2023届高考物理一轮复习：动量、能量习题 Word版含解析

2023届高考物理：动量、能量习题（一轮）含答案
一、选择题。

1、(多选)如图所示，矩形的四个顶点分别固定有带电荷量均为q的正、负点电荷，水平直线AC将矩形分成面积相等的两部分，B为矩形的重心．一质量为m 的带正电微粒(重力不计)沿直线AC从左向右运动，到A点时的速度为v0，到B 点时的速度为5v0.取无穷远处的电势为零，则()
A．微粒在A、C两点的加速度相同
B．微粒从A点到C点的过程中，电势能先减小后增大
C．A、C两点间的电势差为U AC＝4m v20 q
D．微粒最终可以返回B点，其速度大小为5v0
2、如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m＝0.2 kg的小球从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内)，其速度v和弹簧压缩量Δx的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间的机械能损失不计，取重力加速度g＝10 m/s2，则下列说法中不正确的是()
A．该弹簧的劲度系数为20 N/m
B．当Δx＝0.3 m时，小球处于超重状态
C．小球刚接触弹簧时速度最大
D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大
3、(双选)如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则()
A ．a ＝2(mgR －W )mR
B ．a ＝2mgR －W mR
C ．N ＝3mgR －2W R
D ．N ＝2(mgR －W )R
4、（多选）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O 点为弹簧在原长时物块的位置。

物块由A 点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B 点。

在从A 到B 的过程中，物块( )
A ．加速度先减小后增大
B ．经过O 点时的速度最大
C ．所受弹簧弹力始终做正功
D ．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
5、一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v ；若将水平拉力的大小改为F 2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v 。

对于上述两个过程，用W F1，W F2分别表示拉力F 1、F 2所做的功，用W f1、W f2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( )
A ．W F2＞4W F1，W f2＞2W f1
B ．W F2＞4W F1，W f2＝2W f1
C ．W F2＜4W F1，W f2＝2W f1
D ．W F2＜4W F1，W f2＜2W f1
6、（双选）在星球M 上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P 轻放在弹簧上端，P 由静止向下运动，物体的加速度a 与弹簧的压缩量x 间的关系如图中实线所示。

在另一星球N 上用完全相同的弹簧，改用物体Q 完成同样的过程，其a-x 关系如图中虚线所示。

假设两星球均为质量均匀分布的球体。

已知星球M 的半径是星球N 的3倍，则( )
A．M与N的密度相等
B．Q的质量是P的3倍
C．Q下落过程中的最大动能是P的4倍
D．Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍
7、如图甲所示，以斜面底端为重力势能零势能面，一物体在平行于斜面的拉力作用下，由静止开始沿光滑斜面向下运动。

运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图像(E-x图像)如图乙所示，其中0～x1过程的图线为曲线，x1～x2过程的图线为直线。

根据该图像，下列判断正确的是()
A．0～x1过程中物体所受拉力可能沿斜面向下
B．0～x2过程中物体的动能先增大后减小
C．x1～x2过程中物体做匀加速直线运动
D．x1～x2过程中物体可能在做匀减速直线运动
8、（双选）如图所示，长为L、质量为M的木板静置在光滑的水平面上，在木板上放置一质量为m的物块，物块与木板之间的动摩擦因数为μ。

物块以v0从木板的左端向右滑动时，若木板固定不动时，物块恰好能从木板的右端滑下。

若木板不固定时，下面叙述正确的是()
A．物块不能从木板的右端滑下
B．对系统来说产生的热量Q＝μm gL
C．经过t＝Mv0
(M＋m)μg
物块与木板便保持相对静止
D．摩擦力对木板所做的功等于物块克服摩擦力所做的功
9、（双选）如图所示，一倾角为37°的斜面固定在水平地面上，重为4 N的滑块从距离水平面高度为0.6 m处由静止释放，沿斜面向下运动，已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2，以水平地面为重力势能等于零的
参考面．滑块从静止运动到斜面底端的过程中，下列说法正确的是()
A．滑块的重力势能减少2.4 J B．滑块的动能增加0.48 J
C．滑块的机械能减少1.6 J D．滑块因摩擦生热0.96 J
10、如图所示，质量为m1＝50 kg的人从轨道上的A点以v0的水平速度冲上质量为m2＝5 kg的高度不计的静止滑板后，又一起滑向光滑轨道DE，到达E点时速度减为零，然后返回，已知H＝1.8 m，重力加速度g取10 m/s2.设人和滑板可看成质点，滑板与水平地面间的摩擦力不计．下列说法正确的是()
A．人和滑板一起由D点运动到E点的过程中机械能不守恒
B．人的初速度v0＝8 m/s
C．刚冲上DE轨道时，人的速度大小为6 m/s
D．人冲上滑板到二者共速的过程中机械能守恒
11、高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。

在启动阶段，列车的动能()
A．与它所经历的时间成正比B．与它的位移成正比
C．与它的速度成正比D．与它的动量成正比
12、滑雪运动是人们酷爱的户外体育活动，现有质量为m的人站立于雪橇上，如图所示。

人与雪橇的总质量为M，人与雪橇以速度v1在水平面上由北向南运动(雪橇所受阻力不计)。

当人相对于雪橇以速度v2竖直跳起时，雪橇向南的速度大小为()
A.Mv 1－Mv 2M －m
B.Mv 1M －m
C.Mv 1＋Mv 2M －m
D ．v 1 13、（双选）在光滑水平面上，质量为m 的小球1以速度v 0与静止的小球2发生
正碰，碰后小球2的速度是13v 0。

小球2的质量可能是( )
A ．m
B ．3m
C ．5m
D ．7m
14、（多选）如图所示，将一轻质弹簧从物体B 内部穿过，并将其上端悬挂于天花板，下端系一质量为m 1＝2.0 kg 的物体A 。

平衡时物体A 距天花板h ＝2.4 m ，在距物体A 正上方高为h 1＝1.8 m 处由静止释放质量为m 2＝1.0 kg 的物体B 。

B 下落过程中某时刻与弹簧下端的物体A 碰撞(碰撞时间极短)并立即以相同的速度与A 一起向下运动，两物体不粘连，且可视为质点，碰撞后历时0.25 s 第一次到达最低点。

弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，g ＝10 m/s 2。

下列说法正确的是( )
A ．碰撞结束瞬间两物体的速度大小为2 m/s
B ．碰撞结束后两物体一起向下运动的最大位移为 0.25 m
C ．碰撞结束后两物体一起向下运动的过程中，两物体间的平均作用力大小为18 N
D ．A 、B 到最低点后反弹上升，A 、B 分开后，B 还能上升的最大高度为0.2 m
二、非选择题。

15、如图所示，水平轨道PAB 与14圆弧轨道BC 相切于B 点，其中，PA 段光滑，
AB 段粗糙，动摩擦因数μ＝0.1，AB 段长度L ＝2 m ，BC 段光滑，半径R ＝1 m 。

轻质弹簧劲度系数k ＝200 N/m ，左端固定于P 点，右端处于自由状态时位于A 点，现用力推质量m ＝2 kg 的小滑块，使其缓慢压缩弹簧，当推力做功W ＝25 J
时撤去推力。

已知弹簧弹性势能表达式E p ＝12kx 2，其中，k 为弹簧的劲度系数，
x 为弹簧的形变量，重力加速度取g ＝10 m/s 2。

(1)求推力撤去瞬间，滑块的加速度大小；
(2)求滑块第一次到达圆弧轨道最低点B 时对B 点的压力F 大小；
(3)判断滑块能否越过C 点，如果能，求出滑块到达C 点的速度v C 和滑块离开C 点再次回到C 点所用时间t ，如果不能，求出滑块能达到的最大高度h 。

2022届高考物理：动量、能量习题（一轮）含答案
一、选择题。

1、(多选)如图所示，矩形的四个顶点分别固定有带电荷量均为q 的正、负点电荷，水平直线AC 将矩形分成面积相等的两部分，B 为矩形的重心．一质量为m 的带正电微粒(重力不计)沿直线AC 从左向右运动，到A 点时的速度为v 0，到B 点时的速度为 5v 0.取无穷远处的电势为零，则( )
A ．微粒在A 、C 两点的加速度相同
B ．微粒从A 点到
C 点的过程中，电势能先减小后增大
C ．A 、C 两点间的电势差为U AC ＝4m v 20q
D ．微粒最终可以返回B 点，其速度大小为 5v 0
【答案】AC
2、如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m ＝0.2 kg 的小球从弹
簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内)，其速度v 和弹簧压缩量Δx 的函数图象如图乙所示，其中A 为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间的机械能损失不计，取重力加速度g ＝10 m/s 2，则下列说法中不正确的是( )
A ．该弹簧的劲度系数为20 N/m
B ．当Δx ＝0.3 m 时，小球处于超重状态
C ．小球刚接触弹簧时速度最大
D ．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大
【答案】C 3、(双选)如图，一固定容器的内壁是半径为R 的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m 的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P 在最低点时，向心加速度的大小为a ，容器对它的支持力大小为N ，则( )
A ．a ＝2(mgR －W )mR
B ．a ＝2mgR －W mR
C ．N ＝3mgR －2W R
D ．N ＝2(mgR －W )R
【答案】AC
4、（多选）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O 点为弹簧在原长时物块的位置。

物块由A 点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B 点。

在从A 到B 的过程中，物块( )
A ．加速度先减小后增大
B ．经过O 点时的速度最大
C．所受弹簧弹力始终做正功
D．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
【答案】AD
5、一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v；若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。

对于上述两个过程，用W F1，W F2分别表示拉力F1、F2所做的功，用W f1、W f2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则() A．W F2＞4W F1，W f2＞2W f1
B．W F2＞4W F1，W f2＝2W f1
C．W F2＜4W F1，W f2＝2W f1
D．W F2＜4W F1，W f2＜2W f1
【答案】C
6、（双选）在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。

在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a-x关系如图中虚线所示。

假设两星球均为质量均匀分布的球体。

已知星球M 的半径是星球N的3倍，则()
A．M与N的密度相等
B．Q的质量是P的3倍
C．Q下落过程中的最大动能是P的4倍
D．Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍
【答案】AC
7、如图甲所示，以斜面底端为重力势能零势能面，一物体在平行于斜面的拉力作用下，由静止开始沿光滑斜面向下运动。

运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图像(E-x图像)如图乙所示，其中0～x1过程的图线为曲线，x1～x2过程的图线为直线。

根据该图像，下列判断正确的是()
A．0～x1过程中物体所受拉力可能沿斜面向下
B．0～x2过程中物体的动能先增大后减小
C．x1～x2过程中物体做匀加速直线运动
D．x1～x2过程中物体可能在做匀减速直线运动
【答案】C
8、（双选）如图所示，长为L、质量为M的木板静置在光滑的水平面上，在木板上放置一质量为m的物块，物块与木板之间的动摩擦因数为μ。

物块以v0从木板的左端向右滑动时，若木板固定不动时，物块恰好能从木板的右端滑下。

若木板不固定时，下面叙述正确的是()
A．物块不能从木板的右端滑下
B．对系统来说产生的热量Q＝μmgL
C．经过t＝Mv0
(M＋m)μg
物块与木板便保持相对静止
D．摩擦力对木板所做的功等于物块克服摩擦力所做的功
【答案】AC
9、（双选）如图所示，一倾角为37°的斜面固定在水平地面上，重为4 N的滑块从距离水平面高度为0.6 m处由静止释放，沿斜面向下运动，已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2，以水平地面为重力势能等于零的参考面．滑块从静止运动到斜面底端的过程中，下列说法正确的是()
A．滑块的重力势能减少2.4 J B．滑块的动能增加0.48 J
C ．滑块的机械能减少1.6 J
D ．滑块因摩擦生热0.96 J
【答案】AC
10、如图所示，质量为m 1＝50 kg 的人从轨道上的A 点以v 0的水平速度冲上质量为m 2＝5 kg 的高度不计的静止滑板后，又一起滑向光滑轨道DE ，到达E 点时速度减为零，然后返回，已知H ＝1.8 m ，重力加速度g 取10 m/s 2.设人和滑板可看成质点，滑板与水平地面间的摩擦力不计．下列说法正确的是( )
A ．人和滑板一起由D 点运动到E 点的过程中机械能不守恒
B ．人的初速度v 0＝8 m/s
C ．刚冲上DE 轨道时，人的速度大小为6 m/s
D ．人冲上滑板到二者共速的过程中机械能守恒
【答案】C
11、高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。

在启动阶段，列车的动能( )
A ．与它所经历的时间成正比
B ．与它的位移成正比
C ．与它的速度成正比
D ．与它的动量成正比
【答案】B
12、滑雪运动是人们酷爱的户外体育活动，现有质量为m 的人站立于雪橇上，如图所示。

人与雪橇的总质量为M ，人与雪橇以速度v 1在水平面上由北向南运动(雪橇所受阻力不计)。

当人相对于雪橇以速度v 2竖直跳起时，雪橇向南的速度大小为( )
A.Mv 1－Mv 2M －m
B.Mv 1M －m
C.Mv 1＋Mv 2M －m
D ．v 1 【答案】D
13、（双选）在光滑水平面上，质量为m 的小球1以速度v 0与静止的小球2发生
正碰，碰后小球2的速度是13v 0。

小球2的质量可能是( )
A ．m
B ．3m
C ．5m
D ．7m
【答案】BC
14、（多选）如图所示，将一轻质弹簧从物体B 内部穿过，并将其上端悬挂于天花板，下端系一质量为m 1＝2.0 kg 的物体A 。

平衡时物体A 距天花板h ＝2.4 m ，在距物体A 正上方高为h 1＝1.8 m 处由静止释放质量为m 2＝1.0 kg 的物体B 。

B 下落过程中某时刻与弹簧下端的物体A 碰撞(碰撞时间极短)并立即以相同的速度与A 一起向下运动，两物体不粘连，且可视为质点，碰撞后历时0.25 s 第一次到达最低点。

弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，g ＝10 m/s 2。

下列说法正确的是( )
A ．碰撞结束瞬间两物体的速度大小为2 m/s
B ．碰撞结束后两物体一起向下运动的最大位移为 0.25 m
C ．碰撞结束后两物体一起向下运动的过程中，两物体间的平均作用力大小为18 N
D ．A 、B 到最低点后反弹上升，A 、B 分开后，B 还能上升的最大高度为0.2 m
【答案】ABC
二、非选择题。

15、如图所示，水平轨道PAB 与14圆弧轨道BC 相切于B 点，其中，PA 段光滑，
AB 段粗糙，动摩擦因数μ＝0.1，AB 段长度L ＝2 m ，BC 段光滑，半径R ＝1 m 。

轻质弹簧劲度系数k ＝200 N/m ，左端固定于P 点，右端处于自由状态时位于A 点，现用力推质量m ＝2 kg 的小滑块，使其缓慢压缩弹簧，当推力做功W ＝25 J
时撤去推力。

已知弹簧弹性势能表达式E p ＝12kx 2，其中，k 为弹簧的劲度系数，
x 为弹簧的形变量，重力加速度取g ＝10 m/s 2。

(1)求推力撤去瞬间，滑块的加速度大小；
(2)求滑块第一次到达圆弧轨道最低点B时对B点的压力F大小；
(3)判断滑块能否越过C点，如果能，求出滑块到达C点的速度v C和滑块离开C 点再次回到C点所用时间t，如果不能，求出滑块能达到的最大高度h。

【答案】(1)50 m/s2(2)62 N(3)能 1 m/s0.2 s
【解析】(1)推力做功全部转化为弹簧的弹性势能，则有W＝E p，即25＝1 2
×200×x2，得x＝0.5 m。

由牛顿运动定律得a＝kx
m＝50 m/s
2
(2)设滑块到达B点时的速度为v B，由能量关系有W－μmgL＝1
2mv
2
B
，得v2B＝21
m2/s2
对小滑块，由牛顿第二定律得F N－mg＝m v2B
R，解得F N＝62 N
由牛顿第三定律可知，小滑块对B点的压力F＝62 N
(3)设滑块能够到达C点，且具有速度v C，由功能关系得W－μmgL－mgR＝1
2mv
2
C
代入数据解得v C＝1 m/s
故滑块能够越过C点，从滑块离开C点到再次回到C点过程中，滑块做匀变速
运动，以向下为正方向有v C＝－v C＋gt，t＝2v C
g＝0.2 s。