2019年人教版高中物理二轮复习专题测试练(三)含答案
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1、专题测试卷(三) 动量和能量(时间:90 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有选错的或不答的得0 分。)1在检测某款电动汽车性能的某次试验中,电动汽车由静止开始沿平直公路匀加速启动,当功率达到额定功率时保持功率不变,最终做匀速运动,设整个运动过程受到的阻力 Ff 不变,图中 v、a、F、F f和 P 分别表示电动汽车速度大小、加速度大小、牵引力大小、阻力大小和功率,其中不正确的是( )解析 开始电动汽车功率逐渐增加, PFv
2、Fat ,故图线为过原点的直线,后来功率恒定,选项 A正确;电动汽车牵引力开始大小不变,然后逐渐减小,最后牵引力等于阻力,选项 B 正确;在 vt 图像中斜率表示加速度,电动汽车开始加速度不变,后来逐渐减小至零,选项 C 正确,选项 D 错误。答案 D2如图所示,在光滑斜面上的 A 点先后水平抛出和静止释放两个质量相等的小球 1 和 2,不计空气阻力,最终两小球在斜面上的 B 点相遇,在这个过程中( )A小球 1 重力做的功大于小球 2 重力做的功B小球 1 机械能的变化大于小球 2 机械能的变化C小球 1 到达 B 点的动能大于小球 2 到达 B 点的动能D两小球到达 B 点时,在竖直方向的
3、分速度相等解析 重力做功只与初、末位置的高度差有关,与物体经过的路径无关,所以重力对 1、2 两小球所做的功相等,A 错误;1、2 两小球从 A 点运动到 B 点的过程中,只有重力对其做功,所以它们的机械能均守恒,B 错误;由动能定理可得,对小球 1 有:mghE k1E k0,对小球 2 有:mghE k20,显然Ek1Ek2,C 正确;由上面的分析可知,两小球到达 B 点时,小球 1 的速度大于小球 2 的速度,且小球 1的速度方向与竖直方向的夹角小于小球 2 速度方向与竖直方向的夹角,因此,小球 1 在竖直方向上的速度大于小球 2 在竖直方向上的速度,D 错误。答案 C3如图所示,质量均
4、为 m 的 A、B 两个小球,用长为 2L 的轻质杆相连接,在竖直平面内,绕固定轴 O 沿顺时针方向自由转动 (转动轴在杆的中点),不计一切摩擦,某时刻 A、B 球恰好在如图所示的位置,A、B 球的线速度大小均为 v,下列说法正确的是( )A运动过程中 B 球机械能守恒B运动过程中 B 球速度不变CB 球在运动到最高点之前,单位时间内机械能的变化量保持不变DB 球在运动到最高点之前,单位时间内机械能的变化量不断改变解析 以 A、B 球为系统,两球在运动过程中,只有重力做功(轻杆对两球做功的和为零),两球的机械能守恒。以过 O 点的水平面为重力势能的参考平面时,系统的总机械能为 E2 mv2mv
5、 2。假设 A12球下降 h,则 B 球上升 h,此时两球的速度大小是 v,由机械能守恒定律知 mv2 mv22mghmgh,12得到 vv,故运动过程中 B 球速度大小不变,方向变化。当单独分析 B 球时,B 球在运动到最高点之前,动能保持不变,重力势能在不断增加。由几何知识可得单位时间内机械能的变化量是不断改变的。综上所述,D 正确。答案 D4如图所示,圆心在 O 点、半径为 R 的圆弧轨道 abc 竖直固定在水平桌面上, Oc 与 Oa 的夹角为60,轨道最低点 a 与桌面相切。一轻绳两端系着质量为 m1 和 m2 的小球(均可视为质点),挂在圆弧轨道边缘 c 的两边,开始时,m 1 位
6、于 c 点,然后从静止释放,设轻绳足够长,不计一切摩擦。则( )A在 m1 由 c 下滑到 a 的过程中,两球速度大小始终相等B在 m1 由 c 下滑到 a 的过程中,重力的功率先增大后减小C若 m1 恰好能沿圆弧下滑到 a 点,则 m13m 2D若 m1 恰好能沿圆弧下滑到 a 点,则 m14m 2解析 小球 m1 沿绳的方向的分速度与 m2 的速度大小相等,A 错误;重力 m1g 的功率 P1m 1gv1 竖 ,小球 m1 在竖直方向的分速度 v1 竖 先增大后减小,故 P1 也先增大后减小,B 正确;由 m1 和 m2 组成的系统机械能守恒可得:m 1gR(1cos 60)m 2gR,故
7、 m12m 2,C 、D 错误。答案 B5如图所示,小车 A 放在一个倾角为 30的足够长的固定的光滑斜面上,A、B 两物体由绕过轻质定滑轮的细线相连,已知重力加速度为 g,滑轮质量及细线与滑轮之间的摩擦不计,小车 A 的质量为3m,小球 B 的质量为 m,小车从静止释放后,在小球 B 竖直上升 h 的过程中,小车受绳的拉力大小 FT 和小车获得的动能 Ek 分别为( )AF T mg,E k mgh38BF Tmg,E k mgh32CF T mg,E k mgh98 32DF T mg,E k mgh98 38解析 小车 A 与小球 B 构成的系统做加速运动,隔离分析小车,据牛顿第二定律得
8、 3mgsin30F T3 ma。隔离分析小球 B,据牛顿第二定律得 FTmg ma 。联立可得小车受绳的拉力大小 FT 。9mg8当小球 B 上升 h 高度时,根据动能定理有 3mghsin 30mgh (3mm) v2。12解得 v 。12gh小车的最大动能为 Ek 3m ,综合上述可知, A、B、C 错误,D 正确。12 gh4 3mgh8答案 D6(多选) 如图所示,质量为 2 kg 的足够长平板车 Q 上表面水平,原来静止在光滑水平面上,平板车左端静止着一块质量为 2 kg 的物体 P,一颗质量为 0.01 kg 的子弹以 700 m/s 的速度水平瞬间射穿 P 后,速度变为 100
9、 m/s,若 P、Q 之间的动摩擦因数为 0.5,则( )A由于 P、Q 之间不光滑,子弹瞬间射穿 P 的过程,子弹和物体 P 组成的系统,动量不守恒B子弹瞬间射穿 P 的过程,子弹和物体 P 组成的系统,动量守恒,能量守恒C子弹瞬间射穿 P 的过程,子弹和物体 P 组成的系统,动量守恒,能量不守恒D子弹瞬间射穿 P 后,P 的速度为 3 m/s解析 取子弹的初速度 v0 的方向为正方向,子弹瞬间射穿物体 P 的过程满足动量守恒条件。由动量守恒,可知 mv0mvMv P,解得 vP3 m/s,选项 A 错误,D 正确;子弹瞬间射穿 P 的过程,机械能不守恒,但能量守恒,选项 B 正确, C 错
10、误。答案 BD7(2018辽宁朝阳三校协作体联考) 如图所示,轻杆 AB 长 l,两端各连接一个小球(可视为质点),两小球质量关系为 mA mBm,轻杆绕距 B 端 处的 O 轴在竖直平面内12 l3顺时针自由转动。当轻杆转至水平位置时,A 球速度为 ,则在以后的运动过程中( )23glAA 球机械能守恒B当 B 球运动至最低点时,球 A 对杆作用力等于 0C当 B 球运动到最高点时,杆对 B 球作用力等于 0DA 球从图示位置运动到最低点的过程中,杆对 A 球做功等于 0解析 由题意可知 A、B 系统机械能守恒, A 球机械能不守恒,选项 A 错误;由于轻杆转动过程中,A 球重力势能变化量总
11、是与 B 球重力势能变化量相等,所以 A、B 两球均做匀速圆周运动,当 A 球运动至最高点时,B 球运动至最低点,由于 F 向 m mg ,知轻杆此时对球 A 作用力等于 0,选项 B 正确;当v2rB 球运动到最高点时,向心力 F 向 2m mg mBg,故杆对 B 球作用力为支持力,选项 C 错误;A 球(v2)2 r从图示位置运动到最低点的过程中,动能不变,重力做正功,故杆的弹力做等量的负功,选项 D 错误。答案 B8(多选) 如图所示,倾角为 的光滑斜面上放有两个质量均为 m 的小球 A 和 B,两球之间用一根长为 L 的轻杆相连,下面的小球 B 离斜面底端的高度为 h。两球从静止开始
12、下滑,不计球与水平面碰撞时的机械能损失,且水平面光滑,下列叙述正确的是( )A小球 A 的机械能守恒B小球 B 的机械能增加C杆对 A 球做负功D两球在光滑水平面上运动的速度大小 v 2gh gLsin 解析 以 A、B 组成的系统为研究对象,只有重力做功,系统的机械能守恒,当 B 球到达水平面时,B 的动能在增加,说明杆对 B 做正功,B 的机械能增加,可知 A 的机械能减少,选项 A 错误,B 正确;根据功能关系可知 A 的机械能减少,杆对 A 球做负功,选项 C 正确;由系统的机械能守恒得 mghmg( hLsin ) 2mv2,解得两球的速度 v ,选项 D 正确。12 2gh gLs
13、in 答案 BCD9.(2018江苏无锡联考)( 多选)如图所示,轻质弹簧上端固定,下端系一物体。物体在 A 处时,弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它从 A 处缓慢下降,到达 B 处时,手和物体自然分开,此过程中,物体克服手的支持力所做的功为 W。不考虑空气阻力,关于此过程,下列说法正确的有( )A物体重力势能减小量一定大于 WB弹簧弹性势能增加量一定小于 WC物体与弹簧组成的系统机械能增加量为 WD若将物体从 A 处由静止释放,则物体到达 B 处时的动能为 W解析 物体在向下运动的过程中,要克服弹簧拉力做功 W 弹力 ,根据动能定理知 mghWW 弹力0,故物体重力势能减小量一定大于 W,
14、故 A 正确。根据动能定理知 mghWW 弹力 0,由平衡知khmg,即 mghW kh2 mgh,弹簧弹性势能增加量一定等于 W,B 错误;物体克服手的支持力所12 12做的功为 W,机械能减少 W,故 C 错误;物体从静止下落到 B 处速度最大的过程中,根据动能定理,有mgh kh2E k,结合 B 选项知 Ek mghW ,故 D 正确。12 12答案 AD10如图所示,两质量分别为 m1 和 m2 的弹性小球 A、B 叠放在一起,从高度为 h 处自由落下,h 远大于两小球半径,落地瞬间,B 先与地面碰撞,后与 A 碰撞,所有的碰撞都是弹性碰撞,且都发生在竖直方向、碰撞时间均可忽略不计。
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