3 选择题专练(3) 动量和能量-【金版新学案】2024高考物理大二轮专题复习与测试（新教材，B版）

选择题专练(三)　动量和能量 1．(2023·四川绵阳高三三诊)如图是某汽车公司设计的能垂直起飞的飞行汽车，该车通过固定在车上的两个单旋翼的高速转动对空气施加向下的力，利用空气的反作用力使汽车上升。已知该汽车空车质量为560 kg，单旋翼的半径为2 m。某次试飞时，试飞员的质量为60 kg，试飞员让汽车起飞后悬停在空中。已知空气的密度为1.20 kg/m3，重力加速度取10 m/s2。则此时旋翼使其下方空气获得的速度约为(　　) A．7 m/s B．10 m/s C．14 m/s D．20 m/s 答案：C 解析：汽车与试飞员的重力G＝(m1＋m2)g＝6 200 N，试飞员让汽车起飞后悬停在空中，受到空气的作用力F＝G＝6 200 N，t＝1 s，根据动量定理Ft＝2mv－0＝2ρVv＝2ρSv·v＝2ρπr2v2，代入数据解得v≈14 m/s，故选C。 2. (多选)(2023·广州市黄埔区高三三模)航天员在地面模拟失重训练的一种方式是在水下进行(如图)。航天员需要穿水槽训练航天服浸没在水中，通过配重使其在水中受到的浮力和重力大小相等，假设其总质量为m，训练空间的重力加速度为g且不变，在某次出舱作业过程中，给自己一个初速度后竖直向上匀速漂浮的距离为h，以下说法正确的是(　　) A．航天员所受的合力为零，合力不做功，其机械能守恒 B．上升h的过程中，动能不变 C．上升h的过程中，重力势能减小了mgh D．上升h的过程中，机械能增加了mgh 答案：BD 解析：航天员在上升过程中，根据题意，由平衡条件可得F浮＝mg，浮力向上，位移向上，浮力对其做正功，W浮＝mgh，而若只有重力做功，机械能守恒，但该过程除重力做功外，浮力做正功，因此机械能增加了mgh，故A错误，D正确；匀速上升过程动能不变，故B正确；上升h的过程，重力势能增加了mgh，故C错误。故选BD。 3. (2023·江苏南京高三三模)运动员用同一足球罚点球，两次射门，足球斜向上踢出，分别水平打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示，不计空气的作用效果。下列说法正确的是(　　) A．两次的初速度大小可能相等 B．击中a用的时间长 C．击中a的过程中，重力做功少 D．两过程中动量变化量相等 答案：D 解析：两次射门足球分别水平打在水平横梁上，足球离地面的高度相同，根据位移公式h＝gt2可知击中a、b所用的时间相同，根据速度公式vy＝gt可知踢出时竖直方向的速度相同，击中a、b时水平方向的位移不同，根据vx＝可知踢出时水平方向的速度不同，则根据v＝，可知两次的初速度大小不相等，故A、B错误；击中a、b的过程中，足球上升的高度相同，重力做功相同，故C错误；取竖直向上为正方向，根据动量定理有Δp＝－mgt，可知两过程中动量变化量相等，故D正确。故选D。 4．(多选)如图(a)所示，一质量为m的物块B与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上，物块A向B运动，t＝0时与弹簧接触，到t ＝2t0时与弹簧分离，A、B碰撞结束，A、B的v ­t 图像如图(b)所示。A、B分离后，B与静止在水平面上的C再次碰撞并粘接在一起，之后A与B、C间距离不再变化。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内，B和C碰撞过程时间极短。根据已知条件可以求出(　　) A．物块A的质量为2.5m B．物块C的质量为1.5m C．A、B碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值为0.8mv02 D．B、C碰撞过程中损失的机械能1.2mv02 答案：BD 解析：根据题图(b)，在0～t0时间内，对A、B系统有mA×1.2v0＝(mA＋m)v0，解得mA＝5m，A错误；A、B碰撞过程中，二者共速时弹簧弹性势能达到最大，则Epmax＝mA(1.2v0)2－(mA＋m)v02，解得Epmax＝0.6mv02，C错误；由于B与静止在水平面上的C再次碰撞并粘接在一起，之后A与B、C间距离不再变化，表明B、C碰撞后的速度与A的速度相等，即为0.8v0，对B、C系统有m×2v0＝(m＋mC)×0.8v0，ΔE＝m(2v0)2－(m＋mC)(0.8v0)2，解得mC＝1.5m，ΔE＝1.2mv02，B、D正确。故选BD。 5. (2023·江苏淮安高三三模)轻质细线绕过两个等高、光滑定滑轮P、Q，两端分别连接着质量均为m的小球A、B，已知P、Q间细线水平，间距为l，A、B小球处于静止状态。现将一质量也为m的物体C，通过光滑的轻挂钩挂在细线上与两定滑轮等间距的位置O，静止释放后向下运动。若A、B始终没有与P、Q相碰，重力加速度为g，则C物体在下降过程中(　　) A．下降的最大高度为 B．加速度先增大后减小 C．动能最大时细线夹角恰好为90° D．小球C的动量变化率一直在增大 答案：A 解析：C下降到最低点时三个物体的速度均为0，令此