(完整版)专题03机械能和动量-2022年高考题和高考模拟题物理分项

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2017年髙考真题+联考押題分项解析汇编

专题03机械能和动号

1 .【2017 ?新课标I 卷】将质量为 1.00 kg 的模型火箭点火升空，50 g 燃烧的燃气以大小为 600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过 程中重力和空气阻力可忽略）

B . 5.7 x 1(kg m/s

C. 6.0 x 1(kg m/s

D . 6.3 x 1(kg m/s

【答案】A

m i ,燃气的质量为 m 2，根据动量守恒， m i v i =m 2V 2,解

【考点定位】动量、动量守恒

【名师点睛】本题主要考查动量即反冲类动量守恒问题，只要注意动量的矢量性即可，比较简 单。

2. [20i7 ?新课标H 卷】如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环 上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它 的作用力

【解析】丈园环光滑丿则丈圆环对小环的作用力总是沿半径方向』与i 度方向垂直，故大融T 对小环的作 用力一直不做功』选项A 正确，B 错i 吴；幵始时大园环对小环的佗用力背离凰心,最后捲向画L 故选项 CD 筍^故选乩

【考点定位】圆周运动；功

得火箭的动量为: p=m i v i =m 2V 2=30 kg m/s ，所以 A 正确，

BCD 错

误。 ------------ 吏題再現 -----------------

亲焦2Q 口牟南晋真餐*尋竟清浙.全密全析，客艸点帝*肋力201B 年高璋!

A . 30 kg m/s

【解析】设火箭的质量（不含燃气）为

A. —直不做功

C.始终指向大圆环圆心

[答案】A B. —直做正功 D .始终背离大圆环圆心

2

【名师点睛】此题关键是知道小圆环在大圆环上的运动过程中，小圆环受到的弹力方向始终沿 大圆环的半径方向，先是沿半径向外，后沿半径向里。

3.

【2017 ?江苏卷】一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处?物块初动能为

E ko ，与斜面 间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能 E k 与位移的关系图线是

【答案】C

【解析】向上滑动的过程中，根据动能定理：

0 E k 。 (mg FJx ，同理，下滑过程中，由动 能定理可得：E k0 0 (F f mg)x ，故C 正确;

【考点定位】动能定理

从而得出图象斜率描述的物理意义.

ABD 错误. 【名师点睛】本题考查动能定理及学生的识图能力, 根据动能定理写出

E k -＜图象的函数关系,

4. 【2017 ?新课标川卷】如图，一质量为 m , 长度为I 的均匀柔软细绳 PQ 竖直悬挂。用外力 将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至 M 点，M 点与绳的上端

1 p 相距31。重力加速度大小为g 。 3

在此过程中，外力做的功为 kt 土

A .〔mgl

9 B . ^mgl 6 Q —I

C. 1mgl D . 1 mgl

【答案】A

【解析】将绳的下端 Q 缓慢地竖直向上拉起至 M 点，PM 段绳的机械能不变，

MQ 段绳的机械 能的增加量为 E 2 1 2 1 1

2mg(卩

3mg( 7)1mgl ，由功能关系可知，在此过程中，外力

1

做的功W mgl ，故选A o 9 【考点定位】重力势能、功能关

【名师点睛】重点理解机械能变化与外力做功的关系，本题的难点是过程中重心高度的变化情 况。

5. 【2017 ?新课标川卷】一质量为 2 kg 的物块在合外力F 的作用下从静止开始沿直线运动。

随时间t变化的图线如图所示，则

21i

11

ii

i

■

j ?-1 ----------

0I：2 3ft's

-1

A. t=1 s时物块的速率为1 m/s

B. t=2 s时物块的动量大小为4 kg m/s

C. t=3 s时物块的动量大小为5 kg m/s

D. t=4 s时物块的速度为零

【答案】AB

段Ft

【解析】由动量定理有弘枷，解得v = —7A"时物块的速率v=—=lm/5j A正确』E團线与时间轴所围面积表示冲崑所以1=2$时物块的动量大小訶p = 附血“4瞎血*, B正确j Ms时物

块的动量大小为刀二(2浓一1x1)炖.曲2 3畑mA, C错误；Z S时物块的动量大小为p" = (2x2-lx2) kg-m/s = 2 kg-m/s. p速度不为雷,D错误°

【考点定位】动量定理

【名师点睛】求变力的冲量是动量定理应用的重点，也是难点。F-图线与时间轴所围面积表示

冲量。

6. 【2017 ?天津卷】“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。

摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是

A. 摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变

B. 在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力

C. 摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零

D. 摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变

【答案】B

【解析】机械能等于动能和重力势能之和，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，动能不变,

重力势能时刻发生变化，则机械能在变化，故A错误；在最高点对乘客受力分析，根据牛顿第

■ ■ 0.

3

4

2

mg m — mg ，故B 正确；乘客随座 r

二定律有：mg N 2 v m —，座椅对他的支持力 N r

舱转动一周的过程中，动量不变，是所受合力的冲量为零，重力的冲量误；

乘客重力的瞬时功率P mgv cos ，其中B为线速度和竖直方向的夹角，摩天

轮转动过

I mg t 0，故C 错

程中，乘客的重力和线速度的大小不变，但B在变化，所以乘客重力的瞬时功率在不断变化, 故D错误。

【考点定位】机械能，向心力，冲量和动量定理，瞬时功率

【名师点睛】本题的难点在于对动量定理的理解，是“物体所受合力的冲量等于动量的变

化” 而学生经常记为“力的冲量等于物体动量的变化”。

7. 【2017 ?新课标H卷】如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂

直。一小物块以速度从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下

离与轨道半径有关，此距离最大时。对应的轨道半径为（重力加速度大小为g）

A .

2

v

16g

2

v

B.

8g

2

v

D.

2g

【答案】B

【解析】物块由最低点到最高点有:

1 2

mv

2 2mgr

1 2 一

my ；物块做平抛运动：x=v1t ；t

2

联立解得: 4v2r

16r2，由数学知识可知，当

4v2

2

r ―g——时，x最大，故选B。

2 16 8g

【考点定位】机械能守恒定律；平抛运动

【名师点睛】此题主要是对平抛运动的考查；解题时设法找到物块的水平射程与圆轨道半径的

函数关系，即可通过数学知识讨论；此题同时考查学生运用数学知识解决物理问题的能力。

&【2017 ?江苏卷】如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m , A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L, B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长?现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角a由60°变为120° A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在

弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则此下降过程中

5

6

3

(B) A 的动能最大时，B 受到地面的支持力等于 mg

2

(C) 弹簧的弹性势能最大时， A 的加速度方向竖直向下

(D) 弹簧的弹性势能最大值为 _! mgL

2

【答案】AB

【解析】4球动能最犬时，速度最大，受合外力为零，me 整体为研究对象，在竖直方冋问下的重力

沁 向上的艮◎两琳受地面的支持力m 即込=沁 所以艮0受到地面的支持力等于故B J L-

正确，A 的动能达到最大前」有向尸的加速度，所以整体向『的合力彳汙刘醪故扒C 受利地面的支持力 小于斗斶 所以A 正确,土下隆至最低点，弹薔形变量最七弹性势能最尢 此时乂的抑速度向上』故 c 错误.弹晋的最大弾t 捞能等干d 球下降至尉晾时减少的重力势砌 即D 错误*

【考点定位】物体的平衡 能量守恒牛顿第二定律

【名师点睛】 本题的重点是当 A 球的动能最大时，受合外力为零，在竖直方向整体加速度为零，

选择整体为研究对象，分析 AB 两个选项；弹性势能最大对应 A 球下降至最低点，根据能量守

恒定律，可求最大的弹性势能.

9.【2017 ?江苏卷】甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是

1 m/s ，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为

1 m/s 和

2 m/s .求甲、乙两运动员的质量之比.

【答案】3:2

【考点定位】动量守恒定律

【名师点睛】考查动量守恒，注意动量的矢量性，比较简单.

(A) A 的动能达到最大前

,

B 受到地面的支持力小于 【解析】由动量守恒定律得 m>v 2 v 2 v .

代入数据得

m.

10 .【2017 ?天津卷】（16分）如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨

放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为m A=2 kg、m B=1 kg。初始时A静止于水平地面上，

B悬于空中。先将B竖直向上再举高h=1.8 m （未触及滑轮）然后由静止释放。一段时间后细绳绷直，A、B以大

小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触。取g=10 m/s2。空气阻

力不计。求：

（1）B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t ；

（2）A的最大速度v的大小；

（3）初始时B离地面的高度H。

【答案】（1）t 0.6 s （2）v 2 m/s （3）H 0.6 m

【解析】（1）B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有：h - gt2解得：t 0.6 s

（2）设细绳绷直前瞬间B速度大小为V B,有v0 gt 6 m/s

细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，总动量守恒：E B V。（m A m B）v 绳子绷直瞬间，A、B系统获得的速度：v 2 m/s

之后A做匀减速运动，所以细绳绷直瞬间的速度v即为最大速度，A的最大速度为2 m/s

（3）细绳绷直后，A、B 一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一

1 2

过程中A、B组成的系统机械能守恒，有：（m A m B）v m B gH m A gH

解得，初始时B离地面的高度H 0.6 m

【考点定位】自由落体运动，动量守恒定律，机械能守恒定律

【名师点睛】本题的难点是绳子绷紧瞬间的物理规律一一是两物体的动量守恒，而不是机械能守恒。

轉.

1. 【2017 ?广东省惠州市4月模拟】如图所示，绕过光滑钉子O的细绳，两端分别拴有A、B

两个小球，A球的质量是B球的2倍?现将两球从距地面高度为h处由静止释放?若细绳足够

长，细绳的质量、空气的阻力均不计?则B球上升到距地面的最大高度为

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