专题04 动量和能量观点的综合应用-2022年高二物理月考期中期末考试试题汇编（选择性必修第一册）

专题04 动量和能量观点的综合应用 1.(2020-2021学年·山西长治市期末)如图所示，光滑轨道abc固定在竖直平面内，ab为四分之一圆弧轨道，bc段水平，且与ab圆弧相切于b点，在光滑水平地面上紧靠轨道c端，停着质量为M＝3 kg、长度为L＝0.5 m的平板车，平板车上表面与bc等高、现将可视为质点的物块从与圆心O等高的a点由静止释放，物块滑至圆弧轨道最低点b时的速度大小为vb＝2 m/s，对轨道的压力大小等于 30 N，之后物块向右滑上平板车。取重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力。 (1)求该物块的质量； (2)若物块最终未从平板车上滑落，求物块在平板车上滑动过程中产生的热量。 2.(2020-2021学年·赣州市赣县三中高二期末)如图所示，质量为3m的木块静止放置在光滑水平面上，质量为m的子弹(可视为质点)以初速度v0水平向右射入木块，穿出木块时速度变为v0，已知木块的长为L，设子弹在木块中的阻力恒定。试求： (1)子弹穿出木块后，木块的速度大小v； (2)子弹受到的阻力多大； (3)子弹在木块中运动的时间t。 3.(2020-2021学年·清华附中高二期末)如图所示，位于竖直面内光滑曲线轨道的最低点的切线沿水平方向，且与一位于同一竖直面内、半径R＝0.2 m的粗糙圆形轨道的最低点B平滑连接。有一质量为M＝0.1 kg的滑块1静止于B点，另一质量m＝0.20 kg的滑块2(两滑块均可视为质点)，从位于轨道上的A点由静止开始滑下，已知A点到B点的高度h＝1.8 m，滑块1与滑块2相撞后粘在一起共同运动，他们恰好能通过圆轨道的最高点C，重力加速度g＝10 m/s2，空气阻力可忽略不计，求： (1)两滑块相撞前瞬间滑块2的速度大小； (2)相撞后瞬间，粘在一起的滑块对圆轨道B点的压力的大小； (3)粘在一起的滑块从B点滑至C点的过程中，克服摩擦阻力所做的功。 4.(2020-2021学年·广东潮州市检测)如图所示，一光滑的圆弧固定在小车的左侧，圆弧半径R＝0.8 m，小车的右侧固定连有轻弹簧的挡板，弹簧处于原长状态，自由端恰在C点，总质量为M＝3 kg，小车置于光滑的水平地面上，左侧靠墙。一物块从圆弧顶端上的A点由静止滑下，经过B点时无能量损失，最后物块停在车上的B点。已知物块的质量m＝1 kg，物块与小车间的摩擦因数为μ＝0.1，BC长度为L＝2 m，g取10 m/s2。求在运动过程中 (1)弹簧最大压缩量； (2)弹簧弹性势能的最大值。 5.(2020-2021学年·四川绵阳江油中学高二月考)如图所示，固定的光滑圆弧面与质量为8 kg的小车C的上表面平滑相接，圆弧面上有滑块A，在小车C的左端有一滑块B，滑块A与B的质量均为2 kg，且均可视为质点。滑块A从距小车的上表面高h＝1.25 m处由静止下滑，与B碰撞，已知碰撞过程时间极短，滑块A、B与小车C间的动摩擦因数均为μ＝0.5，水平地面光滑，g取10 m/s2。求： (1)滑块A与B碰撞前瞬间的速度； (2)如滑块A与B碰撞后粘在一起，则滑块A与B碰撞后瞬间A、B的速度大小； (3)如A、B碰撞无机械能损失，则滑块A与B碰撞后瞬间A、B的速度大小(必须有方程)； (4)如A、B碰撞无机械能损失且B最终没有从小车C上滑出，求小车C上表面的最短长度L。 6.(2021·1月辽宁普高校招生适应性测试)如图所示，水平圆盘通过轻杆与竖直悬挂的轻弹簧相连，整个装置处于静止状态。套在轻杆上的光滑圆环从圆盘正上方高为h处自由落下，与圆盘碰撞并立刻一起运动，共同下降到达最低点。已知圆环质量为m，圆盘质量为2m，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，不计空气阻力。求： (1)碰撞过程中，圆环与圆盘组成的系统机械能的减少量ΔE； (2)碰撞后至最低点的过程中，系统克服弹簧弹力做的功W。 7.(2020-2021学年·湖北荆门市上学期调考)一质量为MB＝6 kg的木板B静止于光滑水平面上，质量为MA＝6 kg的物块A放在B的左端，另一质量为m＝1 kg的小球用长为L＝0.8 m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生正碰，碰后A在B上滑动，恰好未从B的右端滑出，在此过程中，由于摩擦A、B组成的系统产生的内能E＝1.5 J，不计空气阻力，物块与小球可视为质点，g取10 m/s2，求： (1)小球与物块A碰撞前瞬间轻绳上的拉力F的大小。 (2)木板B的最终速度v是多大？ (3)若A、B之间的动摩擦因数μ＝0.1，则A从B的左端滑到右端所用时间t是多少？ 8.(2020-2021学年·天津市和平区高二质量检测)如图所示，CDE为光滑的轨道，其中ED段是水平的，CD段是竖直平面内的半圆，与ED相切于D点，且半径R＝0.5 m。质量m＝0.2 k