高考物理 高考题和高考模拟题分项版汇编 专题03 机械能和动量（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

专题03 机械能和动量1【2017·新课标卷】将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）A30 B5.7×102 C6.0×102 D6.3×102【答案】A【解析】设火箭的质量（不含燃气）为m1，燃气的质量为m2，根据动量守恒，m1v1=m2v2，解得火箭的动量为：p=m1v1=m2v2=30 ，所以A正确，BCD错误。【考点定位】动量、动量守恒【名师点睛】本题主要考查动量即反冲类动量守恒问题，只要注意动量的矢量性即可，比较简单。2【2017·新课标卷】如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力A一直不做功B一直做正功C始终指向大圆环圆心D始终背离大圆环圆心【答案】A【考点定位】圆周运动；功【名师点睛】此题关键是知道小圆环在大圆环上的运动过程中，小圆环受到的弹力方向始终沿大圆环的半径方向，先是沿半径向外，后沿半径向里。 3【2017·江苏卷】一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处物块初动能为，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能与位移的关系图线是【答案】C【解析】向上滑动的过程中，根据动能定理：，同理，下滑过程中，由动能定理可得：，故C正确；ABD错误【考点定位】动能定理【名师点睛】本题考查动能定理及学生的识图能力，根据动能定理写出Ekx图象的函数关系，从而得出图象斜率描述的物理意义4【2017·新课标卷】如图，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为A BCD【答案】A【解析】将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，PM段绳的机械能不变，MQ段绳的机械能的增加量为，由功能关系可知，在此过程中，外力做的功，故选A。【考点定位】重力势能、功能关系【名师点睛】重点理解机械能变化与外力做功的关系，本题的难点是过程中重心高度的变化情况。5【2017·新课标卷】一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则At=1 s时物块的速率为1 m/sBt=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/sCt=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sDt=4 s时物块的速度为零【答案】AB【考点定位】动量定理【名师点睛】求变力的冲量是动量定理应用的重点，也是难点。Ft图线与时间轴所围面积表示冲量。6【2017·天津卷】“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是A摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力C摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变【答案】B【解析】机械能等于动能和重力势能之和，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能时刻发生变化，则机械能在变化，故A错误；在最高点对乘客受力分析，根据牛顿第二定律有：，座椅对他的支持力，故B正确；乘客随座舱转动一周的过程中，动量不变，是所受合力的冲量为零，重力的冲量，故C错误；乘客重力的瞬时功率，其中为线速度和竖直方向的夹角，摩天轮转动过程中，乘客的重力和线速度的大小不变，但在变化，所以乘客重力的瞬时功率在不断变化，故D错误。【考点定位】机械能，向心力，冲量和动量定理，瞬时功率【名师点睛】本题的难点在于对动量定理的理解，是“物体所受合力的冲量等于动量的变化”，而学生经常记为“力的冲量等于物体动量的变化”。 7【2017·新课标卷】如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时。对应的轨道半径为（重力加速度大小为g）A BCD【答案】B【解析】物块由最低点到最高点有：；物块做平抛运动：x=v1t；联立解得：，由数学知识可知，当时，x最大，故选B。【考点定位】机械能守恒定律；平抛运动【名师点睛】此题主要是对平抛运动的考查；解题时设法找到物块的水平射程与圆轨道半径的函数关系，即可通过数学知识讨论；此题同时考查学生运用数学知识解决物理问题的能力。8【2017·江苏卷】如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角由60°变为120°，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g则此下降过程中（A）A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于mg（B）A的动能最大时，B受到地面的支持力等于mg（C）弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下（D）弹簧的弹性势能最大值为mgL【答案】AB【考点定位】物体的平衡 能量守恒 牛顿第二定律【名师点睛】本题的重点是当A球的动能最大时，受合外力为零，在竖直方向整体加速度为零，选择整体为研究对象，分析AB两个选项；弹性势能最大对应A球下降至最低点，根据能量守恒定律，可求最大的弹性势能9【2017·江苏卷】甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1 m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1 m/s和2 m/s求甲、乙两运动员的质量之比【答案】3:2【解析】由动量守恒定律得，解得代入数据得【考点定位】动量守恒定律【名师点睛】考查动量守恒，注意动量的矢量性，比较简单10【2017·天津卷】（16分）如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg。初始时A静止于水平地面上，B悬于空中。先将B竖直向上再举高h=1.8 m（未触及滑轮）然后由静止释放。一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触。取g=10 m/s2。空气阻力不计。求：（1）B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；（2）A的最大速度v的大小；（3）初始时B离地面的高度H。【答案】（1） （2） （3）【解析】（1）B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有：解得：（2）设细绳绷直前瞬间B速度大小为vB，有细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，总动量守恒：绳子绷直瞬间，A、B系统获得的速度：之后A做匀减速运动，所以细绳绷直瞬间的速度v即为最大速度，A的最大速度为2 m/s（3）细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有：解得，初始时B离地面的高度【考点定位】自由落体运动，动量守恒定律，机械能守恒定律【名师点睛】本题的难点是绳子绷紧瞬间的物理规律是两物体的动量守恒，而不是机械能守恒。1【2017·广东省惠州市4月模拟】如图所示，绕过光滑钉子O的细绳，两端分别拴有A、B两个小球，A球的质量是B球的2倍现将两球从距地面高度为h处由静止释放若细绳足够长，细绳的质量、空气的阻力均不计则B球上升到距地面的最大高度为A B C D 【答案】C2【2017·安徽省江淮十校第三次联考】如图所示，A、B、C是水平面上同一直线上的三点，其中AB=BC，在4点正上方的O点以初速度v0水平抛出一小球，刚好落在B点，小球运动的轨迹与OC的连线交与D点，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )A小球经过D点的水平位移是落到B点水平位移的1/2B小球经过D点的水平位移是落到B点水平位移的 1/3C小球经过D点与落在B点时重力做功的比为1/4D小球经过D点与落在B点时重力做功的比为1/3【答案】AC点睛：本题关键是明确物体的运动性质是平抛运动，然后结合平抛运动的分运动公式列式求解，注意D点是轨迹与OC直线的交点，要结合“速度偏转角正切值等于位移偏转角正切值的2倍”这个结论分析3【2017·郑州市第三次质量预测】如图甲所示为杂技中的“顶竿”表演、水平地面上演员B用肩部顶住一根长直竹竿，另一演员A爬至竹竿顶端完成各种动作。某次顶竿表演结束后，演员A自竿顶由静止开始下落。滑到竿底时速度正好为零，然后曲腿跳到地面上，演员A、B质量均为50kg，长竹竿质量为5kg，A下滑的过程中速度随时间变化的图象如图乙所示。重力加速度g取10m/s2，下列判断正确的是A竹竿的总长度约为3mB0-6s内，演员B对地面的压力大小始终为1050NC0-6s内，竹竿对演员B的压力的冲量大小为3300N·sD演员A落地时向下曲腿，是为了缩短作用时间以减小地面的冲击力【答案】C【解析】A、v-t图像的面积等于演员A下滑过程的位移， ，A错误；B、0-4s内演员A加速下滑，加速度为05m/s2，处于失重状态，演员B对地面的压力大小，4-6s内演员A减速下滑，加速度为1m/s2，处于超重状态，演员B对地面的压力大小，B错误；C、0-4s内演员B对竹竿的支持力大小为竹竿对演员B的压力的冲量大小为，4s-6s内演员B对竹竿的支持力大小为竹竿对演员B的压力的冲量大小为，0-6s内，竹竿对演员B的压力的冲量大小为，C正确；D、演员A落地时向下曲腿，是为了延长作用时间以减小地面的冲击力，D错误。故选C。【名师点睛】v-t图像的面积等于位移，求出竹竿的总长度；0-4s，人做匀加速运动，4-6s过程中，人做匀减速运动。先根据图像由运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律和第三定律求解人的肩部受到的压力根据冲量公式分别求出两段时间内的冲量，求出0-6s内竹竿对演员B的压力的冲量大小；演员A落地时向下曲腿，是为了延长作用时间以减小地面的冲击力。 4【2017·郑州市第三次质量预测】如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道由一段抛物线AB组成，A点为抛物级顶点，已知h=08m，x=08m，重力加速度g取10m/s2一小环套在轨道上的A点，下列说法正确的是A小环以初速度v0=2m/s从A点水平抛出后，与轨道无相互作用力B小环以初速度v0=1m/s从A点水平抛出后，与轨通无相互作用力C若小环从A点由静止因微小扰动而滑下，到达B点的速度为4m/sD若小环从A点由静止因微小扰幼而滑下，到达B点的时间为04s【答案】AC5【2017·河南省南阳、信阳等六市高三第二次联考】如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC=h，重力加速度为g开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°，现将A、B由静止释放，下列说法正确的是A物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度先增大后减小B物块A经过C点时的速度大小为C物块A在杆上长为捂的范围内做往复运动D在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量【答案】B【解析】A、物块A由P点出发第一次到达C点过程中，绳子拉力对A做正功，动能不断增大，速度不断增大，A错误；B、设物块A经过C点时的速度大小为v，此时B的速度为0，根据系统的机械能守恒得：，得 ，B正确；C、由几何知识可得h，由于AB组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为的范围内做往复运动，C错误；D、到C点时B的速度为零则根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，D错误；故选B。6【2017·日照市高三下学期二模】图甲为竖直固定在水平面上的轻弹簧，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹簧弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出此过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，不计空气阻力，则A t1时刻小球的动能最大B t2时刻小球的加速度最大C t3时刻弹簧的弹性势能为零D 图乙中图线所围面积在数值上等于小球动量的变化量【答案】BC点睛：本题关键要将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理，同时要能结合图象分析要知道用动量定理来分析动量的变化