专题集训5-（word书稿）2023大二轮【导学教程】新教材新高考物理专题辅导与训练

专题集训(五) [对应学生用书P174] [保分基础练] 1．(多选)(2022·淮北一模)图甲所示，质量分别为mA和mB的两物体用轻弹簧连接置于光滑水平面，初始时两物体被锁定，弹簧处于压缩状态。t＝0时刻将B物体解除锁定，t＝t1时刻解除A物体的锁定，此时B物体的速度为v0，AB两物体运动的a­t图像如图乙所示，其中S1和S2分别表示0～t1时间和t1～t3时间内B物体的a­t图像与坐标轴所围面积的大小，则下列说法正确的是(　　) A．mA<mB B．S1>S2 C．t4时刻，弹簧伸长量最大 D．0～t5时间内，弹簧对A物体的冲量大小为mBv0 解析　题意可知，在t1后AB水平方向上只受弹簧的弹力，弹簧对AB的弹力大小始终相等，通过乙图可知，t1后的任意时刻，A的加速度大小都比乙大，根据牛顿第二定律可知mA<mB，A正确。在t1时，弹簧处于原长状态弹性势能为零，0～t1时间弹簧的弹性势能全部转化为B的动能，此时B的速度最大，S1为0～t1时间内速度的变化量，即B此时的速度大小；t1～t3，弹簧弹力作用使得A加速，B减速，弹性势能转化为AB的动能，在t3时刻加速的为零，弹力为零，弹性势能为零。t3时刻AB动能之和等于t1时刻B的动能，t3时刻B的速度不为零，t1～t3时间内B物体的速度变化量小于0～t1时间内速度的变化量，故S1>S2，B正确；t4时刻，弹簧的状态与0时刻弹簧的状态相同，应该是弹簧压缩量最大，C错误；根据t1～t5的图像信息可知，t5时刻，A的速度减为零，B的速度为v0，则0～t5弹簧对B的动量定理I弹＝mBv0－0，弹簧对AB的作用力时刻大小相等方向相反，因此弹簧弹力对A的冲量大小等于弹簧弹力对B的冲量大小即为mBv0，D正确。 答案　ABD 2．(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 解析　设中子的质量为m，氢核的质量为m，氮核的质量为14m，设中子和氢核碰撞后中子速度为v3，由动量守恒定律和能量守恒定律可得mv0＝mv1＋mv3，mv＝mv＋mv联立解得v1＝v0，设中子和氮核碰撞后中子速度为v4，由动量守恒定律和能量守恒定律可得mv0＝14mv2＋mv4，mv＝·14mv＋mv联立解得v2＝v0可得v1＝v0>v2，碰撞后氢核的动量为pH＝mv1＝mv0，氮核的动量为pN＝14mv2＝，可得pN>pH，碰撞后氢核的动能为EkH＝mv＝mv，氮核的动能为EkN＝·14mv＝，得EkH>EkN，故B正确，A、C、D错误。故选B。 答案　B 3．(2022·成都诊断)如图甲所示，一块长度为L、质量为m的木块静止在光滑水平面上。一颗质量也为m的子弹以水平速度v0射入木块。当子弹刚射穿木块时，木块向前移动的距离为s，如图乙所示。设子弹穿过木块的过程中受到的阻力恒定不变，子弹可视为质点。则子弹穿过木块的时间为(　　) A.(s＋L)　　　　　 B．(s＋2L) C.(s＋L) D．(L＋2s) 解析　子弹穿过木块过程，对子弹和木块组成的系统，外力之和为零，动量守恒，以v0的方向为正方向，有mv0＝mv1＋mv2 设子弹穿过木块的过程所受阻力为Ff， 对子弹由动能定理得 －Ff(s＋L)＝mv－mv 由动量定理得－Fft＝mv1－mv0 对木块由动能定理得Ffs＝mv 由动量定理Fft＝mv2 联立解得t＝(L＋2s)，故选项D正确。 答案　D 4．(多选)质量为1 kg的a与质量未知的b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞，碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段，两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。则(　　) A．碰后a、b一起沿b原来运动的方向运动 B．b的质量为4 kg C．碰撞过程中损失的机械能为4 J D．a、b克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比为1∶1 解析　设a、b碰撞前的速度分别为v1、v2。由题图得v1＝－2 m/s，v2＝1 m/s，a、b发生碰撞后的共同速度v＝ m/s，碰后a、b一起沿b原来运动的方向运动，A正确；由动量守恒定律得mav1＋mbv2＝(ma＋mb)v，得mb＝8 kg，B错误；由能量守恒定律得，a、b因碰撞而损失的机械能为ΔE＝mav＋mbv－(ma＋mb)v2＝4 J，C正确；a、b碰撞后的总动能为(ma＋mb)v2＝2 J，则a、b克服摩擦力做的功W＝2 J，此功与因碰撞而损失的机械能之比为W∶ΔE＝1∶2，故