专题二　能量与动量练习含答案--高考物理一轮复习

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1.“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（ ）
A.绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小
B.人克服绳子拉力做的功等于重力势能的减少量
C.绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大
D.人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力
2.我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中（ ）
A.火箭的加速度为零时，动能最大
B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能
C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量
D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量
3.2023年亚运会在杭州顺利举行，广东中山15岁小将陈烨夺得我国在滑板男子碗池项目的首枚金牌，实现历史性突破，假如某次训练中陈烨以同一姿态沿轨道下滑了一段距离，此过程中重力对他做功为800 J，他克服阻力做功为200 J，不计其他作用力做的功，则陈烨在此过程中（ ）
A.动能可能不变B.动能增加了600 J
C.重力势能减少了600 JD.机械能增加了200 J
4.电动车配有把机械能转化为电能的“能量回收”装置。某次测试中电动车沿倾角为15°的斜坡向下运动，初动能为1.0×105 J。第一次让电动车无动力自由滑行，其动能Ek与位移x的关系如图中直线①所示；第二次让电动车无动力并开启“能量回收”装置滑行，其动能Ek与位移x的关系如图中曲线②所示。假设机械能回收效率为90％，取重力加速度g＝10 m/s2。下列说法正确的是（ ）
A.图中①对应过程电动车所受合力越来越大
B.可求图中②对应过程下滑200 m回收的电能
C.图中②对应过程下滑100 m后不再回收能量
D.由题中及图像信息可求出电动车的质量
5.用水平拉力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力，物体做匀减速直线运动直到t2时刻停止，其速度—时间图像如图所示。若α＞β，拉力F做的功为W1，冲量大小为I1；物体克服摩擦阻力f做的功为W2，f的冲量大小为I2。则下列选项正确的是（ ）
A.W1＞W2，I1＞I2B.W1＜W2，I1＞I2
C.W1＜W2，I1＜I2D.W1＝W2，I1＝I2
6.原地纵跳摸高是常见的体能测试项目。在某次摸高测试中，一同学从如图（a）所示的静止下蹲状态开始，到脚刚离开地面，如图（b）所示，再到运动到最高点，位置如图（c）所示，三幅图代表同一竖直线上的三个位置，不计空气阻力，关于该同学测试的全过程，下列说法正确的是（ ）
A.从图（a）位置到图（b）位置的运动过程中，该同学因为受地面支持力的位移为零，所以支持力冲量为零
B.该同学在图（c）位置的机械能等于在图（a）位置的机械能
C.从图（a）位置到图（b）位置的运动过程中，地面对脚的支持力始终大于该同学的重力
D.从图（a）位置到图（c）位置的过程中，地面对脚的支持力冲量与该同学的重力冲量等大反向
7.（多选）2024年2月5日，在斯诺克德国大师赛决赛，特鲁姆普以10-5战胜斯佳辉获得冠军，如图甲所示。简易图如图乙所示，特鲁姆普某次用白球击打静止的蓝球，两球碰后沿同一直线运动。蓝球经t＝0.6 s的时间向前运动x1＝0.36 m刚好（速度为0）落入袋中，而白球沿同一方向运动x2＝0.16 m停止运动，已知两球的质量相等，碰后以相同的加速度做匀变速直线运动，假设两球碰撞的时间极短且发生正碰（内力远大于外力），则下列说法正确的是（ ）
A.由于摩擦不能忽略，则碰撞过程动量不守恒
B.碰后蓝球与白球的速度之比为3∶2
C.碰撞前白球的速度大小为2 m/s
D.该碰撞为弹性碰撞
8.（多选）如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙壁上，小球A向左压缩弹簧并锁定，带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块B静止放在A的右侧，轨道下端与水平面相切，整个装置位于足够大的光滑水平面上。某时刻解锁，小球被弹出后向右运动，经轨道上升到距水平面的最大高度为h，已知A、B的质量分别为m、3m，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A.小球沿B的轨道上升时，A和B组成的系统动量守恒
B.弹簧锁定时的弹性势能为43mgh
C.小球不可能第二次滑上B的轨道
D.滑块B的最大动能为mgh
专题二 能量与动量
针对训练
1.A 由于绳对人的作用力一直向上，故绳对人的冲量始终向上；由于人在下降过程中速度先增大后减小，所以人的动量先增大后减小，故A正确；从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程，由动能定理有WG－WF＝0－12mv2，则人克服绳子拉力做的功等于重力势能的减少量与动能的减少量之和，故B错误；绳子恰好伸直时，绳子的形变量为零，弹性势能为零，但合力向下，还要继续加速，此时人的动能不是最大，故C错误；人在最低点时，速度减小至0，此时绳子的拉力大于人的重力，故D项错误。
2.A 火箭从发射舱发射出来，受竖直向下的重力、竖直向下的空气阻力和竖直向上的高压气体的推力作用，且推力大小不断减小，刚开始时向上的高压气体的推力大于向下的重力和空气阻力之和，故火箭向上做加速度减小的加速运动，当向上的高压气体的推力等于向下的重力和空气阻力之和时，火箭的加速度为零，速度最大，接着向上的高压气体的推力小于向下的重力和空气阻力之和，火箭接着向上做加速度增大的减速运动，直至速度为零，故当火箭的加速度为零时，速度最大，动能最大，故A正确；根据能量守恒定律可知，高压气体释放的能量转化为火箭的动能、火箭的重力势能和内能，故B错误；根据动量定理可知，合力冲量等于火箭动量的增加量，故C错误；根据功能关系，可知高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭机械能的增加量，故D错误。
3.B 设他克服阻力做功为Wf，由动能定理可得WG－Wf＝ΔEk，可得动能增加了ΔEk＝600 J，故A错误，B正确；重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力做的功，即ΔEp＝－WG，故重力势能减少了800 J，故C错误；除了重力、系统内弹力以外的其他力做的功等于机械能的变化量，即ΔE＝W其他，解得ΔE＝－Wf＝－200 J，故机械能减少了200 J，故D错误。
4.B 由动能定理知F合x＝ΔEk，可见，Ek-x图线的斜率为合外力，图中①对应过程电动车所受合力不变，有F合＝mgsin 15°－μmgcs 15°＝200×103－100×103200 N＝500 N，故A错误；在电动车自由下滑200 m时WG＋Wf＝（200－100）×103 J，开启能量回收模式下滑200 m时有WG＋Wf＋WF＝（64－100）×103 J，则回收的电能为E＝－WF×90％＝1.224×103 J，故B正确；图中②对应过程下滑100 m后动能不变，但是重力势能减少，机械能减少，即还是继续回收能量，故C错误；由于不知道电动车与斜坡间的动摩擦因数，故无法求出电动车的质量，故D错误。
5.D 物体在水平拉力作用下由静止开始运动到最终静止的过程，只有拉力F和摩擦阻力f做功，故由动能定理有W1－W2＝0，得W1＝W2；由动量定理有I1－I2＝0，得I1＝I2。故D正确，A、B、C错误。
6.D 该同学从用力蹬地到刚离开地面的起跳过程，先向上加速，地面支持力大于重力；当地面支持力等于重力时速度最大；之后脚与地面作用力逐渐减小，该同学开始减速；当脚与地面作用力为零时，离开地面。此过程地面对脚的支持力的冲量不为零，A、C错误；蹬地起跳过程中，该同学消耗体内的化学能转化为机械能，图（b）位置的机械能大于在图（a）位置的机械能，从图（b）位置到图（c）位置的运动过程中机械能守恒，则该同学在图（c）位置的机械能大于在图（a）位置的机械能，B错误；从图（a）位置到图（c）位置的过程中，应用动量定理有I支＋IG＝0，所以地面对脚的支持力冲量与该同学的重力冲量等大反向，D正确。
7.BC 由题意知两球碰撞的时间极短，碰撞过程中产生极大的内力，两球与桌面间的摩擦力远小于内力，所以该碰撞过程的动量守恒，A错误；碰后，蓝球做匀减速直线运动且刚好落入袋内，由匀变速直线运动的规律得x1＝v12t，解得蓝球碰后瞬间的速度为v1＝2x1t＝1.2 m/s，又两球的加速度大小相等，则由公式v2＝2ax得v12v22＝x1x2，解得碰后瞬间白球的速度大小为v2＝0.8 m/s，则碰后蓝球与白球的速度之比为3∶2，B正确；碰撞过程中两球组成的系统动量守恒，则mv0＝mv1＋mv2，代入数据解得v0＝2 m/s，C正确；两球碰前的动能为Ek1＝12mv02＝2m，两球碰后的总动能为Ek2＝12mv12＋12mv22＝1.04m，由于Ek1＞Ek2，所以该碰撞过程有机械能损失，即该碰撞为非弹性碰撞，D错误。
8.BCD 系统在竖直方向上外力矢量和不为零，故动量不守恒，只是在水平方向上动量守恒，A错误；设小球A与B作用前的速度为v0，小球上升到最大高度h时，A、B的共同速度为v，则系统在水平方向上动量守恒，有mv0＝（m＋3m）v，解得v＝14v0，由能量守恒定律得12mv02＝12（m＋3m）v2＋mgh，解得12mv02＝43mgh，故弹簧的弹性势能为Ep＝43mgh，B正确；A、B分离时，设A的速度为v1，B的速度为v2，以初速度v0的方向为正方向（水平向右），由动量守恒定律得mv0＝mv1＋3mv2，由能量守恒定律得12mv02＝12mv12＋12×3mv22，解得v1＝－12v0，v2＝12v0，二者速度大小相等，方向相反，当A与弹簧碰后再次分离时，A、B均以相同的速度向右匀速运动，二者不可能相碰，C正确；A、B分离时，滑块B的速度最大，动能最大，即Ekmax＝12×3mv22＝38mv02，又因为12mv02＝43mgh，所以Ekmax＝mgh，D正确。