專題02 動量、功和能（解析版）-【好題匯編】2024年高考物理三模試題分類匯編（北京專用）

專題02動量、功和能（解析版）一、單選題1．（2024·北京海淀·統(tǒng)考三模）一位質(zhì)量為60kg的滑雪運動員從高為10m的斜坡頂端由靜止滑至坡底。如果運動員在下滑過程中受到的阻力為60N，斜坡的傾角為30°，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是（）A．運動員的加速度的大小為4m/s2B．運動員所受重力做的功為600JC．運動員受到的支持力的大小為300ND．運動員滑至坡底時動量大小為240kg·m/s【答案】A【詳解】A．由牛頓第二定律可得解得故A正確；B．運動員所受重力做的功為故B錯誤；C．運動員受到的支持力的大小為故C錯誤；D．運動員滑至坡底時速度大小為所以動量大小為故D錯誤。故選A。2．（2024·北京海淀·統(tǒng)考三模）如圖是采用動力學(xué)方法測量空間站質(zhì)量的原理圖。已知飛船的質(zhì)量為m，其推進(jìn)器工作時飛船受到的平均推力為F。在飛船與空間站對接后，推進(jìn)器工作時間為，測出飛船和空間站的速度變化為。下列說法正確的是（

）A．空間站的質(zhì)量為 B．空間站的質(zhì)量為C．飛船對空間站的作用力大小為F D．飛船對空間站的作用力大小一定為【答案】B【詳解】AB．由題知，在飛船與空間站對接后，推進(jìn)器工作?t時間內(nèi)，飛船和空間站速度變化為?v，則飛船與空間站的加速度，聯(lián)立解得故A錯誤，B正確；CD．設(shè)飛船與空間站間的作用力大小為，對飛船由牛頓第二定律有解得故CD錯誤。故選B。3．（2024·北京海淀·統(tǒng)考三模）如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定在天花板上，下端連接一質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點的小球。重力加速度大小為g。將小球托起至O點，彈簧恰好處于原長，松手后小球在豎直方向做簡諧運動，最遠(yuǎn)能夠到達(dá)B點，A點為OB的中點。下列說法正確的是（

）A．O點到B點彈力的沖量大小等于重力沖量的大小B．O點到B點彈簧先做正功，后做負(fù)功C．O點到A點彈力做功與A點到B點彈力做功一樣多D．小球經(jīng)過A點時的加速度大小為g【答案】A【詳解】A．小球從O到B根據(jù)動量定理有IG－I彈=0則O點到B點彈力的沖量大小等于重力沖量的大小，故A正確；B．O點到B點彈簧一直被拉伸，彈簧一直做負(fù)功，故B錯誤；C．O點到A點的彈力要比A點到B點的彈力小，則O點到A點彈力做的功小于A點到B點彈力做的功，故C錯誤；D．A點為OB的中點，即小球做簡諧運動的平衡位置，則小球經(jīng)過A點時的加速度大小為0，故D錯誤。故選A。4．（2024·北京順義·統(tǒng)考三模）如圖所示，斜面頂端在水平面上的投影為O點，斜面與水平面平滑連接。一小木塊從斜面的頂端由靜止開始下滑，停到水平面上的A點。已知小木塊與斜面、水平面間的動摩擦因數(shù)相同。保持斜面長度不變，增大斜面傾角，下列說法正確的是（）A．小木塊沿斜面下滑的加速度減小B．小木塊滑至斜面底端時重力的瞬時功率增大C．小木塊滑至斜面底端的時間增大D．A點到O點的距離不變【答案】B【詳解】A．由牛頓第二定律可知可知所以增大斜面傾角，加速度增大，故A錯誤；B．保持斜面長度不變，增大斜面傾角，由牛頓第二定律可知由運動學(xué)公式可知，小木塊滑到底端時則小木塊滑到斜面底端時重力的瞬時功率為此為增函數(shù)，故傾角增大時滑到底端重力瞬時功率增大，故B正確；C．由前面分析可知，傾角增大，加速度增大，但斜面長度不變，由可知即時間變短，故C錯誤；D．對小木塊運動的整個過程，根據(jù)動能定理有解得所以與無關(guān)，與高度成正比，由于長度不變，則傾角增大時高度增加，A點到O點的距離應(yīng)該變大，故D錯誤。故選B。5．（2024·北京人大附中·?？既＃┠芰渴睾愣墒亲匀唤缱钇毡榈囊?guī)律之一。以下不能體現(xiàn)能量守恒定律的是（）A．楞次定律 B．動量守恒定律C．閉合電路歐姆定律 D．熱力學(xué)第一定律【答案】B【詳解】A．楞次定律的實質(zhì)機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過程，是能量守恒定律在電磁現(xiàn)象中的具體表現(xiàn)，故A錯誤；B．動量守恒定律不能體現(xiàn)能量守恒，故B錯誤；C．由閉合電路的歐姆定律可得即電源的總功率等于輸出功率與內(nèi)阻功率之和，直接體現(xiàn)了能量守恒，故C錯誤；D．熱力學(xué)第一定律是描述做功與熱傳遞改變物體的內(nèi)能之間的關(guān)系，則能體現(xiàn)能量守恒定律，故D錯誤。故選B。6．（2024·北京人大附中·?？既＃┦辜?、乙兩條形磁鐵隔開一段距離，靜止于水平桌面上，甲的N極正對著乙的S極，甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，兩者與桌面之間的動摩擦因數(shù)相等。現(xiàn)同時釋放甲和乙，在它們相互接近過程中的任一時刻（）A．甲的速度大小比乙的大 B．甲的加速度大小比乙的加速度小C．甲的動量大小比乙的大 D．甲合力沖量與乙合力沖量大小相等【答案】B【詳解】AB．對甲、乙兩條形磁鐵分別做受力分析，如圖所示根據(jù)牛頓第二定律有、由于所以由于兩物體運動時間相同，且同時由靜止釋放，可得A錯誤，B正確；C．對于整個系統(tǒng)而言，由于合力方向向左，合沖量方向向左，所以合動量方向向左，顯然甲的動量大小比乙的小，C錯誤；D．因為甲的動量大小比乙的小，故甲合力沖量小于乙合力沖量，D錯誤。故選B。7．（2024·北京首師大附中·?？既＃┤鐖D所示，一同學(xué)練習(xí)使用網(wǎng)球訓(xùn)練器單人打回彈，網(wǎng)球與底座之間有一彈性繩連接，練習(xí)過程中底座保持不動。該同學(xué)將網(wǎng)球拋至最高點a處用球拍擊打，b是軌跡上的最高點，c處彈性繩仍然處于松弛狀態(tài)，d處彈性繩已經(jīng)繃緊并撞在豎直墻壁上，不計空氣阻力。則（）A．a(chǎn)處網(wǎng)球拍給網(wǎng)球的沖量沿水平方向B．拍打后a到c過程中網(wǎng)球受到的沖量方向豎直向下C．c到d過程中網(wǎng)球受到的沖量方向豎直向下D．d處反彈后網(wǎng)球做平拋運動【答案】B【詳解】A．該同學(xué)將網(wǎng)球拋至最高點a處時網(wǎng)球的速度為零，網(wǎng)球拍擊打網(wǎng)球后，網(wǎng)球做曲線運動，曲線上任意一點的切線方向即為網(wǎng)球的速度方向，由軌跡可知，a處軌跡的切線方向斜向右上方，則可知a處的速度方向斜向右上方，因此網(wǎng)球拍給網(wǎng)球的沖量應(yīng)斜向上方，故A錯誤；B．拍打后a到c過程中網(wǎng)球只受到重力的作用，而重力豎直向下，則重力的沖量豎直向下，因此拍打后a到c過程中網(wǎng)球受到的沖量方向豎直向下，故B正確；C．由題意可知，d處彈性繩已經(jīng)繃緊，即彈性繩在到達(dá)d處時已經(jīng)出現(xiàn)了彈力，因此網(wǎng)球從c到d過程中受力情況分為只受重力與受到重力和彈性繩的拉力兩種情況，若只受重力階段，則沖量豎直向下；若受到重力和彈性繩的拉力則二者合力斜向左下方，因此網(wǎng)球受到的沖量方向斜向左下方，故C錯誤；D．做平拋運動的條件是初速度水平，且只受重力，顯然網(wǎng)球在d處反彈后除了受到重力還有因彈性繩收縮而受到的拉力，故D錯誤。故選B。8．（2024·北京首師大附中·?？既＃┤鐖D所示，高速公路上汽車定速巡航（即保持汽車的速率不變）通過路面abcd，其中ab段為平直上坡路面，bc段為水平路面，cd段為平直下坡路面。不考慮整個過程中空氣阻力和摩擦阻力的大小變化。下列說法正確的是（）A．在ab段汽車的輸出功率逐漸減小 B．汽車在ab段的輸出功率比bc段的大C．在cd段汽車的輸出功率逐漸減小 D．汽車在cd段的輸出功率比bc段的大【答案】B【詳解】AB．在ab段，根據(jù)平衡條件可知，牽引力所以在ab段汽車的輸出功率不變，在bc段牽引力bc段的輸出功率故A錯誤B正確；CD．在cd段牽引力汽車的輸出在cd段汽車的輸出功率不變，且小于bc段，故CD錯誤。故選B。9．（2024·北京首師大附中·?？既＃┤鐖D所示，圓盤在水平面內(nèi)以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，圓盤上距軸r處的P點有一質(zhì)量為m的小物體隨圓盤一起轉(zhuǎn)動。某時刻圓盤突然停止轉(zhuǎn)動，小物體由P點滑至圓盤上的某點停止。下列說法正確的是（）A．圓盤停止轉(zhuǎn)動前，小物體所受摩擦力的方向沿運動軌跡切線方向B．圓盤停止轉(zhuǎn)動前，小物體運動一圈所受摩擦力的沖量大小為C．圓盤停止轉(zhuǎn)動后，小物體沿圓盤半徑方向運動D．圓盤停止轉(zhuǎn)動后，小物體整個滑動過程所受摩擦力的沖量大小為【答案】D【詳解】A．圓盤停止轉(zhuǎn)動前，小物體隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，小物體所受摩擦力提供向心力，方向沿半徑方向，故A錯誤；B．圓盤停止轉(zhuǎn)動前，小物體所受摩擦力根據(jù)動量定理得，小物體運動一圈所受摩擦力的沖量為大小為0，故B錯誤；C．圓盤停止轉(zhuǎn)動后，小物體沿切線方向運動，故C錯誤；D．圓盤停止轉(zhuǎn)動后，根據(jù)動量定理可知，小物體整個滑動過程所受摩擦力的沖量為大小為，故D正確。故選D。10．（2024·北京九中·?？既＃吧裰凼枴陛d人飛船安全著陸需經(jīng)過分離、制動、再入和減速四個階段。如圖所示，在減速階段，巨型降落傘為返回艙提供阻力，假設(shè)返回艙做直線運動，則在減速階段（）A．傘繩對返回艙的拉力等于返回艙的重力B．傘繩對返回艙拉力的沖量與返回艙重力沖量的矢量和為零C．合外力對返回艙做的功等于返回艙機(jī)械能的變化D．除重力外其他力對返回艙做的總功等于返回艙機(jī)械能的變化【答案】D【詳解】A．返回艙做減速運動，則傘繩對返回艙的拉力大于返回艙的重力，選項A錯誤；B．返回艙的動量不斷減小，則根據(jù)動量定理，傘繩對返回艙拉力的沖量與返回艙重力沖量的矢量和不為零，方向向上，選項B錯誤；C．根據(jù)動能定理，合外力對返回艙做的功等于返回艙動能的變化，選項C錯誤；D．由能量關(guān)系可知，除重力外其他力對返回艙做的總功等于返回艙機(jī)械能的變化，選項D正確。故選D。11．（2024·北京大興精華學(xué)?！ば？既＃┯行┝W(xué)問題，可假想一個“虛設(shè)過程”使問題得以簡化和解決。舉例如下：如圖所示，四根質(zhì)量都是m的均勻等長木棒，用鉸鏈連成框架，鉸鏈P固定在天花板上，框架豎直懸掛在空中；現(xiàn)在鉸鏈Q(jìng)上施一豎直向上的力F使框架保持靜止，不計一切摩擦，若要求出作用力F的大小，可設(shè)想力F使鉸鏈Q(jìng)緩慢上移一微小的距離，則框架的重心將上升，因為F做的功等于框架重力勢能的增加量，所以，可得。請參照上面解決問題的方法，嘗試完成以下問題：一個半徑為R的四分之一光滑球面放在水平桌面上，球面上放置一光滑