2023 届高考物理一轮复习练习题动力学、动量和能量观点的综合应用 基础题 1.如图所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程木块的动能增加了 6 J，那么此过程产生的内能可能为(　　) A．16 J B．2 J C．6 J D．4 J 2.(多选)如图所示，小车 AB 放在光滑水平面上，A 端固定一个轻弹簧，B 端粘有油泥，小车总质量为 M； 质量为 m 的木块 C 放在小车上，用细绳连接于小车的 A 端并使弹簧压缩．开始时小车 AB 和木块 C 都静止，当 突然烧断细绳时，C 被释放，使 C 离开弹簧向 B 端冲去，并跟 B 端油泥粘在一起．忽略一切摩擦，以下说法正 确的是(　　) A．弹簧伸长过程中 C 向右运动，同时 AB 也向右运动 B．C 与 B 碰前，C 与 AB 的速率之比为 M∶m C．C 与油泥粘在一起后，AB 立即停止运动 D．C 与油泥粘在一起后，AB 继续向右运动 3．如图所示，质量为 m 的小球 A 静止于光滑水平面上，在 A 球与墙之间用轻弹簧连接．现用完全相同的 小球 B 以水平速度 v0 与 A 相碰后粘在一起压缩弹簧．不计空气阻力，若弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为 E，从球 A 被碰后开始到回到原静止位置的过程中墙对弹簧的冲量大小为 I，则下列表达式中正确的是(　　) A.E＝mv　I＝2mv0 B．E＝mv　I＝2mv0 C．E＝mv　I＝mv0 D．E＝mv　I＝mv0 4.如图所示是一个物理演示实验，图中自由下落的物体 A 和 B 被反弹后，B 能上升到比初位置高的地方．A 是某种材料做成的有凹坑的实心球．质量为 m1 ＝0.28 kg，在其顶部的凹坑中插着质量为 m2 ＝0.1 kg 的木棍 B，B 只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙，将此装置从 A 下端离地板的高度 H＝1.25 m 处由静 止释放，实验中，A 触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变，接着木棍 B 脱离球 A 开始上升，而球 A 恰 好停留在地板上，则反弹后木棍 B 上升的高度为(重力加速度 g 取 10 m/s2)(　　) A．4.05 m B．1.25 m C．5.30 m D．12.5 m 5. A、B 两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA＝1 kg，mB＝2 kg，vA＝6 m/s，vB＝2 m/s.当 A 追上 B 并发生碰撞后，A、B 两球速度的值可能是(　　) 6.水平地面上有甲、乙两个小滑块在同一直线上运动，两小滑块碰撞前后的速度—时间图象如图所示，小 滑块甲的碰前速度为正向，小滑块乙的碰前速度为负向 (其中一个小滑块碰后速度变为 0)．下列说法正确的是( ) A．碰后乙的速度变为零 B．t＝2.5 s 时，两小滑块之间的距离为 7.5 m C．两小滑块之间的碰撞为非弹性碰撞 D．碰撞前，两个小滑块组成的系统动量守恒 7.如图所示，某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为 M(含水)的自制“水火箭”释放升空，在极 短的时间内，质量为 m 的水以相对地面为 v0 的速度竖直向下喷出．已知重力加速度为 g，空气阻力不计，下列 说法正确的是(　　) A．火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力 B．水喷出的过程中，火箭和水组成的系统机械能守恒 C．火箭获得的最大速度为 Mv 0 M −m 2 D．火箭上升的最大高度为 2 m v0 2 g ( M － m)2 8 如图所示，质量 m＝60 kg 的人，站在质量 M＝300 kg 的车的一端，车长 L＝3 m，相对于地面静止．当车 与地面间的摩擦可以忽略不计时，人由车的一端走到另一端的过程中，车将(　　) A．后退 0.5 m B．后退 0.6 m C．后退 0.75 m D．一直匀速后退 9. 在爆炸实验基地有一发射塔，发射塔正下方的水平地面上安装有声音记录仪．爆炸物自发射塔竖直向上 发射，上升到空中最高点时炸裂成质量之比为 2∶1、初速度均沿水平方向的两个碎块．遥控器引爆瞬间开始计时， 在 5 s 末和 6 s 末先后记录到从空气中传来的碎块撞击地面的响声．已知声音在空气中的传播速度为 340 m/s，忽 略空气阻力．下列说法正确的是(　　) A．两碎块的位移大小之比为 1∶2 B．爆炸物的爆炸点离地面高度为 80 m C．爆炸后质量大的碎块的初速度为 68 m/s D．爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为 340 m 10.(多选)如图所示，可视为质点且质量均为 1 kg 的甲、乙两物体紧靠着放在水平地面上，物体甲与左侧地 面间的动摩擦因数为 0.3，物体乙右侧地面光滑．两物体间夹有炸药，爆炸后两物体沿水平方向左右分离，分离 瞬间物体乙的速度大小为 3 m/s，重力加速度 g 取 10 m/s2，则(　　) A．炸药爆炸后，两物体分离瞬间物体甲的速度大小为 3 m/s B．甲、乙两物体分离瞬间获得的总能量为 18 J C．从分离到甲物体停止运动，经过的时间为 4 s D．甲、乙两物体分离 2 s 时，两物体之间的距离为 7.5 m 11．如图所示，质量分别为 1 kg、3 kg 的滑块 A、B 位于光滑水平面上，现使滑块 A 以 4 m/s 的速度向右运 动，与左侧连有轻弹簧的滑块 B 发生碰撞．求二者发生碰撞的过程中 (1)弹簧的最大弹性势能； (2)滑块 B 的最大速度． 12.如图所示，AOB 是光滑水平轨道，BC 是半径为 R 的光滑的四分之一固定圆弧轨道，两轨道恰好相切． 质量为 M 的小木块静止在 O 点，一个质量为 m 的子弹以某一初速度水平向右射入长为 L 的木块内(子弹可视为 质点)，恰好没穿出木块，然后与木块一起继续运动，且恰能到达圆弧轨道的最高点 C(木块在轨道上运动时可视 为质点).不计空气阻力． (1)求子弹射入木块前的速度． (2)求子弹打入木块过程中产生的热量 Q. (3)若每当小木块返回到 O 点或停止在 O 点时，立即有相同的子弹以相同初速度射入小木块，并恰好留在其 中，则当第 9 颗子弹射入小木块后，小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多少？ 拔高题 13．(多选)长木板 a 放在光滑的水平地面上，在其上表面放一小物块 b.以地面为参考系，给 a 和 b 以大小均 为 v0、方向相反的初速度，最终 b 没有滑离 a.设 a 的初速度方向为正方向，a、b 的 v t 图象可能正确的是(　　) 14．如图所示，水平地面上有一高 H＝0.4 m 的水平台面，台面上竖直放置倾角 θ＝37°的粗糙直轨道 AB、 水平光滑直轨道 BC、四分之一圆周光滑细圆管道 CD 的和半圆形光滑轨道 DEF，它们平滑连接，其中管道 CD 半径 r＝0.1 m、圆心在 O1 点，轨道 DEF 的半径 R＝0.2 m、圆心在 O2 点，O1、D、O2 和 F 点均处在同一水平线 上．小滑块从轨道 AB 上、距台面高为 h 的 P 点静止下滑，与静止在轨道 BC 上等质量的小球发生弹性碰撞，碰 后小球经管道 CD、轨道 DEF 从 F 点竖直向下运动，与正下方固定在直杆上的三棱柱 G 碰撞，碰后速度方向水 平向右，大小与碰前相同，最终落在地面上 Q 点．已知小滑块与轨道 AB 间的动摩擦因数 μ＝，sin 37°＝ 0.6，cos 37°＝0.8. (1)若小滑块的初始高度 h＝0.9 m，求小滑块到达 B 点时速度 vB 的大小； (2)若小球能完成整个运动过程，求 h 的最小值 hmin； (3)若小球恰好能过最高点 E，且三棱柱 G 的位置上下可调，求落地点 Q 与 F 点的水平距离 x 的最大值 xmax. 15 ． 如 图 所 示 ， 粗 糙 斜 面 与 光 滑 水 平 面 通 过 半 径 可 忽 略 的 光 滑 小 圆 弧 平 滑 连 接 ， 斜 面 倾 角 θ ＝ 37°，A、C、D 滑块的质量为 mA＝mC＝mD＝1 kg，B 滑块的质量 mB＝4 kg(各滑块均可视为质点).A、B 间夹着质 量可忽略的火药．K 为处于原长的轻质弹簧，两端分别连接 B 和 C.现点燃火药(此时间极短且不会影响各物体的 质量和各表面的光滑程度)，此后，发现 A 与 D 相碰后粘在一起，接着沿斜面前进了 L＝0.8 m 速度减为零，此 后设法让它们不再滑下．已知滑块 A、D 与斜面间的动摩擦因数均为 μ＝0.5，取 g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求： (1)火药爆炸后瞬间 A 的速度大小 vA； (2)滑块 B、C 和弹簧 K 构成的系统在相互作用过程中，弹簧的最大弹性势能 Ep.(弹簧始终未超出弹性限度). 1．A 2．BC 3．A 4．A 5．B 6．D 7．D 8．A 9．B 10．AD 11．（1）当弹簧压缩最短时，弹簧的弹性势能最大，此时滑块 A、B 同速．系统动量守恒，以向右为正方向， 由动量守恒定律得 mAv0 ＝（mA＋mB）v，解得 v＝＝1 m/s.弹簧的最大弹性势能即系统减少的动能 Epm＝mAv－ （mA＋mB）v2＝6 J. （2 ）当弹簧恢复原长时，滑块 B 获得最大速度，由动量守恒定 律和能量守恒定 律得 mAv0 ＝mAvA ＋ mBvm，mAv＝mBv＋mAv 代入数据解得 vm＝2 m/s，方向向右． 12．（1）第一颗子弹射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒，设子弹的初速度为 v0，射入后二者 速度为 v1，由动量守恒定律得 mv0＝（m＋M）v1 木块（含子弹）由 O 到 C 的运动过程中机械能守恒，有（m＋M）v＝（m＋M）gR 联立解得 v0＝·. （2）由能量守恒定律有 mv＝（M＋m）v＋Q，解得 Q＝. （3）由动量守恒定律可知，第 2、4、6、8 颗子弹射入木块后，木块（含子弹）的速度变为零，第 1、3、5、7、9 颗子弹射入木块后，木块运动．设第 9 颗子弹射入木块后子弹和木块的共同速度为 v9，第 9 颗子 弹射入木块后木块沿圆弧轨道上升的最大高度为 H，由动量守恒定律得 mv0＝（9m＋M）v9，由机械能守恒定 律有（9m＋M）v＝（9m＋M）gH 联立解得 H＝R. 13．ABC 14．（1）小滑块在 AB 轨道上做匀加速直线运动，由动能定理可知 mgh－μmg cos θ·＝mv① 解得 vB＝4 m/s② （2）由题可知，小滑块与等质量的小球发生弹性碰撞，碰撞后速度互换，之后小球沿 CDEF 轨道运动，当 小球恰好能通过 E 点做圆周运动时，小球的初速度最小，即滑块的下落高度最低．在 E 点时，小球只由重力提 供向心力， 根据牛顿第二定律有 mg＝m③ 小球从 BC 段到 E 点的运动过程中，由机械能守恒定律可知 m