端的壁上有自由长度为L0=0.6m的轻弹簧,右端放置一质量为m=1kg的小物块,小物块与木块间的动摩擦因数为μ=0.4,今对小物块施加一个水平向左的瞬时冲量I0=4N·
s,小物块相对于木板向左运动而压缩弹簧使弹性势能增大为最大值Emax,接着小物块又相对于木板向右运动,最终恰好相对静止于木板的最右端,设弹簧未超出弹性限度,并取重力加速度为g=10m/s2。
(1)当弹簧弹性势能最大时小物块速度v;
(2)弹性势能的最大值Emax及小物块相对于木板向左运动的最大距离Lmax。
17.一传送带装置示意图如图2所示,其中传送带经过AB区域时是水平的,经过BC区域时变为圆弧形(圆弧由光滑模板形成,为画出),经过CD区域时是倾斜的,AB和CD都与BC相切。
现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上,放置时初速为零,经传送带运送到D处,D和A的高度差为h。
稳定工作时传送带速度不变,CD段上各箱等距排列,相邻
两箱的距离为L。
每个箱子在A处投放后,在到达B之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑动(忽略经BC段时的微小滑动)。
已知在一段相当长的时间T内,共运送小货箱的数目为N。
这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦。
求电动机的平均输出功率P。
18.(16分)如图所示,三个质量均为m的弹性小球用两根长均为L的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上.现给中间的小球B一个水平初速度v0,方向与绳垂直.小球相互碰撞时无机械能损失,轻绳不可伸长.求:
(1)当小球A、C第一次相碰时,小球B的速度.
(2)当三个小球再次处在同一直线上时,小球B的速度.
(3)运动过程中小球A的最大动能EKA和此时两根绳的夹角θ.
(4)当三个小球处在同一直线上时,绳中的拉力F的大小.
高三物理第二轮复习测试题
《动量与能量专题》二
一.选择题(各小题所给的选项中只有一个答案是正确的)
1.一带负电小球从a点运动到b点,受重力、空气阻力和电场力作用,重力对小球做功3.5J,小球克服空气阻力做功0.5J,电场力对小球做功1J,则下列说法中正确的是()
A.小球在a点的重力势能比在b点大3.5J
B.小球在a点的机械能比在b点大0.5J
C.小球在a点的电势能比在b点少1J
D.小球在a点的动能比在b点大4J
2.如图2-1所示,一条均匀的铁链,两端悬挂在等高的两点且处于静止状态。
现于铁链最低点C施向下的力,使C点两侧的铁链拉直,则铁链重心的位置将()
A.一定升高B.一定降低
C.可能不变D.可能升高,也可能降低
3.如图2-2所示,长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架,在A处固定质量为2的小球,B处固定质量为的小球,支架悬挂在O点,可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动,开始时OB与地面相垂直,放手后开始运动,在不计任何阻力的情况下,下列说法正确的是()
A.A球到达最低点时速度为零
B.A球机械能减少量可能大于B球机械能增加量。
C.B球向左摆动所能达到的最高位置应等于A球开始运动时的高度。
D.当支架从左向右来回摆动时,A球一定能回到起始高度
4.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上行驶,经过3分钟,速度由36千米/小时提高到72千米/小时,则在这段时间内,汽车驶过的路程()
A.一定大于2.7千米,小于3.6千米B.一定小于2.7千米
C.可能大于3.6千米
D.可能大于2.7千米,可能等于2.7千米,也可能小于2.7千米
5.一升降机在箱底装有若干个弹簧,如图2-3所示。
设在一次事故中,升降机的吊索在空中断裂,忽略摩擦力,则升降机从弹簧下端触地直到升降机到达最低点的过程中()
A.升降机的加速度不断增大
B.先是弹力做的负功小于重力做的正功,然后是弹力做的负功大于重力做的正功,弹力做的负功总值等于重力做的正功总值
C.先是弹力做的负功小于重力做的正功,然后是弹力做的负功大于重力做的正功,弹力做的负功总值大于重力做的正功总值
D.到最低点时,升降机加速度的值等于重力加速度的值
6.汽车拉着拖车在平直的公路上匀速行驶,突然拖车与汽车脱钩,而汽车的牵引力不变,汽车与拖车受的阻力均与其重力成正比,在脱钩至拖车停下的过程中()
A.它们的总动能不变B.它们的总动能增加
C.它们的总动量不变D.它们的总动量增加
7.一个弹簧振子,在光滑水平面上作简谐运动,如图2-4所示,当它从左向右恰好经过平衡位置时,与一个向左运动的钢球发生正碰,已知碰后钢球沿原路返回,并且振子和钢球不再发生第二次碰撞。
则下面的情况中不可能出现的是()
A.振子继续作简谐运动,振幅和周期都不改变
B.振子继续作简谐运动,振幅不变而周期改变
C.振子继续作简谐运动,振幅改变而周期不变
D.振子停止运动
8.光滑水平桌面上有一静止的木块,一只枪沿水平方向先后发射两颗质量相同、速度相同的子弹,两子弹分别从木块上不同的位置穿过木块。
设两子弹穿过木块时所受阻力相同,忽略重力和空气阻力的影响,则在两子弹穿过木块的过程中()
A.木块增加的动能相同B.两子弹损失的动能相同
C.两颗子弹所受阻力的冲量相同D.产生的热量相同
9.在光滑绝缘的水平直轨道上有a、b两个带正电的小球沿同一直线相向运动,已知a球的质量是b球质量的2倍,b球的带电量是a球的2倍。
某一时刻a球的速率为v,b球的速率为1.5v,由于库仑力的作用,两球不会相碰,则可判定()
A.两球相距最近时,速度大小相等、方向相反
B.a球始终沿原来方向运动,b球要反向运动
C.两球都将要反向运动,b球先反向运动
D.运动过程中,两球的电势能逐渐增大
10.将电阻R1、R2分别接到同一电池组的两极时消耗的功率相同,电池组向两个电阻供电时的电流分别是I1和I2,I1<
I2,若电阻两端的电压分别是U1和U2,电池组内阻消耗的功率分别是P1和P2,电池组的效率分别是η1和η2,则下列关系不正确的是
A.R1>
R2B.U1>
U2C.P1>
P2D.η1>
η2
11.平行金属导轨MN竖直放置于绝缘水平地板上,如图2-5所示,金属杆PQ可以紧贴导轨无摩擦滑动,导轨间除固定电阻R以外,其它部分电阻不计,匀强磁场B垂直穿过导轨平面,以下有两种情况:
第1次,先闭合开关S,然后从图中位置由静止释放PQ,经一段时间后PQ匀速到达地面;
第2次,先从同一高度由静止释放PQ,当PQ下滑一段距离后突然闭合开关S,最终PQ也匀速到达了地面。
设上述两种情况PQ由于切割磁感线产生的电能(都转化为热)分别为W1、W2,则可以判定()
A.W1>
W2B.W1=W2C.W1<
W2D.以上结论都不正确
12.两种物质混合后发生了化学反应,并放出热量,则反应前后,物质内部微粒之间的万有引力能、电势能以及核能三种能量中,绝对值变化最大的是()
A.引力势能B.电势能C.核能不能确定
二.论述、计算题
13.某脉冲激光器的耗电功率为2×
103W,每秒钟输出10个光脉冲,每个脉冲持续的时间为10—8s,携带的能量为0.2J。
(1)每个脉冲的功率为是多少?
(2)该激光器将电能转化为激光能量的效率。
14.如图2-6所示,倾角θ1=37°
的光滑斜面AB与倾角θ2=30°
的光滑斜面DC通过长度为2.2m的光滑水平面BC连接(连接处有一段很短的光滑圆弧),将质量为m1=0.5kg的小球P从AB斜面上距地高度h1=1.8m处由静止释放,同时将质量为m2的另一小球Q从DC斜面上某点释放。
要使两小球同时进入水平面,且不断地在水平面的同一点发生相向碰撞(碰撞过程无机械能损失)。
(1)小球Q释放时,距地高度h2是多少?
(2)PQ两球在BC上碰撞的位置在何处?
(3)小球Q的质量m2是多少?
15.如图2-7所示,长为l的细绳,一端系有一质量为m的小球,另一端固定在O点。
细绳能够承受的最大拉力为7mg。
将小球拉至细绳呈水平位置,然后由静止释放,小球将在竖直平面内摆动,如果在竖直平面内直线OA(OA与竖直方向的夹角为)上某一点Oˊ钉一个小钉,可使小球绕Oˊ点在竖直平面内做匀速圆周运动,且细绳不致被拉断,求OOˊ的长度d所允许的范围。
*16.如图2-8所示,质量为M的小车B静止在光滑水平面上,车的左端固定着一根轻弹簧,另一端位于小车上的O点位置,O点以左部分光滑,O点以右部分粗糙,O点到小车右端长度为L。
一质量为m的小物块A(可视为质点),以速度v0从小车右端向左滑动,与弹簧相碰,最后刚好未从小车右端滑出。
(1)物块与小车的动摩擦因数μ。
(2)碰撞时弹簧的最大弹性势能。
*17.一个劲度系数为k的轻质弹簧竖直固定在水平地面上,弹簧上端固定一个质量为m的薄木板。
木板静止时,弹簧被压缩x0,如图2-9所示。
(1)现用外力缓慢竖直向下压木板,待外力增至mg时木板又向下移动的距离x1=?
(2)在
(1)问中去掉外力,木板在竖直方向做简谐运动,当木板运动到最高点时,弹簧恰好恢复到原长。
在木板的正上方有一个质量为m的小物体自由下落,当木板运动到最低点时小物体恰好与木板碰撞(碰撞时间极短)后粘在一起上下运动,要使弹簧仍能恰好恢复到原长,则小物体下落高度(如图所示)h应为多大?
(不计空气阻力)
*18.图2-10所示的匀强电场场强E=4.0V/m,方向水平向左;
匀强磁场的磁感强度B=2.0T,方向垂直纸面向里,一个质量为m=1.0g、带正电的小物块A从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速下滑,当它滑行h=0.8m到某点N(图上未画出)时就离开壁做曲线运动,当A运动到P点时,恰好处于平衡状态,此时速度方向与水平方向成450角,设P与M的高度差H=1.6m,问:
(1)A沿壁下滑过程摩擦力做的功是多少?
(2)P与M的水平距离s等于多少?
《动量与能量专题》一参考答案:
1.BC2.AC3.D4.B5.AC6.AC7.B8.C9.C10.AB
11.
(1)B的右端至D板的距离L2
(2)测量、时间、距离等存在误差,由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差。
(学生只要答对其中两点即可)
(3)能。
12.
(1)64.5——64.5cm之间,11.03cm,
(2)ABD(3)A碰前的落点;
A碰后的落点
mAOJ=mAOE+mBOF
13.风力发电是将风的动能转化为电能,讨论时间t内的这种转化,这段时间内通过风力发电机的空气的空气是一个以S为底、v0t为高的横放的空气柱,其质量为m=Sv0t,它通过风力发电机所减少的动能用以发电,设电功率为P,则
代入数据解得P=53kW
14.答案:
(1)m1v0=(m2+m1)v1
(m2+m1)v1=(m2+m1+m3)v2
(m2+m1)v12-(m2+m1+m3)v22=μm3gL
所以车长L=0.9m共同速度v2=2.1m/s
(2)研究m3则有:
μm3gt=m3v2
所以t=0.52s
15.
(1)当物体C着地时,M具有最大速度,由机械能守恒得:
2mgL-MgL=(2m+M)vm2
解得
(2)若物体B刚着地时,M的速度为0,到达最高
此时AB为系统机械能守恒:
(M+m)vm2=MgL-mgL
H=L+L
若
(M+m)vm2=MgL1-mgL1
H=L+L1
若物体B着地时,M的速度不为0,仍在升高
(M+m)vm2-(M+m)v22=MgL-mgL
Mv22=Mgh
H=2L+h
解得
16.解:
(1)由动量定理及动量守恒定律得I0=mv0mv0=(m+M)v
于是可解得:
v=1m/s。
(2)由动量守恒定律和功能关系得mv0=(m+M)u
mv2=(m+M)v2+μmgLmax+Emax
mv2=(m+M)u2+2μmgLmax
于是又可解得:
Emax=3JLmax=0.75m
17.以地面为参考系(下同),设传送带的运动速度为v0,在水平段运输的过程中,小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动,设这段路程为s,所用时间为t,加速度为a,则对小箱有①②在这段时间内,传送带运动的路程为③由以上可得④
用f表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力,则传送带对小箱做功为
⑤
传送带克服小箱对它的摩擦力做功⑥
两者之差就是克服摩擦力做功发出的热量⑦
可见,在小箱加速运动过程中,小箱获得的动能与发热量相等。
T时间内,电动机输出的功为⑧
此功用于增加小箱的动能、势能以及克服摩擦力发热,即
⑨
已知相邻两小箱的距离为L,所以⑩
联立⑦⑧⑨⑩,得⑾
18.(16分)参考答案:
(1)设小球A、C第一次相碰时,小球B的速度为,考虑到对称性及绳的不可伸长特性,小球A、C沿小球B初速度方向的速度也为,由动量守恒定律,得
由此解得
(2)当三个小球再次处在同一直线上时,则由动量守恒定律和机械能守恒定律,得
解得(三球再次处于同一直线)
,(初始状态,舍去)
所以,三个小球再次处在同一直线上时,小球B的速度为(负号表明与初速度反向)
(3)当小球A的动能最大时,小球B的速度为零。
设此时小球A、C的速度大小为,两根绳间的夹角为θ(如图),则仍由动量守恒定律和机械能守恒定律,得
另外,
由此可解得,小球A的最大动能为,此时两根绳间夹角为
(4)小球A、C均以半径L绕小球B做圆周运动,当三个小球处在同一直线上时,以小球B为参考系(小球B的加速度为0,为惯性参考系),小球A(C)相对于小球B的速度均为所以,此时绳中拉力大小为:
《动量与能量专题》二参考答案
1.A。
2、A。
3、D。
4、A。
5、C。
6、C。
7、B。
8、D.9、C。
10、C。
11、B。
12、B。
13、
(1)2×
107;
(2)0.1%。
14.
(1)h2=1.25m;
(2)距B点1.2m;
(3)m2=0.6kg。
15.>
d≥。
16、
(1)
(2)17、
(1)x0;
(2)3x0。
18、
(1)-6×
10-3J;
(2)0.6m。
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