3 选择题专练(三) 动量与能量-【金版新学案】2024高考物理大二轮专题复习与测试（老教材）

选择题专练(三)　动量与能量 1．(2022·福建福州3月质检)如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 答案：D 解析：因为存在完全非弹性碰撞，所以圆珠笔的机械能不守恒，故A错误；外壳与内芯碰撞前，当弹力小于重力时，合力向下，外壳减速上升，故B错误；外壳与内芯碰撞前，桌面对圆珠笔的作用力没有位移，不做功，故C错误；根据A选项分析可知，由于存在机械能损失，弹簧弹性势能的减少量大于圆珠笔重力势能的增加量，故D正确。 2．(2023·广西钦州模拟)“飞针穿玻璃”是一项高难度的绝技表演，曾引起质疑。为了研究该问题，以下测量能够得出飞针在穿越玻璃的时间内，对玻璃平均冲击力大小的是(　　) A．测出玻璃厚度和飞针穿越玻璃前后的速度 B．测出玻璃厚度和飞针穿越玻璃所用的时间 C．测出飞针质量、玻璃厚度和飞针穿越玻璃所用的时间 D．测出飞针质量、飞针穿越玻璃所用的时间和穿越玻璃前后的速度 答案：D 解析：在“飞针穿玻璃”的过程中，由动量定理得：－ t＝mv2－mv1，结合牛顿第三定律可知，应测出飞针质量、飞针穿越玻璃所用的时间和穿越玻璃前后的速度，故D正确，A、B、C错误。 3.(2023·浙江温州市模拟)如图所示，质量为m的物体A和质量为2m的物体B通过不可伸长的轻绳及轻质弹簧连接在光滑轻滑轮两侧。开始用手托着物体A使弹簧处于原长且细绳伸直，此时物体A与地面的距离为h，物体B静止在地面上。现由静止释放A，A与地面即将接触时速度恰好为0，此时物体B对地面恰好无压力，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A．物体A下落过程中一直处于失重状态 B．物体A即将落地时，物体B处于失重状态 C.物体A下落过程中，弹簧的弹性势能最大值为mgh D．物体A下落过程中，A的动能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小 答案：C 解析：物体A开始时速度为零，而且A与地面即将接触时速度恰好为0，故物体A先加速下降然后减速下降，故物体A先失重后超重，故A错误；物体A从下落到落地，物体B一直静止在地面上，则知物体B一直处于平衡状态，故B错误；对弹簧和A组成的系统，由机械能守恒定律得弹簧的弹性势能最大值Epm＝mgh，故C正确；物体A下落过程中，A的重力势能一直减小，由系统的机械能守恒知A的动能和弹簧的弹性势能之和一直增大，故D错误。 4．(2023·湖北省襄阳市二模)如图甲所示的“襄阳炮”是古代军队攻打城池的装置，其实质就是一种大型抛石机，图乙是其工作原理的简化图。将质量m＝10 kg的石块，装在与转轴O相距L＝ m的长臂末端口袋中，最初静止时长臂与水平面的夹角α＝30°，发射时对短臂施力使长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块被水平抛出，落在水平地面上。若石块落地位置与抛出位置间的水平距离x＝20 m，不计空气阻力，取g＝10 m/s2。以下判断正确的是(　　) A．石块抛出后运动时间为 s B．石块即将落地时重力的瞬时功率为1000 W C．石块落地的瞬时速度大小为10 m/s D．整个过程石块所受重力的冲量为 N·s 答案：C 解析：石块被抛出时，做平抛运动，竖直方向的高度h＝L＋L sin α＝5 m，则石块在空中运动的时间为t＝＝1 s，整个过程石块所受重力的冲量为I＝mgt＝100 N·s，故A、D错误；石块水平方向速度为v0，则v0t＝x，解得v0＝20 m/s，石块落地时，竖直方向速度为vy＝gt＝10 m/s，则落地瞬间速度为v＝＝10 m/s，故C正确；重力的瞬时功率为P＝mgvy＝1 000 W，故B错误。 5．(2022·陕西宝鸡模拟)超强台风“山竹”的风力达到17级超强台风强度，风速60 m/s左右，对固定建筑物破坏程度巨大。请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风力(空气的压力)与风速(空气流动速度)大小的关系。假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为S，风速大小为v，空气吹到建筑物上后速度瞬间减为零，空气密度为ρ，风力F与风速大小v的关系式为(　　) A．F＝ρSv B．F＝ρSv2 C．F＝ ρSv3 D．F＝ρSv3 答案：B 解析：设t时间内吹到建筑物上的空气质量为m，则m＝ρSvt，根据动量定理得－