2023年高考物理试题分类汇编动量和能量（带详细解析）高中物理2.docx

2023年高考物理试题分类汇编——动量和能量 〔全国卷2〕24.(15)如图，MNP 为整直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切于N、P端固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h，NP长度为s.一木块自M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。假设在MN段的摩擦可忽略不计，物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ，求物块停止的地方与N点距离的可能值。 【答案】物块停止的位置距N的距离可能为或 【解析】根据功能原理，在物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中，物块的重力势能的减少与物块克服摩擦力所做功的数值相等。 ① 设物块的质量为m，在水平轨道上滑行的总路程为s′，那么 ② ③ 连立①②③化简得 ④ 第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，在N前停止，那么物块停止的位置距N的距离为 ⑤ 第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，可再一次滑上光滑圆弧轨道，滑下后在水平轨道上停止，那么物块停止的位置距N的距离为 ⑥ 所以物块停止的位置距N的距离可能为或。 〔全国卷2〕25.〔18分〕小球A和B的质量分别为mA 和 mB 且mA＞＞mB 在某高度处将A和B先后从静止释放。小球A与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处的下方与释放出距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正幢，设所有碰撞都是弹性的，碰撞事件极短。求小球A、B碰撞后B上升的最大高度。 答案： 解析： 小球A与地面的碰撞是弹性的，而且AB都是从同一高度释放的，所以AB碰撞前的速度大小相等于设为，根据机械能守恒有 化简得 ① 设A、B碰撞后的速度分别为和，以竖直向上为速度的正方向，根据A、B组成的系统动量守恒和动能守恒得 ② ③ 联立②③化简得 ④ 设小球B 能够上升的最大高度为h，由运动学公式得 ⑤ 联立①④⑤化简得 ⑥ 〔新课标卷〕16.如以下图，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断 A、在时间内，外力做正功 B、在时间内，外力的功率逐渐增大 C、在时刻，外力的功率最大 D、在时间内，外力做的总功为零 答案：AD 解析：选项B错误，根据P=Fv和图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，外力的功率先减小后增大。选项C错误，此时外力的功率为零。 〔新课标卷〕34.[物理——选修3-5] (2)(10分)如以下图，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为.使木板与重物以共同的速度向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短.求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间.设木板足够长，重物始终在木板上.重力加速度为g. 解析：木板第一次与墙碰撞后，向左匀减速直线运动，直到静止，再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度，再往后是匀速直线运动，直到第二次撞墙。 木板第一次与墙碰撞后，重物与木板相互作用直到有共同速度，动量守恒，有： ，解得： 木板在第一个过程中，用动量定理，有： 用动能定理，有： 木板在第二个过程中，匀速直线运动，有： 木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间t=t1+t2=+=。 〔北京卷〕20．如图，假设ｘ轴表示时间，ｙ轴表示位置，那么该图像反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关系。假设令ｘ轴和ｙ轴分别表示其他的物理量，那么该图像又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系。以下说法中正确的选项是 Ａ．假设ｘ轴表示时间，ｙ轴表示动能，那么该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系 Ｂ．假设ｘ轴表示频率，ｙ轴表示动能，那么该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系 Ｃ．假设ｘ轴表示时间，ｙ轴表示动量，那么该图像可以反映某物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系 Ｄ．假设ｘ轴表示时间，ｙ轴表示感应电动势，那么该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系 答案：C 解析：根据动量定理说明动量和时间是线性关系，纵截距为初动量，C正确。结合得，说明动能和时间的图像是抛物线，A错误。根据光电效应方程，说明最大初动能和时间是线性关系，但纵截距为负值，B错误。当磁感应强度随时间均匀增大时，增长合回路内的磁通量均匀增大，根据法拉第电磁感应定律增长合回路的感应电动势等于磁通量的变化率，是一个定值，不随时间变化，D错误。 〔上海理综〕5．高台滑雪运发动腾空跃下，如果不考虑空气阻力，那么下落过程中该运发动机械能的转换关系是〔 〕。 A．动能减少，重力势能减少 B．动能减少，重力势能增加 C．动能增加，重力势能减少 D．动能增加，重力势能增加 答案：C 〔上海理综〕8．如图是位于锦江乐园的摩天轮，高度为108m，直径是98m。一质量为50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25min。如果以地面为零势能面，那么他到达最高处时的〔取g=10m/s2〕〔 〕。 A．重力势能为5.4×104J，角速度为0.2rad/s B．重力势能为4.9×104J，角速度为0.2rad/s C．重力势能为5.4×104J，角速度为4.2×10-3rad/s D．重力势能为4.9×104J，角速度为4.2×10-3rad/s 答案：C 〔上海理综〕40．太阳能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源。划分以下能源的类别，把编号填入相应的表格。 ①石油 ②地热能 ③核能 ④天然气 ⑤风能 ⑥潮汐能 类别 编号 新能源 常规能源 ②③⑤⑥ ①④ 〔上海理综〕43．纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。假设E1概念车的总质量为920kg，在16s内从静止加速到100km/h〔即27.8m/s〕，受到恒定的阻力为1500N，假设它做匀加速直线运动，其动力系统提供的牵引力为 N。当E1概念车以最高时速120km/h〔即33.3m/s〕做匀速直线运动时，其动力系统输出的功率为 kW。 答案：3.1×103；50 〔上海物理〕18.如图为质量相等的两个质点在同一直线上运动的图像，由图可知 〔A〕在时刻两个质点在同一位置 〔B〕在时刻两个质点速度相等 〔C〕在时间内质点比质点位移大 〔D〕在时间内合外力对两个质点做功相等 答案：BCD 解析：首先，B正确；根据位移由图像中面积表示，在时间内质点B比质点A位移大，C正确而A错误；根据动能定理，合外力对质点做功等于动能的变化，D正确；此题选BCD。 此题考查图象的理解和动能定理。对D，如果根据W=Fs那么难判断。 难度：中等。 〔上海物理〕25.如图，固定于竖直面内的粗糙斜杆，在水平方向夹角为，质量为m的小球套在杆上，在大小不变的拉力作用下，小球沿杆由底端匀速运动到顶端，为使拉力做功最小，拉力F与杆的夹角a=____，拉力大小F=_____。 【解析】，，，。因为没有摩擦力，拉力做功最小。 此题考查力的分解，功等。难度：中等。 〔上海物理〕30.〔10分〕如图，ABC和ABD为两个光滑固定轨道，A、B、E在同一水平面，C、D、E在同一竖直线上，D点距水平面的高度h，C点高度为2h，一滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出。 〔1〕求滑块落到水平面时，落点与E点间的距离和. 〔2〕为实现＜，应满足什么条件？ 解析： 〔1〕根据机械能守恒， 根据平抛运动规律：， , 综合得， 〔2〕为实现＜，即＜，得＜ 但滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出，要求， 所以。 此题考查根据机械能守恒和平抛运动规律以及用数学工具处理物理问题的能力。 难度：难。 〔上海物理〕31.〔12分〕倾角，质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上，质量m=2kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s到达底端，运动路程L=4m,在此过程中斜面保持静止〔〕，求： 〔1〕地面对斜面的摩擦力大小与方向； 〔2〕地面对斜面的支持力大小 〔3〕通过计算证明木块在此过程中满足动能定理。 【解析】〔1〕隔离法： 对木块：， 因为，得 所以，， 对斜面：设摩擦力f向左，那么，方向向左。 〔如果设摩擦力f向右，那么，同样方向向左。〕 〔2〕地面对斜面的支持力大小 〔3〕木块受两个力做功。 重力做功： 摩擦力做功： 合力做功或外力对木块做的总功： 动能的变化 所以，合力做功或外力对木块做的总功等于动能的变化〔增加〕，证毕。 〔天津卷〕10.〔16分〕如以下图，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h。物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ。现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰〔碰撞时间极短〕，反弹后上升至最高点时到水平面的距离为。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t。 解析： 设小球的质量为m，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒定律，有 ① 得 设碰撞后小球反弹的速度大小为，同理有 ② 得 设碰撞后物块的速度大小为，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有 ③ 得 ④ 物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小 ⑤ 设物块在水平面上滑行的时间为，根据动量定理，有 ⑥ 得 ⑦ 〔浙江自选模块〕题号：13，科目：物理〔2〕核能、风能等新能源是今年来能源开展的重点方向之一，与煤、石油等传统能源相比拟，核能具有哪些优点和缺点？〔3分〕 优点：核裂变产生的能源比使用煤和石油更加清洁；产能更多。 缺点：核裂变反响释放的核废料具有放射性，难处理；建造本钱高。 〔浙江自选模块〕题号：13，科目：物理〔3〕有一座城市，经常受到大风和风沙大侵扰。为了合理使用新能源，方案建造风能发电站或太阳能发电站。请用物理学知识，指出建造哪种类型的发电站更适宜，并请说明理由。〔3分〕 建风能发电厂比拟合理 理由：在使用风能发电时，根据能量守恒知识，风能一方面转化为电能，另一方面可以减弱风速，减少对城市的破坏。 〔江苏卷〕8.如以下图，平直木板AB倾斜放置，板上的P点距A端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小，先让物块从A由静止开始滑到B。然后，将A着地，抬高B，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B