专题突破练09 力学三大观点的综合（Word练习）-【优化指导】2024高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材）

专题突破练(九)　力学三大观点的综合 1．(2023·重庆模拟)现代都市高楼林立，高楼出现火情需要一种高架水炮消防车。如图所示，某楼房的65 m高处出现火情，高架水炮消防车正紧急灭火中。已知水炮炮口与楼房间距为15 m，与地面距离为60 m，水炮的出水量为3 m3/min，水柱刚好垂直打入受灾房间窗户。则(　　) A．地面对消防车的作用力方向竖直向上 B．水炮炮口的水流速度为10 m/s C．水泵对水做功的功率约为 3.8×104 W D．若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散，则冲力约为1 500 N C　解析：消防车受到地面的支持力和摩擦力，合力斜向上，作用力斜向上，A错误；水流高度差为5 m，将水的运动逆向看作平抛运动，则竖直方向的位移Δh＝gt2，解得t＝1 s，根据vy＝gt，解得vy＝10 m/s，1 s时间内的水平位移为15 m，有sx＝vxt，解得vx＝15 m/s，则合速度为v＝，解得v＝ m/s，B错误；水泵对水做功的功率P＝＝ W≈3.8×104 W，C正确；根据动量定理有F＝＝ N＝750 N，D错误。 2．(多选)(2023·江西宜春二模)随着人们生活水平的提高，儿童游乐场所的设施更加丰富多样了。如图所示的是儿童游乐场所的滑索模型，儿童质量为5m，滑环质量为m，滑环套在水平固定的光滑滑索上。该儿童站在一定的高度由静止开始滑出，静止时不可伸长的轻绳与竖直方向的夹角为37°，绳长为L，儿童和滑环均可视为质点，滑索始终处于水平状态，不计空气阻力，重力加速度为g，以下判断正确的是(　　) A．儿童和滑环组成的系统动量守恒 B．儿童和滑环组成的系统机械能守恒 C．儿童运动到最低点时速度大小为 D．儿童从静止运动到最低点的过程中，儿童和滑环的水平位移之比为5∶1 BC　解析：儿童和滑环组成的系统水平方向不受力，竖直方向受力不平衡，所以系统动量不守恒，A错误；儿童和滑环组成的系统只有重力做功，机械能守恒，B正确；根据水平方向系统动量守恒有5mv＝mv′，根据能量守恒定律有5mgL(1－cos θ)＝×5mv2＋mv′2，解得v＝，C正确；根据水平方向系统动量守恒有5mv＝mv′，解得5v＝v′，则可知儿童和滑环的水平位移之比为1∶5，D错误。 3．(2023·北京东城三模)“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图如图所示。实验中平衡了摩擦力，如果砂桶(含砂)的质量m不满足比小车质量M小得多的条件，那么，若保持M不变，将m增大为原来的2倍，不计绳的质量和滑轮摩擦，在砂桶下落相同高度的过程中，下列说法正确的是(　　) A．小车的加速度增大到原来的2倍 B．绳上的拉力增大到原来的2倍 C．砂桶机械能的减少量小于原来的2倍 D．砂桶和小车组成的系统损失的机械能比原来多 C　解析：以小车为研究对象，根据牛顿第二定律有T＝Ma，以砂桶(含砂)为研究对象，根据牛顿第二定律有mg－T＝ma，可得a＝，T＝；若保持M不变，将m增大为原来的2倍，有a′＝<＝2a，T′＝<＝2T，A、B错误；绳子拉力对砂桶做负功，砂桶机械能的减少量为ΔE损＝Th，ΔE损′＝T′h，由于T′<2T，可得ΔE损′<2ΔE损，即砂桶机械能的减少量小于原来的2倍，C正确；砂桶和小车组成的系统损失的机械能等于小车克服摩擦力做的功，由于摩擦力大小保持不变，则砂桶和小车组成的系统损失的机械能与原来相等，D错误。 4．(2023·浙江杭州模拟)如图甲所示，用绳长L＝0.8 m的轻绳悬挂质量m的铁球a，另一个质量为m的铁球b从与竖直方向夹角为θ的光滑圆弧轨道某位置静止释放，在最低处与a球发生完全非弹性碰撞，图乙是碰撞后轻绳拉力F与角度余弦值cos θ的函数关系，已知圆弧半径R＝L，g取10 m/s2，下列说法错误的是(　　) A．铁球的质量m＝1 kg B．从θ＝60°的位置静止释放，碰撞之后的两球速度为 m/s C．从θ＝60°的位置静止释放，碰撞前后损失的机械能为2 J D．从右侧θ位置静止释放后，碰撞之后的两球恰好能摆动到左侧偏离竖直方向θ处 D　解析：对b球下滑过程由机械能守恒定律有mgL(1－cos θ)＝mv2，碰撞过程中动量守恒，有mv＝2mv共，在最低处，由牛顿第二定律有F－2mg＝2m，联立可得F＝－mg cos θ＋3mg，结合图像可知3mg＝30 N，所以m＝1 kg，A正确；结合图线，θ＝60°时，F＝25 N，代入上式可得v共＝ m/s，v＝2 m/s，所以碰撞前后损失的机械能为ΔE＝mv2－·2mv＝2 J，B、C正确；碰撞过程有能量损失，因此两球不可能摆动到左侧偏离竖直方向θ处，D错误。 5．(多选)(2022·重庆卷)一个物块在倾角为45°的固定斜面上受到方向与斜面平行、大小与摩擦力相等的拉力作用，由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，