统考版2024届高考物理二轮专项分层特训卷第二部分核心热点专项练专项6能量观点与动量观点的应用

这是一份统考版2024届高考物理二轮专项分层特训卷第二部分核心热点专项练专项6能量观点与动量观点的应用，共9页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．[2023·新课标卷]无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落．一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g)( )
A．0B．mgh
C．eq \f(1,2)mv2－mghD．eq \f(1,2)mv2＋mgh
2．[2022·全国乙卷]固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环．小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于( )
A.它滑过的弧长
B．它下降的高度
C．它到P点的距离
D．它与P点的连线扫过的面积
3．[2023·北京市市辖区期末考试]如图所示，京张高铁将北京到张家口的通行时间缩短在1小时内，成为2022年北京冬奥会重要的交通保障设施．假设此高铁动车启动后沿平直轨道行驶，发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小恒定．已知动车的质量为m，最高行驶速度vm＝350km/h.则下列说法正确的是( )
A.行驶过程中动车受到的阻力大小为Pvm
B．当动车的速度为eq \f(vm,4)时，动车的加速度大小为eq \f(3P,mvm)
C．从启动到速度为vm的过程中，动车牵引力所做的功为eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(m))
D．由题目信息可估算京张铁路的全长为350km
4．[2022·湖南卷]
1932年，查德威克用未知射线轰击氢核，发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成．如图，中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核，碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2.设碰撞为弹性正碰，不考虑相对论效应，下列说法正确的是( )
A．碰撞后氮核的动量比氢核的小
B．碰撞后氮核的动能比氢核的小
C．v2大于v1
D．v2大于v0
5．[2022·山东冲刺卷]2022年2月4日冬奥会在北京举办，吸引了大量爱好者投入到冰雪运动中．如图所示，一滑雪运动员在忽略空气阻力的情况下，自A点由静止下滑，经B点越过宽为d的横沟到达平台C时，其速度vC刚好沿水平方向．已知A、B两点的高度差为20m，坡道在B点的切线方向与水平面成37°角，vC＝12m/s，运动员的质量m＝60kg，重力加速度取10m/s2.下列说法正确的是( )
A．B、C两点间的高度差h＝4.5m
B．横沟的宽度d＝10m
C．从B到C的运动过程中，运动员动量的变化量大小为450kg·m/s
D．从A到B的运动过程中运动员机械能的减少量为5250J
6．[2023·陕西宝鸡一模]汽车运输规格相同的两块楼板时，为了保证安全，底层楼板固定在车厢上，上层楼板按如图所示方式放置于底层楼板上，汽车先以a1＝2m/s2的加速度启动，然后以v＝10m/s的速度匀速运动，最后以a2＝10m/s2的加速度刹车至静止．已知每块楼板的质量为200kg，楼板间的动摩擦因数为0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程楼板不会掉落，也不会撞上驾驶室，g＝10m/s2，则( )
A．启动时楼板之间的摩擦力大小为1600NB．刹车时楼板之间的摩擦力大小为400N
C．启动时楼板间因摩擦产生的热量为2000JD．刹车时楼板间因摩擦产生的热量为2000J
二、多项选择题
7．[2023·新课标卷]一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示．物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取10m/s2.下列说法正确的是( )
A．在x＝1m时，拉力的功率为6W
B．在x＝4m时，物体的动能为2J
C．从x＝0运动到x＝2m，物体克服摩擦力做的功为8J
D．从x＝0运动到x＝4m的过程中，物体的动量最大为2kg·m/s
8．[2022·广东卷]如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200W、速度5m/s匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s匀速行驶．已知小车总质量为50kg，MN＝PQ＝20m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．下列说法正确的有( )
A．从M到N，小车牵引力大小为40N
B．从M到N，小车克服摩擦力做功800J
C．从P到Q，小车重力势能增加1×104J
D．从P到Q，小车克服摩擦力做功700J
9．[2022·全国乙卷]质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示．已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取g＝10m/s2.则 ( )
A．4s时物块的动能为零
B．6s时物块回到初始位置
C．3s时物块的动量为12kg·m/s
D．0～6s时间内F对物块所做的功为40J
三、非选择题
10.
[2023·江苏省南京市模拟题]如图为某室内模拟滑雪机，机器的前后两个传动轴由电动机提供动力并带动雪毯持续向上运动，使滑雪者获得真实的滑雪体验．已知坡道长L＝8m，倾角为θ＝37°，雪毯以速度v0＝8m/s向上做匀速直线运动，一质量m＝60kg(含装备)的滑雪者从坡道顶端由静止滑下，滑雪者未做任何助力动作，滑雪板与雪毯间的动摩擦因数μ＝0.25，重力加速度g＝10m/s2, sin37°＝0.6, cs37°＝0.8.不计空气阻力，在滑雪者滑到坡道底端的过程中，求：
(1)滑雪者所受合力的冲量I；
(2)与空载相比电动机多消耗的电能E.
11.
如图，一竖直固定的长直圆管内有一质量为M的静止薄圆盘，圆盘与管的上端口距离为l，圆管长度为20l.一质量为m＝eq \f(1,3)M的小球从管的上端口由静止下落，并撞在圆盘中心，圆盘向下滑动，所受滑动摩擦力与其所受重力大小相等．小球在管内运动时与管壁不接触，圆盘始终水平，小球与圆盘发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短．不计空气阻力，重力加速度大小为g.求
(1)第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度大小；
(2)在第一次碰撞到第二次碰撞之间，小球与圆盘间的最远距离；
(3)圆盘在管内运动过程中，小球与圆盘碰撞的次数．
12．[2022·全国乙卷]如图(a)，一质量为m的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上；物块B向A运动，t＝0时与弹簧接触，到t＝2t0时与弹簧分离，第一次碰撞结束，A、B的v­t图象如图(b)所示．已知从t＝0到t＝t0时间内，物块A运动的距离为0.36v0t0.A、B分离后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同．斜面倾角为θ(sinθ＝0.6)，与水平面光滑连接．碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内．求

(1)第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值；
(2)第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值；
(3)物块A与斜面间的动摩擦因数．
专项6 能量观点与动量观点的应用
1．解析：在地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得mgh－Wf＝0
故雨滴克服空气阻力做功为mgh，故选B.
答案：B
2.
解析：如图所示，设大圆环半径为R，P、A距离为L，由机械能守恒定律可知，小环沿圆弧滑到A点的速率与沿斜线PA滑到A点的速率相等，分析小环的运动可知小环沿斜线PA下滑加速度a＝gcsθ＝eq \f(gL,2R)，v＝at＝eq \f(gL,2R)t，由等时圆模型可知小环沿斜线PA从P到A的时间与沿直线PB从P到B的时间相同，即2R＝eq \f(1,2)gt2，代入上式可得：v＝Leq \r(\f(g,R))，故C正确．
答案：C
3．解析：当动车达到最大速度时动车做匀速直线运动，动车受到牵引力等于受到的阻力，根据功率和牵引力的关系可知，有P＝Fvm，故行驶过程中动车受到的阻力大小为f＝F＝eq \f(P,vm)；
当动车的速度为eq \f(vm,4)时，动车受到的牵引力为F1，则有P＝F1·eq \f(vm,4)，根据牛顿第二定律可得F1－f＝ma
联立整理可得a＝eq \f(3P,mvm)，故A错误，B正确；从启动到速度为vm的过程中，对动车利用动能定理，可得WF－Wf＝eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(m)) ，故动车牵引力所做的功为WF＝eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(m)) ＋Wf
其中Wf表示该过程中克服阻力做的功，故C错误；由题目信息只知道最高时速，无法估计平均速度，故不可估算京张铁路的全长，故D错误．
答案：B
4．解析：设中子质量为m0，被碰粒子质量为m，碰后中子速度为v′0，被碰粒子速度为v，二者发生弹性正碰，由动量守恒定律和能量守恒定律有m0v0＝m0v′0＋mv，eq \f(1,2)m0v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＝eq \f(1,2)m0v′ eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＋eq \f(1,2)mv2，解得v′0＝eq \f(m0－m,m0＋m)v0，v＝eq \f(2m0,m0＋m)v0，因此当被碰粒子分别为氢核（m0）和氮核（14m0）时，有v1＝v0，v2＝eq \f(2,15)v0，故C、D错误；碰撞后氮核的动量为p氮＝14m0·v2＝eq \f(28,15)m0v0，氢核的动量为p氢＝m0·v1＝m0v0，p氮>p氢，故A错误；碰撞后氮核的动能为Ek氮＝eq \f(1,2)·14m0v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ＝eq \f(28,225)m0v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ，氢核的动能为Ek氢＝eq \f(1,2)·m0·v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ＝eq \f(1,2)m0v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ，Ek氮