2024届高中寒假物理专项练专项练习：动量与能量（含答案）

2024届第一中学寒假物理专项练4动量与能量

1.（多选）在粗糙水平面上运动的物体，从A点开始受水平恒力R的作用做直线

运动，经过3点时速度大小与A点速度大小相等，则在这个过程中（）

A.物体可能做匀速直线运动

B.R的大小可能比摩擦力小

C.R与摩擦力对物体的总冲量一定为零

D.R与摩擦力对物体所做的总功一定为零

解析：因为物体经过3点时速度大小与A点速度大小相等，当力口与摩擦力等

大反向时，物体做匀速直线运动，选项A正确。物体做直线运动，则力R和摩

擦力共线，若力F小于摩擦力且方向相同，则物体做匀减速运动，减速到零后

停止运动，则3点的速度大小不可能等于A点速度大小；若力R小于摩擦力且

方向相反，则物体同样做匀减速运动，停止后不再运动，则B点的速度大小不

可能等于A点速度大小；若R大于摩擦力且与摩擦力方向相同时，物体先做减

速运动，速度减到零后反向加速，到达3点时可能与A点速度大小相同，选项B

错误。由以上分析可知，从A到3物体的动量变化可能不为零，则由动量定理

可知，R与摩擦力对物体的总冲量可能不为零，选项C错误。根据动能定理可

知，物体动能的变化为零，则F与摩擦力对物体所做的总功一定为零，选项D

正确。

答案：AD

2.2020年新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播，打喷嚏可以将飞沫喷到十米

之外。有关专家研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达40m/s,假设打一次喷

嚏大约喷出50mL的空气，用时约0.02s。已知空气的密度为1.3kg/m3,估算

打一次喷嚏人受到的平均反冲力为（）

A.13NB.0.13N

C.0.68ND.2.6N

解析：打一次喷嚏大约喷出气体的质量m=pV,由动量定理有FAt=mv,解得F

mupVu1.3X50X10-6X40

N=0.13N,根据牛顿第三定律可知，打一次喷

~At~At~0.02

嚏人受到的平均反冲力为0.13N,故选项B正确。

答案：B

3.修建高层建筑时常用塔式起重机。某段时间内，重物在竖直方向上被匀加速

提升，同时在水平方向上向右匀速移动。不计空气阻力。在此过程中（）

A.重物的运动轨迹为斜向右上方的直线

B.绳子对重物拉力所做的功等于重物机械能的增加量

C.重物所受合力冲量的方向斜向右上方

D.绳子对重物拉力的冲量等于重物动量的增加量

解析：重物在竖直方向做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，则重物的

合运动为曲线运动，故A错误；除重力做功外其他力对物体做的功等于物体机

械能的增加量，则绳子对重物拉力所做的功等于重物机械能的增加量，故B正

确；重物在竖直方向做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，则合力方向

竖直向上，由/=的可知，重物所受合力冲量的方向竖直向上，故C错误；由动

量定理可知，绳子对重物拉力与重力的合力的冲量等于重物动量的增加量，故D

错误。

答案：B

F~*

M

小由。变为小o,速度方向恰好改变了90。，则（）r

A.恒力的大小为7

B.从M点到N点的运动过程中，恒力先做正功后做负功

C.从M点到N点的运动过程中，物块的机械能增加了机*

D.从M点到N点的运动过程中，物块的机械能一直增大

解析：速度的变化量加=702+（小"=20,由动量定理得f7=2加0,解得歹=

2HIV

‘一，故A错误；在M点物块受到的恒力方向与速度方向的夹角为钝角，因此

物块从M点到N点的运动过程中，恒力先做负功后做正功，故B错误；在水平

面上物块机械能的增量等于动能的增量，有八6二机浮，故C正确；恒力先做负

功后做正功，则物块的机械能先减小后增大，故D错误。

答案：C

5.如图所示，竖直放置的轻弹簧的一端固定在水平地面上，另E®_

一端拴接着质量为M的木块A,开始时木块A静止，现让一质、

量为机的木块5从木块A正上方高为人处自由下落，与木块A4子

碰撞后一起向下压缩弹簧，经过时间/木块A下降到最低点。已

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知弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，木块A与木块3碰撞时间极短,

重力加速度为g,则从两木块发生碰撞到木块A第一次回到初始位置时的过程中

弹簧对木块A的冲量/的大小为()

A.2(M-\-m)y[2ghB.2(M+m)gZ

C.2(M-m)72ghD.2m\[2gh+2(M+m)gt

解析：B下落h时的速度为期，物块B与A碰撞过程，由动量守恒得mVB

=(M+m)v,规定向下为正方向，则两物块从开始运动到到达最低点过程中，由

动量定理得(Af+m)g7—/i=0—(A/+机)0,从两木块发生碰撞到木块A第一次回到

初始位置时的过程中弹簧对木块A的冲量/的大小为I=2k,联立解得弹簧对木

块A的冲量/的大小为/=2局丽+2(〃+机)g/,故A、B、C错误，D正确。

答案：D

6.(多选)如图所示，一轻绳通过光滑的轻质定滑轮一端与套

在光滑水平杆上的小物块A连接，另一端与小球5连接。系

统由静止释放后，物块A经过图示位置时向右运动的速度大/

小为0A,小球3的速度大小为0B,轻绳与杆的夹角为很0。*<90。)，则()

A.ck

B.图示时刻，小球3处于失重状态

C.由静止释放到图示时刻的过程中，系统机械能守恒

D.图示时刻，轻绳对物块A和小球3做功的功率相等

解析：将小物块A的速度沿绳方向和垂直绳方向分解，小球3的速度沿绳方向，

所以二者速度关系为OACOSa=0B,A错误；初始时刻系统从静止释放，3速度为

0,当a=90。时，3速度为0,说明3先加速后减速，先失重后超重，则图示时

刻无法判断3是超重还是失重，B错误；系统运动过程中只有重力做功，重力势

能和动能相互转化，系统机械能守恒，C正确；同一根绳上拉力大小处处相等，

对A有尸=7tucosa=7t>B,所以图示时刻，轻绳对物块A和小球3做功的瞬时

功率相等，D正确。

答案：CD

7.（多选）如图所示，某同学在冰面上进行“滑车”练习，开始该同学站在A车

前端以共同速度oo=9m/s做匀速直线运动，在A车正前方有一辆静止的B车，

为了避免两车相撞，在A车接近3车时，该同学迅速从A车跳上3车，立即又

从3车跳回A车，止匕时A、3两车恰好不相撞。已知人的质量机=25kg,A车和

3车质量均为mA=/nB=100kg,若该同学跳离A车与跳离3车时对地速度的大

小相等、方向相反，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（）

A.该同学跳离A车和B车时对地速度的大小为10m/s

B.该同学第一次跳离A车过程中对A车冲量的大小为250kg.m/s

C.该同学跳离5车的过程中，对3车所做的功为1050J

D.该同学跳回A车后，他和A车的共同速度为5m/s

解析：人对地以速度0跳离A车，由动量守恒定律可得，=

人跳上B车后共同速度为VB,mv=（m+mB）VB,人跳离B车后B车对地速度为

VB',（m+mB）VB=mBVB'一机o,人再跳回A车后，人和A车的共同速度为0/,

mAVA~mv=（m+mA）VA',两车不相撞满足zu'=VB',联立解得0=10m/s,

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m/s,VB=2m/s,VA'=VB'=5m/s,故A、D项正确；由动量定理可

知，该同学第一次跳离A车过程中，对A车冲量大小为/=|他04—他。（）|=25

kg-m/s,故B错误；由动能定理可知该同学跳离B车过程中对B所做的功为W

=^inBVB'2—^mBVB-=l050J,故C正确。

答案：ACD

8.如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，小车m

•z/zzL/ZZM

的上表面粗糙，有一质量为机的木块以初速度水平地滑芬

至车的上表面，若车足够长，则（）

A.木块的最终速度为之一。。

M~rm

B.由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒

C.车表面越粗糙，木块减少的动量越多

D.车表面越粗糙，因摩擦产生的热量越多

解析：以小车和木块组成的系统为研究对象，系统所受的合外力为零，因此系统

动量守恒，由于摩擦力的作用，木块速度减小，小车速度增大，木块速度减小到

最小时，小车速度达最大，最后木块、小车以共同速度运动，以初速度方向为正

方向，根据动量守恒定律有机0o=(m+M)0,解得最终两者的共同速度为。=拓麻

V0,故A正确，B错误；根据A选项分析，木块减少的动量为&?]=机=

与车面粗糙程度无关，故错误；根据能量守恒定律可得产生的热量为

M+mC

I]mrnMv(?

Q=+M)v2,将。=淳二产代入，得。=而不而，与车面粗糙程度

无关，故D错误。

答案：A

9.如图所示，在水平面上A、B,C三个物块间隔距离为d静止排列在同一条直

线上，三个物块质量分别为m、2m、3m,与地面间的动摩擦因数都为现用

大小F=3fimg的水平恒定推力沿三个物块连线方向向右推动物块A,相邻两物

块发生碰撞时粘在一起且认为碰撞时间极短。求：

(1)物块A和3碰撞前瞬间，物块A的速度大小；

(2)物块A和B与物块C碰撞后，三者整体运动的位移大小；

(3)从物块B获得速度开始运动到刚好静止这段时间内，物块A对物块B的冲量

大小。

解析：(1)R作用物体A前进