《2020版高考物理二轮复习 专题限时集训7 动量和能量的综合应用（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理二轮复习 专题限时集训7 动量和能量的综合应用（含解析）（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题限时集训(七)(建议用时：40分钟)专题通关练1(多选)(2019湖南湘东六校联考)质量为m的物块甲以3 m/s的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定在其左侧，另一质量也为m的物块乙以4 m/s的速度与甲相向运动，如图所示，两物块通过弹簧相互作用(未超出弹簧弹性限度)并最终弹开，则()A两物块在压缩弹簧的过程中，两物块组成的系统动量守恒B当两物块相距最近时，甲物块的速度为零C甲物块的速率可能为5 m/sD当甲物块的速率为1 m/s时，乙物块的速率可能为2 m/sAD甲、乙两物块在压缩弹簧的过程中，两物块组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，选项A正确；当两物块相距最近时，两物块速度相等
2、，甲物块的速度不为零，选项B错误；若甲物块的速率为5 m/s，根据动量守恒定律可得此时乙物块的速率为6 m/s或4 m/s，两物块组成的系统机械能增大，违反了能量守恒定律，选项C错误；当甲物块的速率为1 m/s，方向向左时，选取向右为速度的正方向，根据动量守恒定律，m4 m/sm3 m/smvm1 m/s，解得乙物块的速率v2 m/s，选项D正确。2(原创题)(多选)一艘帆船在湖面上顺风航行，在风力的推动下做速度为v04 m/s的匀速直线运动。已知帆船在该运动状态下突然失去风的推力的作用，此后帆船在湖面上做匀减速直线运动，经过时间t08 s后静止不动；该帆船的帆面正对风的有效面积为S10 m2
3、，帆船的总质量约为M936 kg，若帆船在行驶过程中受到的阻力恒定不变，空气的密度为1.3 kg/m3，下列说法正确的是()A帆船失去风的推力后加速度大小是1 m/s2B帆船在湖面上顺风航行时所受水的阻力大小为468 NC帆船匀速运动时受到风的推力的大小为936 ND风速的大小为10 m/sBD帆船失去风的推力后，只受到水的阻力f的作用，做匀减速直线运动，设帆船的加速度大小为a，则a0.5 m/s2，选项A错误；以帆船为研究对象，由牛顿第二定律可得fMa，代入数据解得f468 N，选项B正确；设帆船匀速运动时受到风的推力大小为F，根据平衡条件得Ff0，解得F468 N，选项C错误；设在时间t内
4、，以正对帆面且吹向帆面的空气为研究对象，且其质量为m，则mS(vv0)t，根据动量定理有Ftmv0mv，解得v10 m/s，选项D正确。3(一题多解)(2019武汉示范高中联考)如图所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程木块的动能增加了6 J，那么此过程产生的内能可能为()A16 J B2 J C6 J D4 JA法一设子弹的质量为m0，初速度为v0，木块的质量为m，则子弹打入木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒，即m0v0(mm0)v，此过程中产生的内能等于系统损失的动能，即Em0v(mm0)v2，而木块获得的动能Ek木mv26 J，上述式子联立可得1，
5、故E6 J，A项正确。法二作出子弹和木块运动的vt图象，由图象可知，子弹和木块的相对位移x的大小一定大于木块的对地位移x木的大小，即xx木，设摩擦力为f，则系统产生的热量Qfx，对木块应用动能定理有fx木Ek木，可得QEk木6 J，A项正确。4.(多选)A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图象，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图象，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图象，若A球质量是m2 kg，则由图判断下列结论正确的是()A碰撞前、后A球的动量变化量为4 kgm/sB碰撞时A球对B球所施的冲量为4 NsCA、B两球碰撞前的总动量为3
6、kgm/sD碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10 JABD根据图象可知，碰前A球的速度vA3 m/s，碰前B球的速度vB2 m/s，碰后A、B两球共同的速度v1 m/s，故碰撞前、后A球的动量变化量为pAmvmvA4 kgm/s，选项A正确；A球的动量变化量为4 kgm/s，碰撞过程中动量守恒，B球的动量变化量为4 kgm/s，根据动量定理，碰撞过程中A球对B球所施的冲量为4 Ns，选项B正确；由于碰撞过程中动量守恒，有mvAmBvB(mmB)v，解得mB kg，故碰撞过程中A、B两球组成的系统损失的动能为EmvmBv(mmB)v210 J，选项D正确；A、B两球碰撞前的总动量为pmvA
7、mBvB(mmB)v kgm/s，选项C错误。5.(多选)如图所示，动量分别为pA12 kgm/s、pB13 kgm/s的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用pA、pB表示两小球动量的变化量，则下列选项中可能正确的是()ApA3 kgm/s，pB3 kgm/sBpA2 kgm/s，pB2 kgm/sCpA24 kgm/s，pB24 kgm/sDpA3 kgm/s，pB3 kgm/sAB本题属于追及碰撞问题，碰前，后面运动物体的速度一定要大于前面运动物体的速度(否则无法实现碰撞)，碰后，前面物体的动量增大，后面物体的动量减小，减小量等于增大量，所以p
8、A0，并且pApB。据此可排除选项D；若pA24 kgm/s、pB24 kgm/s，碰后两球的动量分别为pA12 kgm/s、pB37 kgm/s，根据关系式Ek可知，A球的质量和动量大小不变，动能不变，而B球的质量不变，但动量增大，所以B球的动能增大，这样系统的机械能比碰前增大了，选项C可以排除；经检验，选项A、B满足碰撞遵循的三个原则。6(多选)在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的黄壶，两者在大本营中心发生对心碰撞，如图(a)所示，碰后运动员用冰壶刷摩擦黄壶前进方向的冰面来减小阻力，碰撞前后两壶运动的vt图线如图(b)中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量均为19 kg，则
9、()A碰后黄壶的速度为0.8 m/sB碰后黄壶移动的距离为2.4 mC碰撞过程两壶损失的动能为7.22 JD碰后红、黄两壶所受摩擦力大小之比为54AD由图可知碰撞前后红壶的速度为v01 m/s和v10.2 m/s，由动量守恒可得mv0mv1mv2，解得碰后黄壶速度为v20.8 m/s，碰后黄壶移动的距离为x0.85 m2 m，碰撞过程两壶损失的动能为Ekmvmvmv3.04 J，红壶所受摩擦力f1ma119 N3.8 N，黄壶所受摩擦力f2ma219 N3.04 N碰后红、黄两壶所受摩擦力之比为f1f254，故A、D正确，B、C错误7(多选)(2019山东济南高三质量评估)如图所示，一质量为3
10、m的容器静止在光滑水平面上，该容器的内壁是半径为R的光滑半球面，在容器内壁的最高点由静止释放一质量为m的小滑块P，重力加速度为g。下列说法正确的是()AP滑到最低点时的动能为mgRBP从开始到最低点的过程中机械能减少了CP经过最低点后沿内壁继续上滑的最大高度小于RDP经过最低点后沿内壁继续上滑的最大高度等于RBD小滑块由最高点运动到最低点的过程，容器和小滑块组成的系统水平方向动量守恒，则由动量守恒定律可知0mvP3mv，又由机械能守恒定律得mgRmv3mv2，解得v，vP3，则小滑块在最低点的动能为EkPmgR，该过程中小滑块减少的机械能为EmgRmgRmgR，A错误，B正确；假设小滑块沿内壁
11、上滑的最大高度为h，则对小滑块和容器组成的系统，由动量守恒定律和机械能守恒定律得mvP3mv4mv，mgRmgh4mv2，解得v0，hR，C错误，D正确。8(原创题)(多选)如图所示，半径为R的圆弧轨道固定在水平面上，圆弧轨道底端和水平面相切，质量分别为5m和3m的物体B和C用一质量不计的弹簧连接放在水平面上，其中物体B左端刚好位于圆弧轨道圆心的正下方，质量为m的物体A由与圆心等高的位置从圆弧上静止释放，经一段时间物体A与物体B发生碰撞，碰撞后物体A沿原路返回，A上升的最高点距水平面的高度为。假设三个物体均可视为质点、一切摩擦和阻力均可忽略，重力加速度为g。下列说法正确的是()A物体A、B碰后
12、瞬间，物体A的速度大小为B物体A、B相互作用的过程中，物体A对物体B的冲量大小为mC弹簧所储存的弹性势能的最大值为mgRD碰后物体C具有的最大速度应为ACD物体A运动到圆弧轨道最低点与物体B碰撞前的速度大小记为v1，取轨道的最低点的重力势能为零，根据机械能守恒定律有mgRmv，解得v1，碰撞后瞬间物体A的速度大小记为v1，同理有mv，解得v1，碰撞后瞬间物体B的速度大小记为v2，取水平向右为正方向，对A、B组成的系统由动量守恒定律有mv1mv15mv2，解得v2，由动量定理可得，碰撞过程中物体B受到的冲量大小为I5mv2m，A正确，B错误；碰撞结束后，物体B与物体C的速度相等时弹簧储存的弹性势
13、能最大，根据动量守恒定律有5mv28mv3，根据机械能守恒定律有，弹簧储存的最大弹性势能Epm5mv8mv，解得EpmmgR，C正确；对物体B、物体C与弹簧组成的系统而言，当弹簧再次恢复到原长时，物体C的速度最大，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有8mv35mv23mvC，Epm8mv5mv3mv，解得vC，D正确。能力提升练9(多选)(2019东北六校理综联考)如图所示，质量分别为m1、m2的两物体A、B与轻弹簧拴接，一起静止在光滑水平面上，m1m2。现用锤子两次分别敲击A和B，使它们均获得大小相同的初动量，当敲击A时弹簧压缩到最短的长度为L1，锤子对A做的功为W1；敲击B时弹簧压缩到最短
14、的长度为L2，锤子对B做的功为W2，则L1与L2及两次锤子做的功W1和W2的大小关系正确的是()AL1L2 BL1W2 DW1m2，则根据以上分析可知W1W2，C错误，D正确；因为Ep1L2，A正确，B错误。10(多选)如图甲所示，光滑水平面上放着长木板B，质量为m2 kg的木块A以速度v02 m/s滑上原来静止的长木板B的上表面，由于A、B之间存在有摩擦，之后，A、B的速度随时间变化情况如图乙所示，重力加速度g10 m/s2。下列说法正确的是()甲 乙AA、B之间动摩擦因数为0.1B长木板的质量M2 kgC长木板长度至少为2 mDA、B组成的系统损失的机械能为4 JAB从题图乙可以看出，A先
