2022届高考物理热点问题专题练 专题06能量与动量

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 热点06  能量与动量1. （2022福建福州3月质检1）图甲所示的按压式圆珠笔，其结构由外壳、内芯和轻质弹簧三部分组成。某同学把笔竖直倒立于水平桌面上，用力下压外壳，然后释放，圆珠笔将向上弹起，其过程可简化为三个阶段，如图乙所示，圆珠笔外壳先竖直向上运动，然后与内芯发生碰撞，碰后内芯与外壳以共同的速度一起向上运动到最大高度处。已知外壳与静止的内芯碰撞时弹簧恰好恢复原长，碰撞时间极短；不计摩擦和空气阻力，则从释放外壳起到圆珠笔向上运动到最高点的过程中，下列判断正确的是（　　）A. 圆珠笔的机械能守恒B 外壳与内芯碰撞前，外壳一直加速上升C. 外壳与内芯碰撞前，桌面对圆珠笔做正功D. 弹簧弹性势能的减少量大于圆珠笔重力势能的增加量 2. (2022江苏名校质检)如图所示，粗糙轻杆水平固定在竖直轻质转轴上A点，质量为m小球和轻弹簧套在轻杆上，小球与轻杆间的动摩擦因数为，弹簧原长为0.6L，左端固定在A点，右端与小球相连，长为L的细线一端系住小球，另一端系在转轴上B点，AB间距离为0.6L，装置静止时将小球向左缓慢推到距A点0.4L处时松手，小球恰能保持静止。接着使装置由静止缓慢加速转动。已知小球与杆间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，不计转轴所受摩擦。（1）求弹簧的劲度系数k；（2）求小球与轻杆间恰无弹力时，装置转动的角速度ω；（3）从开始转动到小球与轻杆间恰无弹力过程中，外界提供给装置的能量为E，求该过程摩擦力对小球做的功W。
 3．（2022年重庆重点高中质检）如13题图所示，BC是高处的一个平台，BC右端连接内壁光滑、半径r＝0.2 m的四分之一细圆管CD，管口D端正下方一根劲度系数为k＝100 N/m的轻弹簧直立于水平地面上，弹簧下端固定，上端恰好与管口D端平齐，一可视为质点的小球在水平地面上的A点斜向上抛出，恰好从B点沿水平方向进入高处平台，A、B间的水平距离为xAB＝1.2 m，小球质量m＝1 kg。已知平台离地面的高度为h＝0.8 m，小球与BC间的动摩擦因数μ＝0.2，小球进入管口C端时，它对上管壁有10 N的作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中小球速度最大时弹簧弹性势能Ep＝0.5 J。若不计空气阻力，取重力加速度大小g＝10 m/s2。求：(1)小球通过C点时的速度大小vC；(2)平台BC的长度L；(3)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm。4．（10分）(2022浙江丽水高中发展共同体质检)2021年10月3日神州十三号飞船发射成功，神州十三号飞船采用长征二号火箭发射，在发射过程中靠喷射燃料获得反冲速度，发射初期火箭的速度远小于燃料的喷射速度，可忽略；已知燃料的喷射速度为，在极短的时间内火箭喷射的燃料质量为，喷气后神舟飞船与火箭（包括燃料）的总质量为，地面附近的重力加速度为g求:（1）这过程中飞船和火箭增加的速度大小；（2）发射初期火箭沿竖直方向运动，不考虑极短时间喷出燃料引起的火箭质量变化，则此时飞船与火箭所获得的平均推力大小；（3）在空间站中，宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。圆环绕中心匀速旋转，宇航员可以站立在旋转舱内的外壁上，模拟出站在地球表面时相同大小的支持力。设旋转舱内的外壁到转轴中心的距离为L，宇航员可视为质点，为达到目的，旋转舱绕其轴线匀速转动的角速度应为多大？
 5. （2022福建泉州高三下适应性测试）如图所示，质量为的木板静置于足够大的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数，板上最左端停放着质量、可视为质点的电动小车，车与木板的挡板相距。启动电源，车由静止开始向右做匀加速运动，经时间，车与挡板相碰，碰撞时间极短且碰后电动机的电源切断，车与挡板粘合在一起运动。取。（1）电动小车在木板上运动时，木板是否也在地面上运动？请说明理由。（2）求碰后木板在水平地上滑动的距离。
 6．（16分）（2022广州调研）如图，在竖直平面内有O、P两点，OP连线与竖直方向夹角为37o．长1.5m不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端拴有质量为0.4kg、可视为质点的小球，小球竖直悬挂且恰不与地面接触，O到墙的水平距离为1.2m．P处装有刀片，细线碰到刀片立即被割断．质量为1.4kg的滑块水平向右撞击小球，小球垂直击中墙面，且撞后滑块运动到墙角处时的速度恰好减为零．已知滑块与地面的动摩擦因数为，重力加速度g＝10m/s2，sin37o＝0.6，cos37o＝0.8，求（1）滑块与小球碰后瞬间，滑块的速度大小；（2）滑块与小球碰后瞬间，细线的拉力大小；（3）滑块与小球碰撞过程中损失的机械能．  7.．（16 分）（2022湖北名校联盟联考）如图所示，两个完全相同的弹性圆环 A、B用不可伸长的、长为 L的轻绳连接，分别套 在水平细杆 O    P和竖直细杆OQ上，O P与 O     Q在 O点用一小段圆弧杆平滑相连，竖
直细杆 OQ足够长。 初始时刻，将轻绳拉至水平位置伸直，由静止开始释放两个小环，假设 A环通过 O点圆弧时速度大小保持不变，重力加速度为 g，不计一切摩擦，试求：（1）当B环下落时A球的速度大小；(2) A环到达 O点后再经过多长时间追上 B环；(3) 两环发生第一次弹性碰撞后，当绳子再次恢复到原长时 B环距离 O点的距离。 8. (2022河北唐山一模)水平滑道MN两侧的水平平台与木板B的上表面平齐，木板B静止在左侧平台侧壁处，物体A从左侧平台以某一大小的初速度向右滑上木板B，如图所示。水平滑道MN足够长，在木板B到达右侧平台之前，物体A与木板已达到共速，木板B与右侧平台侧壁相碰后立刻停止运动。右侧平台与粗糙斜面PQ平滑连接，物体C在摩擦力的作用下静止在斜面上的E点，PE间距为x。物体A和木板B的质量均为m，物体C的质量为，木板长为L，物体A与木板B之间、物体A和C与斜面间动摩擦因数均为，其它接触面均光滑，物体A、C均可视为质点。（1）若物体A与木板共速时恰好滑到木板的右端，求物体A初速度的大小；（2）若要求物体A能够滑上右侧平台，求物体A初速度的最小值；（3）若物体A以速度由P点冲上斜面，经时间与物体C发生弹性碰撞，碰后物体C经时间速度减小到零，试推理计算总时间最大时x的取值。9.（11分）*（2022辽宁葫芦岛质检）图，在竖直平面内有O、P两点，OP连线与竖直方向夹角为37o．长1.5m 不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端拴有质量为0.4kg、可视为质点的小球，小球竖直悬挂且恰不与地面接触，O到墙的水平距离为1.2m．P处装有刀片，细线碰到刀片立即被割断．质量为1.4kg
的滑块水平向右撞击小球，小球垂直击中墙面，且撞后滑块运动到墙角处时的速度恰好减为零．已知滑块与地面的动摩擦因数为，重力加速度g＝10m/s2，     sin37o＝0.6，cos37o＝0.8，求 （1）滑块与小球碰后瞬间，滑块的速度大小；（2）细线断的瞬间，小球的速度大小；（3）滑块刚碰撞小球时滑块的速度大小。10（2022重庆高三2月质检）小明将如图所示的装置放在水平地面上，该装置由半径的竖直圆轨道，水平直轨道、、和倾角的斜轨道限高以及传送带平滑连接而成。有两完全相同的质量的小滑块和，滑块从倾斜轨道离地高处静止释放并在点处与静止放置的滑块发生弹性碰撞。已知，滑块与轨道、和传送带间的动摩擦因数均为，轨道、和圆轨道均可视为光滑，滑块可与竖直固定的墙发生弹性碰撞，忽略空气阻力。

若传送带不转动，求滑块运动到与圆心右侧等高处时对轨道的压力大小；
若传送带逆时针转动速度，求滑块回到轨道所能达到的最大高度；
若将传送带固定，要使滑块始终不脱离轨道，求滑块静止释放的高度范围。碰撞时间不计，，11．(16分)（2022山东烟台高二质检）如图所示，质量为m的物块A与质量为2m的物块B静置于光滑水平面上，B与一个水平轻质弹簧拴接。现使物块A获得水平向右的初速度v0，A与弹簧发生相互作用，最终与弹簧分离，全过程中弹簧始终处于弹性限度内。⑴求两物块最终分离时各自的速度；⑵在两物块相互作用过程中，求当物块A的速度大小为时弹簧的弹性势能；⑶如果在物块B的右侧固定一挡板（挡板的位置未知，图中未画出），在物块A
与弹簧分离之前，物块B与挡板发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后物块B以碰撞前的速率反向弹回，碰撞后的瞬间立即撤去挡板，求碰撞后的过程中弹簧最大弹性势能可能的取值范围。  12.（2022山东烟台模拟） 如图甲所示，半径R=0.5m的四分之一光滑圆弧轨道A与长l=1m的平板B均静置于光滑水平地面上，A与B刚好接触且二者的上表面相切，一物块C（可视为质点）静置于B的最右端，C与B上表面的动摩擦因数μ从左往右随距离l均匀变化，其变化关系如图乙所示。已知A、B、C的质量均为m=1kg，重力加速度g=10m/s2，现给C一水平向左的初速度v0=4m/s。（1）若A、B固定，其他条件均不变，求C刚滑到A最低点P时对轨道的压力大小；（2）若A、B不固定，其他条件均不变，求：（i）C由B最右端滑至最左端过程中克服摩擦力做的功；（ii）C相对于A最低点P所能达到的最大高度（结果保留两位有效数字）；（iii）若将A、B粘连在一起，改变v0大小，其他条件均不变，使C能够沿A上升，且再次返回到A最低点P时具有相对于地面水平向左的速度，v0的取值范围为多少。