2023年物理大二轮复习3 选择题练习(三)动量和能量

选择题专练（三）动量和能量用书p195

1.（2022•广东佛山市二模）某水上乐园有两种滑道，一种是直

轨滑道，另一种是螺旋滑道，两种滑道的高度及粗糙程度相同，

但螺旋滑道的轨道更长，某游客分别沿两种不同的滑道由静止从

顶端滑下，在由顶端滑至底端的整个过程中，沿螺旋滑道下滑

（）

A.重力对游客做的功更多

B.重力对游客做的功更少

C.摩擦力对游客做的功更多

D.摩擦力对游客做的功更少

C［重力做功WG=Wg•△儿与路径无关，只与初末位置的高度差有关，而两种轨道的

高度差相同，则重力对游客做功相同，A、B错误；摩擦力做功Wf=Ff-5,沿螺旋轨道下

滑时，做曲线运动，因此指向圆心方向有FN-mgcos9=i底,其中角度为重力和垂直斜

面方向的夹角，而滑动摩擦力大小为R=〃君N,因此螺旋运动的摩擦力更大，两种轨道的动

摩擦因数相同，而螺旋滑道更长，则摩擦力对游客做的功更多，故C正确，D错误。］

2.（2022•广东梅州市一模）某天，一名两岁女童从5楼窗台突然坠落。但幸运的是，楼

下快递员高高举起双手接住了孩子，孩子安然无恙。假设从5楼窗台到接住女童的位置高度

差为〃=20m,快递员接住女童的整个过程时间约为0.2s,经缓冲后女童最终以5m/s的速

度着地，女童的质量为机=25kg,则（忽略空气阻力，g取Iom∕s2）（）

A.女童接触快递员手臂时的速度大小为40m/s

B.女童自由下落时间约为4s

C.快递员手臂受到的平均冲击力大小约为2125N

D.在接住女童的过程中，女童处于失重状态

C［女童坠落的过程可看作自由落体过程，接触快递员时的速度为。，v2=2gh,h=∖

gt1,则u=y∣2gh=,^2×10×20m/s=20m/s,t=ʌʃɪ=s=2s,A、B错

误；取竖直向上为正方向，由动量定理可知/=p2—p∣,∙∖t=tnv2-mv∖,解得

P=2125N,C正确；女童与快递员接触时速度约为20m/s,最后着地时的速度为5m/s,

所以女童做减速运动，加速度向上，处于超重状态，D错误。］

3.（2022•广东河源市质检）高台跳水被誉为最富有冒险性的体育项目。质量为〃?的高台

跳水运动员在一次训练中，从距离水面高/7的高台自由下落，在空中保持姿态不变，接触水

面后在平均大小等于4倍重力的阻力作用下，竖直向下减速运动。若忽略空气阻力，重力加

速度为g。运动员在接触水面到速度减为零的过程中（）

A.动能的改变量与阻力做功大小相等

B.阻力的冲量与重力的冲量相同

C.重力势能减少了;mgh

4

D.机械能减少了

D［根据动能定理，重力做功与阻力做功之和等于动能的改变量，A错误；根据动量定

理，阻力的冲量与重力的冲量之和等于运动员动量的变化量，而运动员的动量的变化量不为

零，所以阻力的冲量与重力的冲量不仅方向相反，大小也不等，B错误；从高台开始，至速

度为零，全程由动能定理得",gS+x）-4/MgX=0,所以在水中下落的深度为x=（h,根据功

能关系，重力势能的减少量等于重力做的功，即&mg∕ι,C错误；根据功能关系，

4

机械能的减少量等于克服非重力做的功，即AE=-2∕πg/?,D正确。］

4.如图所示，带有挡板的小车质量为m,上表面光滑，静止于光滑水平面上。轻质弹

簧左端固定在小车上，右端处于自由伸长状态。质量也为，”的小球，以速度。从右侧滑上

小车，在小球刚接触弹簧至与弹簧分离的过程中，以下判断正确的是（）

A.弹簧的最大弹性势能为Tmv2

B.弹簧的最大弹性势能为:加。2

C.弹簧对小车做的功为（mv2

D.弹簧对小球做的功吗mv2

B［当小球和小车的速度相同时弹簧的弹性势能最大，取向左为正方向，由系统动量守

恒和机械能守恒分别有机。=2"八T机〃=/.2mv>2+£p>联立得到弹簧最大的弹性势能

2

⅛£P=1mv,A错误，B正确；设小球与弹簧分离时，小车和小球的速度分别为0和02,

由系统动量守恒和机械能守恒分别得到mv-mvι+mv2,；nw2=∖mv∣2+∣mv22,解得V∖

=v,V2=O,对小车，由动能定理得弹簧对小车做的功M=/mv∣2-0=^mv2,C错误；

对小球，由动能定理得弹簧对小球做的功为肌=；mvr-^mv2-0-^mv2——^mv2,D

错误。］

5.如图所示，楔形木块α炉固定在水平面上，粗糙斜面H和光滑斜面历与水平面的

夹角相同，顶角6处安装一定滑轮，质量分别为M、的滑块通过不可伸长的轻绳跨

过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块山静止释放后，均沿斜面做匀加速运动。若不计滑

轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（）

A.两滑块组成系统的机械能守恒

B.重力对M做的功等于m机械能的增加

C.轻绳对M做的功大于轻绳对m做的功

D.两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功

D［由于斜面外粗糙，两滑块组成系统的机械能不守恒，A错误；由能量守恒关系可

知，重力对M做的功等于加机械能的增加和M克服摩擦力做的功以及例动能的增加，B

错误；轻绳对M与m的拉力大小相等，M与，〃的位移大小相等，则轻绳对M与〃?的拉力

做功相等，C错误；除重力、弹力以外的力做功，将导致机械能变化，两滑块组成系统的机

械能损失等于M克服摩擦力做的功，D正确。］

6.质量为Ikg的小滑块以某一初动能沿水平面向右滑动，如图甲所示，刚开始滑动的

2m内小滑块的动能与位移关系如图乙所示，下列说法正确的是（）

A.滑块在水平面上运动的总时间为1.2s

B.滑块在水平面上运动的总位移为4m

C.滑块沿水平面做加速度逐渐减小的减速运动

D.整个过程中，滑块受水平面作用力的冲量大小为6Ns

A［刚开始滑动的2m内Ek-EkO=—”以，代入数据解得物体的加速度α=5m/s?,根

据题图乙结合动能定义式可知，初速度v0=6m∕s,所以滑块在水平面上运动的总时间为t

=Y=I.2s,故A正确；滑块在水平面上运动的总位移为X=TOof=3.6m,故B错误；滑

块沿水平面做匀变速运动，故C错误；根据动量定理，整个过程中，滑块受水平面摩擦力

的冲量大小为/=△0=，HVO-O=6N∙s,但水平面对物体的作用力还包括弹力，故滑块受水

平面作用力的冲量大小不是6N∙s,故D错误。］

7.（2022•河北张家口高三一模）如图甲所示，一物块从固定斜面的底端沿斜面方向冲上

斜面，物块的动能Ek随距斜面底端高度/?的变化关系如图乙所示，已知斜面的倾角为30°,

重力加速度大小为g,取物块在斜面底端时的重力势能为零，下列说法正确的是（）

A.物块的质量为黑

B.物块与斜面间的动摩擦因数为W

C.上滑过程中，物块动能等于重力势能时，到斜面底端的高度瘠h0

D.下滑过程中，物块动能等于重力势能时，物块的动能大小为争

C［物块从底端上滑到最高点的过程，由动能定理可知，咋加+HngCOS30°.Sm崇

=2Eo,从最高点滑回斜面底端的过程由动能定理可知ag〃o—〃"gcos30°∙s,nʒθo=E0,

联立解得，"=笠，*=W,故A、B错误；物块从斜面底端上滑高度为h时的动能为

h

EkI=2Eo—mgh~μmgcos30o∙Sjn30。，物块具有的重力势能为Epi=mgh,当EPl=Ekl

时，解得∕ι=,ho,故C正确；物块从最高点下滑到高度为力时的动能为Ek2=mg（%一%）—

μmgcos30°•，物块具有的重力势能为Ep2="2g∕b当稣2=&2时，解得〃=1%,

billJvJJ

3

Ek2=5Eo,故D错误。］

8.a、b两小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动。当小球间距小于或等于d时，会

受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用。小球间距大于d时，相互排斥力消失。两

小球始终未接触，运动的图像如图所示。下列说法正确的是（）

A.f2时刻a、b间距离最小

B.图中aABC与aCCE面积不相等

3

C.整个过程中，a、b系统动能损失的最大值为系统初态动能的G

D.由于a、b两小球质量大小未知，故无法求出b的最终速度值

C［由题意知，a、b两小球沿同一直线相向运动，时刻b物体减速到零，之后反向加

速，可以看出灰〜办时间内，a、b同方向运动，且a的位移大于b的位移，即两者在靠近，

当速度相等时，两者距离最近，之后两者距离又增大，即/3时刻a、b间距离最小，故A错

误；由题意可知，a、b两小球组成的系统动量守恒，由题图可知，最终a小球速度减为零,

设a、b两小球质量分别为如、他，则满足如00—m2次）=〃220,因为当小球间距小于或等于

d时，会受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用，所以由题图中力〜/3时间内的图

研)Vo3仙）

Vo-yy—<—υ)

万02F

像可得ɑɪ=—-。2=百=布•解得叩=3〃?2,V=

t3~tlt3~hħ~t∖

2v0,且由几何关系可知，题图中AC段对应时间等于CE段对应时间，且两三角形对应底边

大小相等，所以题图中AABC与ACOE面积相等，故B、D错误；由题意可得，类似于完

全非弹性碰撞，当两小球速度相等时，动能损失最大，由题图可知，此时两小球的总动能为

2

（如+m）口）=|"220（）2,而初动能为£o=|>nlPo+∣m2V（Γ=2m2V（Γ,所以损失的动

1i

能最大值为AE=EO-E=4m2vo,即舷=7,故C正确。］

2匕O4

9.（多选）如图所示，水平传送带以速度加顺时针转动，一质量3„

2：。

为m的物块以速度,υo向右滑上传送带，刚好以内从传送带右端滑AF（）

落，物块与传送带之间的动摩擦因数为“，重力加速度为g。则（）

A.传送带的长度为款

B.因摩擦产生的热量为吟

C.增大物块的初速度，因摩擦产生的热量会减少

D.减小物块的初速度，因摩擦产生的热量可能会增加

AD［物块滑上传送带的速度比传送带的速度大，故滑块做匀减速运动，加速度为α=

誓=μg,刚好以如从传送带右端滑落，根据速度与位移关系有如2—0o）2=-2以，

3

57,257,2Vo-

解得X=老L，故传送带的长度为前-，A正确；物块在传送带上运动的时间为f=----------

88〃g~μg

ɪɪ，物块与传送带间的相对位移为Z^=X—。Of=普，摩擦产生的热量为Q=μmgL

相='错误；增大物块的初速度，会增加物块与传送带间的相对位移，故因摩擦产生

—8,B

的热量会增加，C错误；减小物块的初速度，当初速度小于3时，物块与传送带的相对位

3

移大于以速度的）向右滑上传送带时与传送带间的相对位移，则因摩擦产生的热量会增加，

故D正确。］

10.（多选）如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，将轻弹簧正上方∙O

质量机=Ikg的小球由静止释放，小球下落过程中受到恒定的阻力作用。以小球

开始下落的位置为原点，竖直向下为y轴正方向，取地面处为重力势能参考平面，JJy

在小球第一次下落到最低点的过程中，弹簧的弹性势能与卜小球的重力势能EP2、

小球的动能反、小球的机械能E随小球位移变化的关系图像分别如图甲、乙、丙、丁所示,

弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度g=10m∕s2,下列说法正确的是（）

丙丁

A.图乙中a=3

B.图丙中6=4

C.图丙中Xo处的弹簧弹力为8N

D.图丁中C=9、d=4

BCD［由题图甲、乙、丙、丁可知，小球到最低点时，高度下降了0.6m,则重力势能

减少了AEp2=机g∕⅛ax=6J,则题图乙中4=4,A错误；重力势能转化为摩擦热和弹簧的弹

性势能，根据Q=FKI∕⅛x=AEp2—AEpI,解得尸N=2N,结合题图甲和题图丙，可知小球

高度下降0∙5m内，只有重力和阻力做功，根据机一厂幽∕ι=Ek,解得y=0.5m时的动能

Ek=4J,故B正确；当小球动能最大时，小球加速度为零，根据平衡条件F*,+F曰=，"g,

解得尸号,=8N,故C正确；根据功能关系可知，小球高度下降0.5m时，机械能的减少量

等于克服阻力所做的功AE=IoJ-cJ=尸困〃，解得c=9,根据能量守恒定律可知，小球高

度下降0.6m时，动能为零，则小球减少的重力势能等于减少的机械能，为6J,则d=4,

故D正确。］

11.（多选）（2022•福建漳州高三三模）2022年冬奥会在北京和张家口举行，冰壶是冬奥会

的传统比赛项目。在某次训练中，A壶与静止的B壶发生对心碰撞，碰后运动员用冰壶刷

摩擦B壶运动前方的冰面。碰撞前后两壶运动的V-t图像如图中实线所示，已知EF与GH

平行，且两冰壶质量相等，不计冰壶所受的空气阻力及冰壶的旋转，g取IOm/Sz,由图像可

得（）

A.两冰壶发生的碰撞为弹性碰撞

B.碰后瞬间A壶的速度大小为0.3m/s

C.碰后A壶的加速度大小为0.2m∕s2

D.碰后B壶与冰面的动摩擦因数为0.015

BCD［已知两冰壶质量相等，由O-/图像可知A壶与B壶在“=1.5s时发生碰撞，碰

前A壶速度功=1.2m/s,B壶静止，若是弹性碰撞，则速度互换，碰后A壶静止，B壶速

度应是1.2m/s。由o-f图像可知不是弹性碰撞，A错误；由动量守恒定律得根。I=ZnoA+机。B,

A7）

解得。A=0.3Π√S,B正确；因为EF//GH,加速度不变，A壶的加速度念=不=-0.2m∕s2,

C正确；由题意有0=OO+〃A，2,其中UO=I.5m/s,解得亥=7.5s,故有QB=4*=U<TT

Δt7.5—1.5

m/s2=-0.15m∕s2,又一μmg=mciB,可得"=0.015,D正确。］

12.（多选）如图所示，将一质量为M、半径为尺、内壁光滑的半圆槽∏mo∏

置于光滑的水平面上，现从半圆槽右端入口处静止释放一质量为皿M>M

M___________

的小球，重力加速度为g,则小球释放后，以下说法中正确的是（）

A.小球能滑至半圆槽左端槽口处

B.小球滑至半圆槽最低点时半圆槽的位移大小为盘一R

C.若开始时小球在半圆槽最低点且小球有方向向左、大小为内的初速度，则小球再次

M—m

回到半圆槽最低点时的速度大小为加

M+m