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1、备战高考物理：能量和动量一轮题附答案一、选择题。1、（多选）如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴O上，另一端与套在粗糙固定直杆A处的质量为m的小球(可视为质点)相连A点距水平面的高度为h，直杆与水平面的夹角为30，OAOC，B为AC的中点，OB等于弹簧原长小球从A处由静止开始下滑，经过B处的速度为v，并恰好能停在C处已知重力加速度为g，则下列说法正确的是()A小球通过B点时的加速度为B小球通过AB段与BC段摩擦力做功相等C弹簧具有的最大弹性势能为mv2DA到C过程中，产生的内能为mgh2、（多选）如图所示，竖直墙面和水平地面均光滑，质量分别为mA6 kg，mB2 kg的A、B两物体用
2、质量不计的轻弹簧相连，其中A紧靠墙壁，现对B物体缓慢施加一个向左的力，该力对物体B做功W25 J，使A、B间弹簧被压缩，在系统静止时，突然撤去向左推力解除压缩，则 ()A解除压缩后，两物体和弹簧组成系统动量守恒B解除压缩后，两物体和弹簧组成系统机械能守恒C从撤去外力至A与墙面刚分离，A对弹簧的冲量I10 Ns，方向水平向右DA与墙面分离后至首次弹簧恢复原长时，两物体速率均是2.5 m/s3、一质量为m的汽车在平直路面上以速度v匀速行驶，发动机的输出功率为P.从某时刻开始，司机突然加大油门将汽车发动机的输出功率提升至某个值并保持不变，结果汽车在速度到达2v之后又开始匀速行驶若汽车行驶过程所受路面
3、阻力保持不变，不计空气阻力下列说法正确的是()A汽车加速过程的最大加速度为B汽车加速过程的平均速度为vC汽车速度从v增大到2v的过程做匀加速运动D汽车速度增大时，发动机产生的牵引力随之不断增大4、一物块放在水平面上，在水平恒力F的作用下从静止开始运动，物块受到的阻力与速度成正比，则关于拉力F的功率随时间变化的规律正确的是()5、(双选)如图所示，半径为r的半圆弧轨道ABC固定在竖直平面内，直径AC水平，一个质量为m的物块(可视为质点)从圆弧轨道A端正上方P点由静止释放，物块刚好从A点无碰撞地进入圆弧轨道并在A、B之间做匀速圆周运动，到B点时对轨道的压力大小等于物块重力的2倍，重力加速度为g，不
4、计空气阻力，则()A物块到达A点时速度大小为BP、A间的高度差为C物块从A运动到B所用时间为D物块从A运动到B克服摩擦力做功为mgr6、如图所示，质量、初速度大小都相同的A、B、C三个小球，在同一水平面上，A球竖直上抛，B球以倾斜角斜向上抛，空气阻力不计，C球沿倾角为的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为hA、hB、hC，则()AhAhBhC BhAhBhC DhAhChB7、如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球
5、从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为()A2mgR B4mgR C5mgR D6mgR8、（多选）如图所示，用轻绳连接的滑轮组下方悬挂着两个物体，它们的质量分别为m1、m2，且m22m1，m1用轻绳挂在动滑轮上，滑轮的质量、摩擦均不计。现将系统从静止释放，对m1上升h高度(h小于两滑轮起始高度差)这一过程，下列说法正确的是()Am2减小的重力势能全部转化为m1增加的重力势能Bm1上升到h高度时的速度大小为 C轻绳对m2做功的功率与轻绳对m1做功的功率大小相等D轻绳的张力大小为m1g9、如图甲所示，以斜面底端为重力势能零势能面，一物体在平行于斜面的拉力作用下，由静止开始沿光滑斜面向下运动
6、运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象(Ex图象)如图乙所示，其中0x1过程的图线为曲线，x1x2过程的图线为直线根据该图象，下列判断正确的是()A0x1过程中物体所受拉力可能沿斜面向下B0x2过程中物体的动能先增大后减小Cx1x2过程中物体做匀加速直线运动Dx1x2过程中物体可能在做匀减速直线运动10、（多选）如图所示，质量均为m的A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧拴接在一起，竖直放置在水平地面上，物体A处于静止状态，在A的正上方h高处有一质量也为m的小球C.现将小球C由静止释放，C与A发生碰撞后立刻粘在一起，弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加速度为g.下列说法正确的是()A
7、C与A碰撞后瞬间A的速度大小为 BC与A碰撞时产生的内能为CC与A碰撞后弹簧的最大弹性势能为D要使碰后物体B被拉离地面，h至少为11、如图所示，竖直平面内有一半圆槽，A、C等高，B为圆槽最低点，小球从A点正上方O点静止释放，从A点切入圆槽，刚好能运动至C点。设球在AB段和BC段运动过程中，运动时间分别为t1、t2，合外力的冲量大小为I1、I2，则()At1t2 Bt1t2 CI1I2 DI1I212、（双选）如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度v0向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x。现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B(如图乙所示)，物体A以2v0的速度向右压缩弹
8、簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x，则()AA物体的质量为3mBA物体的质量为2mC弹簧压缩最大时的弹性势能为mv02D弹簧压缩最大时的弹性势能为mv02二、填空含实验题。13、利用如图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系小车的质量为M200.0 g，钩码的质量为m10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz的交流电(1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_。(2)挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图所示选择某一点为O，依次每隔4个计时点取一个计数点用刻度尺量出相邻计数点间的距离x，记录在纸带上计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”
9、时小车的速度v1_m/s. (3)将钩码的重力视为小车受到的拉力，取g9.80 m/s2，利用Wmgx算出拉力对小车做的功W.利用EkMv2算出小车动能，并求出动能的变化量Ek.计算结果见下表W/103 J2.452.923.353.814.26Ek/103 J2.312.733.123.614.00请根据表中的数据，在下面的方格纸上作出EkW图象 (4)实验结果表明，Ek总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F_N。 14、用图示的实验装置可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，地面水平，图
10、中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，用天平测量两个小球的质量，先让入射球1多次从斜轨上的S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程，然后，把被碰小球2静置于轨道的水平部分，再将入射球1从斜轨S位置由静止释放，与小球2相撞，并多次重复，分别找到球1、球2相碰后平均落地点的位置，测量平抛射程。（1）关于本实验，下列说法正确的是_。A.入射球1的质量应比被碰小球2的质量大B.小球与斜槽间的摩擦对实验有影响C.入射球1必须从同一高度释放D.两小球的半径可以不同（2）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_。（用题中测量的量表示）（3）若两个小球质量均未知，只知道，则只需验证表
11、达式_成立，可证明发生的碰撞是弹性碰撞。（用题中测量的量表示）三、解答题。15、如图所示，水平轨道PAB与圆弧轨道BC相切于B点，其中，PA段光滑，AB段粗糙，动摩擦因数0.1，AB段长度L2 m，BC段光滑，半径R1 m。轻质弹簧劲度系数k200 N/m，左端固定于P点，右端处于自由状态时位于A点，现用力推质量m2 kg的小滑块，使其缓慢压缩弹簧，当推力做功W25 J时撤去推力。已知弹簧弹性势能表达式Epkx2，其中，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，重力加速度取g10 m/s2。(1)求推力撤去瞬间，滑块的加速度大小；(2)求滑块第一次到达圆弧轨道最低点B时对B点的压力F大小；(3)判
12、断滑块能否越过C点，如果能，求出滑块到达C点的速度vC和滑块离开C点再次回到C点所用时间t，如果不能，求出滑块能达到的最大高度h。16、如图所示，在距水平地面高为h0.5 m处，水平固定一根长直光滑杆，杆上P处固定一小定滑轮，在P点的右边杆上套一质量mA1 kg的滑块A.半径r 0.3 m的光滑半圆形竖直轨道固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，半圆形轨道上套有质量mB2 kg的小球B.滑块A和小球B用一条不可伸长的柔软细绳绕过小定滑轮相连，在滑块A上施加一水平向右的力F.滑轮的质量和摩擦均可忽略不计，且小球可看做质点，g取10 m/s2，0.58. (1)若逐渐增大拉力F，求小球B刚要离地时
13、拉力F1的大小；(2)若拉力F2 57.9 N，求小球B运动到C处时的速度大小；(结果保留整数)(3)在(2)情形中当小球B运动到C处时，拉力变为F3 16 N，求小球B在右侧轨道上运动的最小速度(结果保留一位小数)17、如图所示，倾角45的粗糙平直导轨AB与半径为R的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内。一质量为m的小滑块(可以看作质点)从导轨上离地面高为h3R的D处无初速度下滑进入圆环轨道。接着小滑块从圆环最高点C水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的P点，不计空气阻力，已知重力加速度为g。求：(1)滑块运动到圆环最高点C时的速度大小；(2)滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压
14、力的大小；(3)滑块在斜面轨道BD间运动的过程中克服摩擦力做的功。备战2022届高考物理：能量和动量一轮题附答案一、选择题。1、（多选）如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴O上，另一端与套在粗糙固定直杆A处的质量为m的小球(可视为质点)相连A点距水平面的高度为h，直杆与水平面的夹角为30，OAOC，B为AC的中点，OB等于弹簧原长小球从A处由静止开始下滑，经过B处的速度为v，并恰好能停在C处已知重力加速度为g，则下列说法正确的是()A小球通过B点时的加速度为B小球通过AB段与BC段摩擦力做功相等C弹簧具有的最大弹性势能为mv2DA到C过程中，产生的内能为mgh【答案】BCD 2、（多
15、选）如图所示，竖直墙面和水平地面均光滑，质量分别为mA6 kg，mB2 kg的A、B两物体用质量不计的轻弹簧相连，其中A紧靠墙壁，现对B物体缓慢施加一个向左的力，该力对物体B做功W25 J，使A、B间弹簧被压缩，在系统静止时，突然撤去向左推力解除压缩，则 ()A解除压缩后，两物体和弹簧组成系统动量守恒B解除压缩后，两物体和弹簧组成系统机械能守恒C从撤去外力至A与墙面刚分离，A对弹簧的冲量I10 Ns，方向水平向右DA与墙面分离后至首次弹簧恢复原长时，两物体速率均是2.5 m/s【答案】BCD 3、一质量为m的汽车在平直路面上以速度v匀速行驶，发动机的输出功率为P.从某时刻开始，司机突然加大油门
16、将汽车发动机的输出功率提升至某个值并保持不变，结果汽车在速度到达2v之后又开始匀速行驶若汽车行驶过程所受路面阻力保持不变，不计空气阻力下列说法正确的是()A汽车加速过程的最大加速度为B汽车加速过程的平均速度为vC汽车速度从v增大到2v的过程做匀加速运动D汽车速度增大时，发动机产生的牵引力随之不断增大【答案】A4、一物块放在水平面上，在水平恒力F的作用下从静止开始运动，物块受到的阻力与速度成正比，则关于拉力F的功率随时间变化的规律正确的是()【答案】C5、(双选)如图所示，半径为r的半圆弧轨道ABC固定在竖直平面内，直径AC水平，一个质量为m的物块(可视为质点)从圆弧轨道A端正上方P点由静止释放
17、，物块刚好从A点无碰撞地进入圆弧轨道并在A、B之间做匀速圆周运动，到B点时对轨道的压力大小等于物块重力的2倍，重力加速度为g，不计空气阻力，则()A物块到达A点时速度大小为BP、A间的高度差为C物块从A运动到B所用时间为D物块从A运动到B克服摩擦力做功为mgr【答案】BD6、如图所示，质量、初速度大小都相同的A、B、C三个小球，在同一水平面上，A球竖直上抛，B球以倾斜角斜向上抛，空气阻力不计，C球沿倾角为的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为hA、hB、hC，则()AhAhBhC BhAhBhC DhAhChB【答案】D 7、如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是
18、半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为()A2mgR B4mgR C5mgR D6mgR【答案】C8、（多选）如图所示，用轻绳连接的滑轮组下方悬挂着两个物体，它们的质量分别为m1、m2，且m22m1，m1用轻绳挂在动滑轮上，滑轮的质量、摩擦均不计。现将系统从静止释放，对m1上升h高度(h小于两滑轮起始高度差)这一过程，下列说法正确的是()Am2减小的重力势能全部转化为m1增加的重力势能Bm1上升到h高度时的速度大小为 C轻绳对m2做功的功
19、率与轻绳对m1做功的功率大小相等D轻绳的张力大小为m1g【答案】BCD 9、如图甲所示，以斜面底端为重力势能零势能面，一物体在平行于斜面的拉力作用下，由静止开始沿光滑斜面向下运动运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象(Ex图象)如图乙所示，其中0x1过程的图线为曲线，x1x2过程的图线为直线根据该图象，下列判断正确的是()A0x1过程中物体所受拉力可能沿斜面向下B0x2过程中物体的动能先增大后减小Cx1x2过程中物体做匀加速直线运动Dx1x2过程中物体可能在做匀减速直线运动【答案】C 10、（多选）如图所示，质量均为m的A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧拴接在一起，竖直放置在水平地面上
20、，物体A处于静止状态，在A的正上方h高处有一质量也为m的小球C.现将小球C由静止释放，C与A发生碰撞后立刻粘在一起，弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加速度为g.下列说法正确的是()AC与A碰撞后瞬间A的速度大小为 BC与A碰撞时产生的内能为CC与A碰撞后弹簧的最大弹性势能为D要使碰后物体B被拉离地面，h至少为【答案】ABD 11、如图所示，竖直平面内有一半圆槽，A、C等高，B为圆槽最低点，小球从A点正上方O点静止释放，从A点切入圆槽，刚好能运动至C点。设球在AB段和BC段运动过程中，运动时间分别为t1、t2，合外力的冲量大小为I1、I2，则()At1t2 Bt1t2 CI1I2 DI1
21、I2【答案】C 12、（双选）如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度v0向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x。现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B(如图乙所示)，物体A以2v0的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x，则()AA物体的质量为3mBA物体的质量为2mC弹簧压缩最大时的弹性势能为mv02D弹簧压缩最大时的弹性势能为mv02【答案】AC二、填空含实验题。13、利用如图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系小车的质量为M200.0 g，钩码的质量为m10.0 g，打点计时器的电源为50 Hz的交流电(1)挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板
22、右侧的高度，直至向左轻推小车观察到_。(2)挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图所示选择某一点为O，依次每隔4个计时点取一个计数点用刻度尺量出相邻计数点间的距离x，记录在纸带上计算打出各计数点时小车的速度v，其中打出计数点“1”时小车的速度v1_m/s. (3)将钩码的重力视为小车受到的拉力，取g9.80 m/s2，利用Wmgx算出拉力对小车做的功W.利用EkMv2算出小车动能，并求出动能的变化量Ek.计算结果见下表W/103 J2.452.923.353.814.26Ek/103 J2.312.733.123.614.00请根据表中的数据，在下面的方格纸上作出EkW图象 (4)实验结果表明
23、，Ek总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F_N。 【答案】(1)小车做匀速运动 (2)0.228(3)如图所示： (4)0.093 14、用图示的实验装置可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，地面水平，图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，用天平测量两个小球的质量，先让入射球1多次从斜轨上的S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程，然后，把被碰小球2静置于轨道的水平部分，再将入射球1从斜轨S位置由静止释放，与小球2相撞，并多次重复，分别找到球1、球2相碰后平均落地
24、点的位置，测量平抛射程。（1）关于本实验，下列说法正确的是_。A.入射球1的质量应比被碰小球2的质量大B.小球与斜槽间的摩擦对实验有影响C.入射球1必须从同一高度释放D.两小球的半径可以不同（2）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_。（用题中测量的量表示）（3）若两个小球质量均未知，只知道，则只需验证表达式_成立，可证明发生的碰撞是弹性碰撞。（用题中测量的量表示）【答案】（1）AC （2） （3） 三、解答题。15、如图所示，水平轨道PAB与圆弧轨道BC相切于B点，其中，PA段光滑，AB段粗糙，动摩擦因数0.1，AB段长度L2 m，BC段光滑，半径R1 m。轻质弹簧劲度系数k200 N
25、/m，左端固定于P点，右端处于自由状态时位于A点，现用力推质量m2 kg的小滑块，使其缓慢压缩弹簧，当推力做功W25 J时撤去推力。已知弹簧弹性势能表达式Epkx2，其中，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，重力加速度取g10 m/s2。(1)求推力撤去瞬间，滑块的加速度大小；(2)求滑块第一次到达圆弧轨道最低点B时对B点的压力F大小；(3)判断滑块能否越过C点，如果能，求出滑块到达C点的速度vC和滑块离开C点再次回到C点所用时间t，如果不能，求出滑块能达到的最大高度h。【答案】(1)50 m/s2(2)62 N(3)能1 m/s0.2 s【解析】 (1)推力做功全部转化为弹簧的弹性势能，则
26、有WEp，即25200x2，得x0.5 m。由牛顿运动定律得a50 m/s2(2)设滑块到达B点时的速度为vB，由能量关系有WmgLmv，得v21 m2/s2对小滑块，由牛顿第二定律得FNmgm，解得FN62 N由牛顿第三定律可知，小滑块对B点的压力F62 N(3)设滑块能够到达C点，且具有速度vC，由功能关系得WmgLmgRmv代入数据解得vC1 m/s故滑块能够越过C点，从滑块离开C点到再次回到C点过程中，滑块做匀变速运动，以向下为正方向有vCvCgt，t0.2 s 16、如图所示，在距水平地面高为h0.5 m处，水平固定一根长直光滑杆，杆上P处固定一小定滑轮，在P点的右边杆上套一质量mA
27、1 kg的滑块A.半径r 0.3 m的光滑半圆形竖直轨道固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，半圆形轨道上套有质量mB2 kg的小球B.滑块A和小球B用一条不可伸长的柔软细绳绕过小定滑轮相连，在滑块A上施加一水平向右的力F.滑轮的质量和摩擦均可忽略不计，且小球可看做质点，g取10 m/s2，0.58. (1)若逐渐增大拉力F，求小球B刚要离地时拉力F1的大小；(2)若拉力F2 57.9 N，求小球B运动到C处时的速度大小；(结果保留整数)(3)在(2)情形中当小球B运动到C处时，拉力变为F3 16 N，求小球B在右侧轨道上运动的最小速度(结果保留一位小数)【答案】(1)23.2 N(2)4 m
28、/s(3)3.2 m/s解析：(1)设初位置BP方向与竖直方向成角，将F1分解到竖直方向和水平方向，要离开地面时满足F1cos mBg，其中cos ，解得F123.2 N(2)当B球运动到C处时，滑块A的速度为0.对A、B整体由动能定理得F2(hr)mBgrmBv2解得v4 m/s(3)当B球的切向加速度为0时，速度取最小值vmin.设此时BP与水平方向的夹角为，有mgsin F3解得sin 0.8对A、B整体从B球处于C位置到B球速度最小的过程，由动能定理得mBgr(1cos )F3hsin (hr)(mAmB)vmBv2解得vmin3.2 m/s 17、如图所示，倾角45的粗糙平直导轨AB
29、与半径为R的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内。一质量为m的小滑块(可以看作质点)从导轨上离地面高为h3R的D处无初速度下滑进入圆环轨道。接着小滑块从圆环最高点C水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的P点，不计空气阻力，已知重力加速度为g。求：(1)滑块运动到圆环最高点C时的速度大小；(2)滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小；(3)滑块在斜面轨道BD间运动的过程中克服摩擦力做的功。【答案】(1) (2)6mg (3)mgR 【解析】(1)小滑块从C点飞出后做平抛运动，设水平速度为v0，竖直方向上：Rgt2水平方向上：Rv0t解得：v0。(2)设小滑块在最低点时速度为v，小滑块从最低点到C点的过程由动能定理得：mg2Rmvmv2解得：v在最低点由牛顿第二定律得：FNmgm解得：FN6mg由牛顿第三定律得滑块对圆环轨道压力FN6mg。(3)从D到最低点过程中，设DB过程中克服摩擦阻力做功为Wf，由动能定理得：mghWfmv20解得：WfmgR。