2021高考物理人教版一轮考评训练：《能量和动量》检测题
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《能量和动量》检测题
(本试卷满分100分)
一、单项选择题(本题包括8小题，每小题3分，共24分)
1．如图所示，质量为m的圆环套在与水平面成α＝53°角的固定的光滑细杆上，圆环用一轻绳通过一光滑定滑轮挂一质量也为m的木块，初始时圆环与滑轮在同一水平高度上，这时定滑轮与圆环相距0.5 m．现由静止释放圆环，圆环及滑轮均可视为质点，轻绳足够长．已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.则下列说法正确的是( )
A．圆环下滑0.6 m时速度为零
B．圆环与木块的动能始终相等
C．圆环的机械能守恒
D．圆环下滑0.3 m时速度为 m/s
2.
如图所示，足够长的小平板车B的质量为M，以水平速度v0向右在光滑水平面上运动，与此同时，质量为m的小物体A从车的右端以水平速度v0沿车的粗糙上表面向左运动．若物体与车面之间的动摩擦因数为μ，则在足够长的时间内( )
A．若M>m，物体A对地向左的最大位移是
B．若M
v1)的速度向左滑上传送带，经过时间t1，物块与传送带相对静止，则下列说法正确的是( )
A．物块经过时间，速度减为零
B．物块向左运动的最大位移为
C．t1时间内，传送带对物块所做的功为mv－mv
D．t1时间内，传送带消耗的电能为m(v1＋v2)v1
10.
如图所示，在两根水平固定的平行光滑杆上套着A、B、C三个小球，三个小球均可以沿杆滑动．A的质量为3m，B和C的质量均为m，初始时A和B用一根轻弹簧相连，A和B的连线与杆垂直，弹簧处于原长状态，C以速度v0沿杆向左运动，与B发生碰撞后瞬间结合在一起，下列说法正确的是( )
A．碰撞后，A的最大速度为v0
B．碰撞后，B、C的最小速度为v0
C．碰撞后，弹簧的最大弹性势能为mv
D．碰撞后，B、C速度最小时，弹簧的弹性势能为mv
11．如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1、m2(已知m2＝0.5 kg)的两物块A、B相连接，弹簧处于原长，三者静止在光滑水平面上．现使B获得水平向右、大小为6 m/s的瞬时速度，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的图象如图乙所示，从图象提供的信息可得( )
A．在t1时刻，两物块达到共同速度2 m/s，且弹簧处于伸长状态
B．t3到t4时间内弹簧由原长变化为压缩状态
C．t3时刻弹簧的弹性势能为6 J
D．在t3和t4时刻，弹簧均处于原长状态
12.
如图所示，质量均为m的A、B两物体用轻绳相连，将物体A用一轻弹簧悬挂于天花板上，系统处于静止状态，如果弹簧的劲度系数为k，弹簧的弹性势能表达式为Ep＝kx2(式中x为弹簧的伸长量)，且弹簧一直处在弹性限度内，现将A、B间的连线剪断，则在这之后的过程中(已知重力加速度为g)( )
A．绳子剪断的瞬间物体A的加速度为g
B．绳子剪断后物体A能上升的最大高度为
C．物体A的最大动能为
D．物体A速度达到最大时，弹簧弹力做的功为
三、非选择题(本题包括6小题，共60分)
13．(9分)
某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．
回答下列问题：
(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等．已知重力加速度大小为g.为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号)．
A．小球的质量m
B．小球抛出点到落地点的水平距离s
C．桌面到地面的高度h
D．弹簧的压缩量Δx
E．弹簧原长l0
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek＝________.
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s－Δx图线．从理论上可推出，如果h不变，m增加，s－Δx图线的斜率会________(填“增大”“减小”或“不变”)；如果m不变，h增加，s－Δx图线的斜率会________(填“增大”“减小”或“不变”)．由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与Δx的________次方成正比．
14．(8分)利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验．
(1)实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小或很大等各种情况，若要求碰撞时动能损失最大，应选图________(选填“甲”或“乙”)图中的装置，若要求碰撞时动能损失最小，则应选图________(选填“甲”或“乙”)图中的装置．(甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥)
(2)若通过实验已验证碰撞前、后系统的动量守恒，某同学再进行以下实验．某次实验时碰撞前B滑块静止，A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞，利用频闪照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图丙所示．已知相邻两次闪光的时间间隔为T，在这4次闪光的过程中，A、B两滑块均在0～80 cm范围内，且第1次闪光时，滑块A恰好位于x＝10 cm处．若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则可知碰撞发生在第1次闪光后的________时刻，A、B两滑块的质量比mAmB＝________.
15．(10分)
如图，光滑固定的水平直杆(足够长)上套着轻弹簧和质量m1＝4 kg的小球A，用长度L＝0.2 m的不可伸长的轻绳将A与质量m2＝5 kg的小球B连接起来，已知弹簧左端固定，右端不与A相连．现在让A压缩弹簧使之储存4 J的弹性势能，此时A、B均静止．再由静止释放A，发现当A脱离弹簧后，B运动至最高点时绳与杆的夹角为53°.取重力加速度g＝10 m/s2，cos 53°＝0.6，sin53°＝0.8，求：
(1)弹簧给A的冲量大小；
(2)A脱离弹簧后的最大速度．
16．(12分)如图所示，质量为m＝0.5 kg的小球用长为r＝0.4 m的细绳悬挂于O点，在O点的正下方有一个质量为m1＝1.0 kg的小滑块，小滑块放在一块静止在光滑水平面上、质量为m2＝1.0 kg的木板左端．现将小球向左上方拉至细绳与竖直方向夹角θ＝60°的位置由静止释放，小球摆到最低点与小滑块发生正碰并被反弹，碰撞时间极短，碰后瞬间细绳对小球的拉力比碰前瞬间减小了ΔFT＝4.8 N，而小滑块恰好不会从木板上掉下．已知小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ＝0.12，不计空气阻力，小滑块与小球均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2.求：
(1)碰后瞬间小球的速度大小；
(2)木板的长度．
17.(10分)
如图所示，质量分布均匀、形状对称的金属块内有一个半径为R的光滑半圆形槽，金属块放在光滑的水平面上且左边挨着竖直墙壁．一质量为m的小球从离金属块左上端R处由静止下落，小球到达最低点后向右运动从金属块的右端冲出，到达最高点后离半圆形槽最低点的高度为R.重力加速度为g，不计空气阻力．
(1)小球第一次到达最低点时，小球对金属块的压力为多大？
(2)金属块的质量为多少？
18．(11分)
如图，在光滑的水平面上静置着足够长、质量为3m的木板，木板上依次排放质量均为m的木块1、2、3，木块与木板间的动摩擦因数均为μ.现同时给木块1、2、3水平向右的初速度v0、2v0、3v0，最后所有的木块与木板相对静止．已知重力加速度为g，求：
(1)木块3从开始运动到与木板相对静止时位移的大小；
(2)木块2在整个运动过程中的最小速度．
《能量和动量》检测题
1．D 当圆环下降0.6 m时，由几何关系知，木块高度不变，圆环高度下降了h1′＝0.6sin 53° m，由运动的合成与分解得v木′＝v环′cos 53°，由系统机械能守恒有mgh1′＝mv′＋mv环，由此可知，A项错误；圆环与木块组成的系统机械能守恒，C项错误；设轻绳与细杆的夹角为θ，由运动的合成与分解得v木＝v环cos θ，当圆环下滑0.3 m时，根据几何关系，θ＝90°，木块速度为零，圆环高度下降了h1＝0.3sin 53° m＝0.24 m，木块高度下降了h2＝0.5 m－0.5×sin 53° m＝0.1 m，由机械能守恒定律得mgh1＋mgh2＝mv，解得v环＝ m/s，B项错误，D项正确．
2．D 若M>m，则系统总动量向右，A速度向左减为0后向右加速，故vA＝0时向左的位移最大为；同理，若Mm，则最终共同速度大小为v＝ v0，方向向右，摩擦力对小车的冲量I＝ΔPM＝M(v0－v)＝ v0，摩擦力作用时间t＝＝.若M
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