2023屆高考二輪總復習試題物理（適用于老高考新教材）專題分層突破練6動量和能量觀點的應用Word版含解析

專題分層突破練6動量和能量觀點的應用A組1.(2022廣東湛江模擬)如圖所示,一質(zhì)量為m0的長木板在光滑水平面上以速度v0向右運動,一質(zhì)量為m的小鐵塊在長木板上以速度v0向左運動,鐵塊與長木板間存在摩擦,為使長木板能保持速度v0向右勻速運動,必須對長木板施加一水平力,直至鐵塊與長木板達到共同速度v0。設長木板足夠長,那么此過程中水平力的沖量大小為()A.mv0B.1.5mv0C.2mv0D.3mv02.若甲隊冰壺的質(zhì)量為m1,乙隊冰壺的質(zhì)量為m2,在某局比賽中,甲隊的冰壺以速度v0與靜止的乙隊的冰壺發(fā)生碰撞,碰撞后甲隊冰壺的速度為v1。碰撞前后冰壺的速度均在一條直線上且方向相同,冰壺與冰面間的摩擦力遠小于冰壺碰撞過程的內(nèi)力,冰壺可視為質(zhì)點,不計空氣阻力。定義碰后乙隊的冰壺獲得的動能與碰前甲隊的冰壺的動能之比叫作動能傳遞系數(shù),則此局比賽兩冰壺碰撞時的動能傳遞系數(shù)為()A.mB.mC.mD.m3.(多選)(2021湖南卷)如圖甲所示,質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物體用輕彈簧連接構(gòu)成一個系統(tǒng),外力F作用在A上,系統(tǒng)靜止在光滑水平面上(B靠墻面),此時彈簧形變量為x。撤去外力并開始計時,A、B兩物體運動的a-t圖像如圖乙所示,S1表示0到t1時間內(nèi)A的a-t圖線與坐標軸所圍面積大小,S2、S3分別表示t1到t2時間內(nèi)A、B的a-t圖線與坐標軸所圍面積大小。A在t1時刻的速度為v0。下列說法正確的是()甲乙A.0到t1時間內(nèi),墻對B的沖量等于mAv0B.mA>mBC.B運動后,彈簧的最大形變量等于xD.S1-S2=S34.(多選)(2022廣東模擬預測)長木板a放在光滑的水平地面上,在其上表面放一小物塊b。以地面為參考系,給a和b以大小均為v0、方向相反的初速度,最后b沒有滑離a。設a的初速度方向為正方向,a、b的v-t圖像可能正確的是()5.(2022廣東高三模擬)為安全著陸火星,質(zhì)量為240kg的探測器先向下噴氣,短時間懸停在距火星表面高度100m處。已知火星表面重力加速度g火=3.7m/s2,不計一切阻力,忽略探測器的質(zhì)量變化。(1)若懸停時發(fā)動機相對火星表面噴氣速度為3.7km/s,求每秒噴出氣體的質(zhì)量。(2)為使探測器獲得水平方向大小為0.1m/s的速度,需將12g氣體以多大速度沿水平方向噴出?并計算此次噴氣過程發(fā)動機至少做了多少功。B組6.(2022廣東高三模擬)如圖所示,在平靜的水面上有A、B兩艘小船,A船的左側(cè)是岸,在B船上站著一個人,人與B船的總質(zhì)量是A船的10倍。兩船開始時都處于靜止狀態(tài),B船上的人把A船以相對于地面的速度v向左推出,A船到達岸邊時岸上的人馬上以兩倍原速率將A船推回,B船上的人接到A船后,再次把它以速度v向左推出……直到B船上的人不能再接到A船,忽略水的阻力,則B船上的人最多可以推船的次數(shù)為()A.8B.7C.6D.97.(2022湖南卷改編)如圖甲所示,質(zhì)量為m的籃球從離地H高度處由靜止下落,與地面發(fā)生一次非彈性碰撞后反彈至離地h的最高處。設籃球在運動過程中所受空氣阻力的大小是籃球所受重力的λ倍λ為常數(shù)且0<λ<H-hH+h甲乙(1)求籃球與地面碰撞的碰后速率與碰前速率之比。(2)若籃球反彈至最高處h時,運動員對籃球施加一個向下的壓力F,使得籃球與地面碰撞一次后恰好反彈至h的高度處,力F隨高度y的變化如圖乙所示,其中h0已知,求F0的大小。8.(2022廣東湛江一模)如圖甲所示,“打彈珠”是一種常見的游戲,該游戲的規(guī)則為:將手中一彈珠以一定的初速度瞬間彈出,并與另一靜止的彈珠發(fā)生碰撞,被碰彈珠若能進入小坑中即為勝出?，F(xiàn)將此游戲進行簡化,如圖乙所示,粗糙程度相同的水平地面上,彈珠A和彈珠B與坑在同一直線上,兩彈珠間距x1=2m,彈珠B與坑的間距x2=1m。某同學將彈珠A以v0=6m/s的初速度水平向右瞬間彈出,經(jīng)過時間t1=0.4s與彈珠B正碰(碰撞時間極短),碰后彈珠A又向前運動Δx=0.1m后停下。已知兩彈珠的質(zhì)量均為2.5g,重力加速度g取10m/s2,若彈珠A、B與地面間的動摩擦因數(shù)均相同,并將彈珠的運動視為滑動,求:(1)碰撞前瞬間彈珠A的速度大小和彈珠與地面間的動摩擦因數(shù)μ;(2)兩彈珠碰撞瞬間的機械能損失,并判斷該同學能否勝出。答案：專題分層突破練6動量和能量觀點的應用1.C解析設鐵塊與長木板之間的摩擦力為Ff,鐵塊在水平方向只受到摩擦力的作用,在作用的過程中,選取向右為正方向,對鐵塊,由動量定理得Fft=mv0-(-mv0)=2mv0,以長木板為研究對象,它在水平方向受到拉力F和摩擦力Ff的作用,由于速度不變,由平衡條件得F-Ff=0,水平力的沖量I=Ft,解得I=2mv0,C正確,A、B、D錯誤。2.D解析甲隊的冰壺與乙隊的冰壺在碰撞過程中動量守恒,則m1v0=m1v1+m2v2,此局比賽兩冰壺碰撞時的動能傳遞系數(shù)為k=12m2v3.ABD解析本題考查a-t圖像、沖量、動量定理、機械能守恒定律等,考查分析綜合能力。0到t1時間內(nèi),墻對B的沖量與彈簧對B的沖量大小相等,而彈簧對B的沖量與彈簧對A的沖量大小相等,根據(jù)動量定理,彈簧對A的沖量I=mAv0,所以選項A正確。分析運動過程可知,t1時刻彈簧恢復原長,之后A減速,B加速,當彈簧伸長量最大時二者速度相等,這時二者加速度均最大,即t2時刻,從圖像可以看出,B的加速度大,所以質(zhì)量小,即mB<mA,選項B正確。初始時刻,系統(tǒng)機械能僅為彈性勢能,彈簧形變量為x;去掉外力后,系統(tǒng)機械能守恒,當B運動后,A、B速度相等時,彈簧形變量最大,這時系統(tǒng)機械能包括動能和彈性勢能,因此彈簧的最大形變量小于x,選項C錯誤。a-t圖像中圖線與t軸之間圍的面積表示速度變化,設A、B在t2時刻速度為v1,則v0=S1,v1=v0-S2,v1=S3,解得S1-S2=S3,選項D正確。4.ABC解析地面光滑,a、b組成的系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)動量守恒,設a的質(zhì)量為ma,b的質(zhì)量為mb,最后b沒有滑離a,則最終a、b相對靜止,速度相等,設共同速度為v,以a的初速度方向為正方向,由動量守恒定律得mav0-mbv0=(ma+mb)v,解得v=(ma-mb)v0ma+mb,設a、b間的動摩擦因數(shù)為μ,由牛頓第二定律可知a的加速度大小aa=μmbgma=mbmaμg,b的加速度大小ab=μmbgmb=μg。如果ma<mb,則v<0,aa>ab,A正確;如果ma>mb,則v>0,aa<ab,B正確;如果ma=mb,則5.答案(1)0.24kg(2)2×103m/s2.4×104J解析(1)懸停時發(fā)動機對噴出氣體的作用力F=m探g火對于噴出氣體,由動量定理有Ft=mΔv解得m=0.24kg。(2)根據(jù)動量守恒定律有m探v1=m氣v2解得v2=2×103m/s根據(jù)功能關系,發(fā)動機做的功W=12m探v12+12m氣v22=6.A解析取向右為正方向,B船上的人第一次推出A船時,由動量守恒定律得mBv1-mAv=0,解得v1=mAmBv;當A船向右返回后,B船上的人第二次將A船推出,由動量守恒定律得mBv1+2mAv=-mAv+mBv2,解得v2=v1+3mAmBv;當A船再向右返回后,B船上的人第三次將A船推出,由動量守恒定律得mBv2+2mAv=-mAv+mBv3,解得v3=v2+3mAmBv;則B船上的人第n次將A船推出時,由動量守恒定律得mBvn-1+2mAv=-mAv+mBvn,解得vn=vn-1+3mAmBv,整理得vn=(3n-2)mAmBv。B船上的人不能再接到A船,7.答案(1)((2)2(1解析(1)設籃球第一次與地面碰前速率為v下,碰后速率為v上由動能定理得(mg-λmg)H=12m-(mg+λmg)·h=0-1解得k=v上(2)根據(jù)能量守恒定律得,F做的功等于全過程克服阻力做的功和籃球與地面碰撞損失的動能,即F0·h-h02=λmg解得F0=2(8.答案(1)4m/s0.5(2)7.5×10-3J不能解析(1)設碰撞前瞬間彈珠A的速度為v1,由運動學公式得x1=v0t1-1v1=v0-at1由牛頓第二定律得Ff=μmg=ma聯(lián)立解得a=5m/s2,μ=0.5,v1=4m/s。(2)由(1