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2017年高考物理试题分类汇编及答案解析《 机械能和动量》
2025-09-26 11:23:28 责编:小OO
文档
机械能和动量

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)

A.30                        B.5.7×102

C.6.0×102                    D.6.3×102

【答案】A

【解析】设火箭的质量(不含燃气)为m1,燃气的质量为m2,根据动量守恒,m1v1=m2v2,解得火箭的动量为:p=m1v1=m2v2=30,所以A正确,BCD错误。

【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.【2017·新课标Ⅱ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

A.一直不做功        .一直做正功

C.始终指向大圆环圆心      .始终背离大圆环圆心

【答案】A

【考点定位】圆周运动;功

【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,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能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:,同理,下滑过程中,由动能定理可得:,故C正确;ABD错误.

【考点定位】动能定理

【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Ek–x图象的函数关系,从而得出图象斜率描述的物理意义.

4.【2017·新课标Ⅲ卷】如图,一质量为m,长度为l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P相距。重力加速度大小为g。在此过程中,外力做的功为

A.            B.            C.            D.

【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,由功能关系可知,在此过程中,外力做的功,故选A。

【考点定位】重力势能、功能关系

【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Ⅲ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。F随时间t变化的图线如图所示,则

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

【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–t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,根据牛顿第二定律有:,座椅对他的支持力,故B正确;乘客随座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,故C错误;乘客重力的瞬时功率,其中θ为线速度和竖直方向的夹角,摩天轮转动过程中,乘客的重力和线速度的大小不变,但θ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Ⅱ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端的距离与轨道半径有关,此距离最大时。对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)

A.   .    .    . 

【答案】B

【解析】物块由最低点到最高点有:;物块做平抛运动:x=v1t;;联立解得:,由数学知识可知,当时,x最大,故选B。

【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。

8.【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α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

(A)A的动能达到最大前,B受到地面的支持力小于mg

(B)A的动能最大时,B受到地面的支持力等于mg

(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

【答案】AB

【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

【解析】由动量守恒定律得,解得

代入数据得

【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.

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mA=2 kg、mB=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)  (2)  (3)

【解析】(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动,有:解得: 

(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为vB,有

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: 

绳子绷直瞬间,A、B系统获得的速度: 

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,这一过程中A、B组成的系统机械能守恒,有: 

解得,初始时B离地面的高度

【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——是两物体的动量守恒,而不是机械能守恒。下载本文

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