【物理】2020二轮复习动量动能定理机械能守恒定律选择题特训练习（解析版）

【物理】2020二轮复习动量动能定理机械能守恒定律选择题特训练习（解析版）

‎2020届高考物理二轮复习选择题特训练习（5）‎ 动量 动能定理 机械能守恒定律 ‎ ‎1、如下图所示,质量为的电梯底板上放置一质量为的物体,钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动,当上升高度为时,速度达到,不计空气阻力,则(   ) ‎ A.物体所受合力做的功等于 B.底板对物体的支持力做的功等于 C.钢索的拉力做的功等于 D.钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯做的总功等于 ‎2、如图所示,竖直面内有一个半径为R的光滑圆弧轨道,质量为m的物块(可视为质点)从顶端A处静止释放滑至底端处,下滑过程中,物块的动能Ek、与轨道间的弹力大小FN、机械能E、重力的瞬时功率P随物块在竖直方向下降高度h变化的关系图像正确的是(   )‎ A. B. ‎ ‎ C. D.‎ ‎3、如图甲所示,一固定在地面上的足够长斜面, 倾角为37°,物体A放在斜面底端挡板处,通过不可伸长的轻质绳跨过光滑轻质滑轮与物体B连接,B的质量M=1kg,绳绷直时B离地面有一定高度.在t=0时刻,无初速度释放B,由固定在A上的速度传感器得到的数据绘出的A沿斜面向上运动的v-t图像如图乙所示,若B落地后不反弹,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则下列说法正确的是(   )‎ A.物体A开始上滑的加速度大小为8m/s2 B.物体A沿斜面向上运动的过程中,绳的拉力对A做的功W=3J C.0.25s时物体A的重力的瞬时功率为3W D.物体A与斜面间的动摩擦因数为0.5‎ ‎4、如图所示,表面光滑的倾斜直杆一端固定于水平面上,一小球穿过直杆与被压缩的弹簧相连接,开始时处于A点,由静止释放小球,当滑到杆上B点时,弹簧的伸长量与在A点时弹簧的压缩量相等.则下列说法正确的是(   )‎ A.从A到B的过程中,小球的速度一定先变大后变小 B.在B点时小球的动能小于由A到B减少的重力势能 C.从A到B的过程中,弹簧的弹性势能先减小后增大 D.小球速度最大时,弹簧处于原长状态 ‎5、如图所示,在半径为0.2m的固定半球形容器中,一质量为1kg的小球(可视为质点)自边缘上的A点由静止开始下滑,到达最低点B时,它对容器的正压力大小为15N。取重力加速度g 为,则小球自A点滑到B点的过程中克服摩擦力做的功为( )‎ A.0.5J B.1.0J C.1.5J D.1.8J ‎6、有两个物体a和b,其质量分别为和,且,它们的动能相同.若a和b分别受到恒定的阻力和的作用,经过相同的时间停下来,它们的位移分别为和,则( )‎ A.,且 B.,且 C.,且 D.,且 ‎7、水平推力和分别作用在水平面上等质量的两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下,两物体的图像如图所示,图中,则( )‎ A.的冲量等于的冲量 B.两物体受到的摩擦力大小相等 C.所做的功等于所做的功 D.所做的功大于所做的功 ‎8、如图所示,一个质量为m的物块A与另—个质量为2m的物块B发生正碰,碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中。假如碰撞过程中无机械能损失,已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1,与沙坑的距离为0.5m,取.物块可视为质点。则A碰撞前瞬间的速度为( ) ‎ A.0.5m/s B.1.0m/s C.1.5m/s D.2.0m/s ‎9、如图所示,一根光滑水平杆上串有5个完全相同的弹性钢珠子,它们均相隔一定距离放置,现设想同时给5个珠子以任意的速度使它们移动,则钢珠子之间最多可碰撞的次数为( )‎ A.6次 B.8次 C.10次 D.12次 ‎10、如图所示,质量为的物块(可视为质点)放在质量为0.5kg的木板左端,足够长的木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为,质量为的子弹以速度沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短),g取,则在整个过程中( )‎ A.物块和木板组成的系统动量守恒 B.子弹的末动量大小为 C.子弹对物块的冲量大小为 D.物块相对于木板滑行的时间为1s ‎11、如图所示,一半径为R质量为M的光滑圆弧槽D,放在光滑的水平面上,有一质量为m的小球由A点静止释放,在下滑到B点的过程中,下述说法正确的是（ ）‎ A.以地面为参考系,小球到达B处时相对于地的速度v满足 B.以槽为参考系,小球到达B处时相对于槽的速度满足 C.以地面为参考系,以小球、槽和地球为系统,机械能守恒 D.不论以槽或地面为参考系,以小球、槽和地球为系统的机械能均不守恒 ‎12、如图所示,两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上,两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上,现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m,的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态,释放A后,A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面,下列说法正确的是( )‎ A.斜面倾角 B.A获得最大速度为 C.C刚离开地面时,B的加速度最大 D.从释放A到C刚离开地面的过程中,两小球组成的系统机械能守恒 ‎13、如图所示,A为一上表面为光滑曲面的轨道,固定在水平地面上,轨道末端水平,质量的平板小车B静止于轨道右侧的水平地面上,其板面左端与轨道末端接触但不粘连,且板面与轨道末端在同一水平面上,一个质量为的物体C(可视为质点)从轨道顶端由静止滑下,冲上小车B一段时间后与小车相对静止并一起向右运动。若轨道顶端与末端的高度差,物体与小车板面间的动摩擦因数,小车与水平地面间的摩擦忽略不计,g取,则物体与小车保持相对静止时的速度大小和物体冲上去小车后相对于小车板面滑动的距离分别为( )‎ A.2m/s,1.5m B.2m/s,2.5m C.1m/s,1.5m D.1m/s,2.5m ‎14、如图所示，质量为m的槽体放在光滑水平面上，内有半径为R的半圆形轨道，其左端紧靠一个固定在地面上的挡板。质量为m的小球从A点由静止释放，若槽内光滑，求小球上升的最大高度　　‎ A． B．R C． D．‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 答案以及解析 ‎1答案及解析：‎ 答案：BD 解析：应用动能定理,可得合力对物体做的功,故A错误.‎ 电梯由静止开始向上做加速运动,设加速度的大小为a,由速度和位移的关系式可得,‎ 所以,对电梯由牛顿第二定律可得,所以,‎ 电梯底板对物体的支持力做的功为,故B正确.‎ 对于整体,由牛顿第二定律可得F- (M +m)g= (M+m)a,所以钢索的拉力为F=(M+m)g +(M+m)a,‎ 钢索的拉力做的功为,故C错误.‎ 根据动能定理可得,合力对电梯做的功等于电梯动能的变化量,即为,‎ 则钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯做的总功等于,故D正确.‎ ‎ ‎ ‎2答案及解析：‎ 答案：BC 解析：当物块下落的高度为h时,根据动能定理可知,即动能与h成正比,故A错误;‎ 如图所示,由牛顿第二定律得,‎ 又,整理可得,‎ 则弹力FN与h成正比，故B正确;‎ 整个过程中只有重力做功,物块的机械能守恒,即物块的机械能不变,故C正确;‎ 重力瞬时功率P=mgvcos(90° - θ) =mgvsinθ,‎ 由子,则,整理可得,即功率P与高度h不成线性关系，故D错误。‎ ‎ ‎ ‎3答案及解析：‎ 答案：BC 解析：开始时A、B具有大小相同的加速度,由v-t图像可知,在0 ~0. 5s过程中,A、B的加速度大小为,故选项A错误;‎ B落地前设绳的拉力大小为T,对S由牛顿第二定律有Mg-T=Ma1,解得T=Mg-Ma1=6N,A、B位移大小相等,‎ 则由图可知落地前B的位移为,故绳的拉力对A做的功为W=Tx=6×0.5J=3J,故选项B正确;‎ 由图可知B落地后A的加速度大小为,‎ 解得μ=0.25,故选项D错误;‎ 在0〜0. 5s时间内,Mg-μmgcos37°-mgsin37°=(M+m)a1解得m =0.5kg,‎ ‎0.25s时A的速度为v=1m/s,重力的瞬时功率P=mgvsin37° =3W,故选项C正确.‎ ‎ ‎ ‎4答案及解析：‎ 答案：C 解析：在.A、B两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,则在运动过程中.A点为弹簧压缩状态,B点为弹簧伸长状态,弹簧从压缩状态恢复原长的过程中,弹力做正功,小球速度增大,但不知道弹力在直杆方向上的分力与重力在直杆方向上的分力的大小关系,‎ 所以不能判断到B点时小球的加速度方向是沿直杆向上还是沿直杆向下,所以小球的速度不一定是先增大后减小的,故A错误;‎ 因在A点与B点处弹簧的弹力相等,所以弹性势能相同,弹力对小球做的总功为零,小球向下运动的过程中只有重力做正功,所以小球到达B点时的动能等于其由A到B减少的重力势能,故B错误;‎ 从A到B的过程中,弹簧先被压缩后又伸长,所以弹力先减小后增大, 弹性势能先减小后增大,故C正确;‎ 小球速度最大时,弹簧的弹力沿直杆方向的分力与重力沿直杆方向的分力等大反向,此时弹簧有弹力,弹簧不是处于原长状态,故D错误.‎ ‎ ‎ ‎5答案及解析：‎ 答案：C 解析：在B点,,由A到B过程,由动能定理得.解得克服摩擦力做的功.选项C正确。‎ ‎ ‎ ‎6答案及解析：‎ 答案：A 解析：设物体的初速度为v,初动能为,所受的阻力为F,通过的位移为s,物体的速度与动能的关系为,得,由得,,由题意可知物体运动时间和初动能相同,则质量越大,位移越小,,所以;由动能定理得,,因初动能相同,F与s成反比,则,故选A。‎ ‎ ‎ ‎7答案及解析：‎ 答案：B 解析：题目中给出了速度一时间图像,由图像告诉我们很多隐含条件,如图像的斜率表小于加速度的大小,我们可以根据斜率的大小关系确定加速度的大小关系,从而确定力的大小关系,同时也可以从图上直接找出力作用时间的长短。‎ 设的作用时间分别为,则由图知,当只有摩擦力作用时,由知图线斜率相同,则加速度相同,由牛顿第二定律知,摩擦力相同,故B选项正确。对a,由动量定理得;对b,同理有。由图像知,所以有,即,又由图像知,因此,则A选项错。也可以用,,由于,因此。由动能定理有,。由图可知,,则,则C、D均错。‎ ‎ ‎ ‎8答案及解析：‎ 答案：C 解析：以碰后物块B为研究对象.得,则碰后物块B的速度。设碰前A物块的运动速度为,由动量守恒和机械能守恒得,解得,则C项正确.‎ ‎ ‎ ‎9答案及解析：‎ 答案：C 解析：如题图所示,设杆上有5个钢珠子,完全相同的钢珠子之间发生完全弹性碰撞,则碰后速度交换。同时因各球速度各不相同,间距也不确定,最多的碰撞次数对应4最先和5碰,以后3再碰4,碰后4的速度可能还比5的速度要大些,故它还会再次碰5球,依次类推。这样4球碰5球最多有4次,3球碰4球最多有3次,2球碰3球最多有2次,1球碰2球最多有1次。故钢球之间的碰撞次数最多为10次。‎ ‎ ‎ ‎10答案及解析：‎ 答案：BD 解析：子弹射入物块的过程中,物块的动量增大,所以物块和木板组成的系统动量不守恒,故A错误;选取向右为正方向,子弹射入物块过程,由动量守恒定律可得,物块在木板上滑动过程,由动量守恒定律可得,联立可得,所以子弹的末动量大小为,故B正确;由动量定理可得子弹受到的冲量。子弹与物块间的相互作用力大小始终相等,方向相反,所以子弹对物块的冲量大小为,故C错误;对子弹和物块整体,由动量定理得,综上可得,物块相对于木板滑行的时间,故D正确。‎ ‎ ‎ ‎11答案及解析：‎ 答案：C 解析：小球在向下运动的过程中,小球与槽组成的系统在水平方向的动量守恒,所以小球获得向右的速度,同时槽也获得向左的速度,选取向右为正方向,以地面为参考系,则: 二者动能的和与小球减小的机械能是相等的,则: .故A错误；以槽为参考系,小球、槽、地球组成的系统的机械能守恒,槽向左运动,则地球相对于槽也向右运动,所以小球到达B处时相对于槽的速度v′不满足还要考虑地球的动能.故B错误；不论以槽或地面为参考系,以小球、槽和地球为系统的机械能均守恒.所以C选项是正确的,D错误。‎ ‎ ‎ ‎12答案及解析：‎ 答案：B 解析：C刚离开地面时,对C有,此时B有最大速度,即,则对B有,对A有,联立可得,,故A错误;初始时系统静止,且线上无拉力,对B有,可知,则从释放至C刚离开地面过程中,弹性势能变化量为零,此过程中,A、B、C及弹簧组成的系统机械能守恒,即,联立可得,故B正确;对B球进行受力分析可知,刚释放A时,B所受合力最大,此时B具有最大加速度,故C错误;从释放A到C刚离开地面的过程中,A、B、C及弹簧组成的系统机械能守恒,故D错误。‎ ‎ ‎ ‎13答案及解析：‎ 答案：C 解析：物体C在下滑过程中机械能守恒,有,解得,物体在小车板面上滑动的过程与小车组成的系统动量守恒,有,解得,设物体冲上小车后相对于小车板面滑动的距离为L,由能量守恒定律有,,解得,只有C正确。‎ ‎ ‎ ‎14答案及解析：‎ 答案：A 解析：设小球由A运动到B点时的速度为v，取圆弧最低点为势能零点，由机械能守恒定律得： ，得：；小球向上运动的过程中，小球与槽体组成的系统在水平方向的动量守恒，设小球滑至最高点时两者的共同速度为，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得；解得：；此过程中系统机械能守恒，所以有；解得小球上升的最大高度：，故选A。‎ ‎ ‎