专题02 动量、功和能-【好题汇编】2024年高考物理三模试题分类汇编（北京专用）

专题02 动量、功和能（原卷版） 一、单选题 1．（2024·北京海淀·统考三模）一位质量为60 kg的滑雪运动员从高为10 m的斜坡顶端由静止滑至坡底。如果运动员在下滑过程中受到的阻力为60 N，斜坡的倾角为30°，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．运动员的加速度的大小为4m/s2 B．运动员所受重力做的功为600J C．运动员受到的支持力的大小为300N D．运动员滑至坡底时动量大小为240kg·m/s 2．（2024·北京海淀·统考三模）如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。已知飞船的质量为m，其推进器工作时飞船受到的平均推力为F。在飞船与空间站对接后，推进器工作时间为，测出飞船和空间站的速度变化为。下列说法正确的是（    ） A．空间站的质量为 B．空间站的质量为 C．飞船对空间站的作用力大小为F D．飞船对空间站的作用力大小一定为 3．（2024·北京海淀·统考三模）如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为m，可视为质点的小球。重力加速度大小为g。将小球托起至O点，弹簧恰好处于原长，松手后小球在竖直方向做简谐运动，最远能够到达B点，A点为OB的中点。下列说法正确的是（   ） A．O点到B点弹力的冲量大小等于重力冲量的大小 B．O点到B点弹簧先做正功，后做负功 C．O点到A点弹力做功与A点到B点弹力做功一样多 D．小球经过A点时的加速度大小为g 4．（2024·北京顺义·统考三模）如图所示，斜面顶端在水平面上的投影为O点，斜面与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始下滑，停到水平面上的A点。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数相同。保持斜面长度不变，增大斜面倾角，下列说法正确的是（　　） A．小木块沿斜面下滑的加速度减小 B．小木块滑至斜面底端时重力的瞬时功率增大 C．小木块滑至斜面底端的时间增大 D．A点到O点的距离不变 5．（2024·北京人大附中·校考三模）能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一。以下不能体现能量守恒定律的是（　　） A．楞次定律 B．动量守恒定律 C．闭合电路欧姆定律 D．热力学第一定律 6．（2024·北京人大附中·校考三模）使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（　　） A．甲的速度大小比乙的大 B．甲的加速度大小比乙的加速度小 C．甲的动量大小比乙的大 D．甲合力冲量与乙合力冲量大小相等 7．（2024·北京首师大附中·校考三模）如图所示，一同学练习使用网球训练器单人打回弹，网球与底座之间有一弹性绳连接，练习过程中底座保持不动。该同学将网球抛至最高点a处用球拍击打，b是轨迹上的最高点，c处弹性绳仍然处于松弛状态，d处弹性绳已经绷紧并撞在竖直墙壁上，不计空气阻力。则（　　） A．a处网球拍给网球的冲量沿水平方向 B．拍打后a到c过程中网球受到的冲量方向竖直向下 C．c到d过程中网球受到的冲量方向竖直向下 D．d处反弹后网球做平抛运动 8．（2024·北京首师大附中·校考三模）如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（　　） A．在ab段汽车的输出功率逐渐减小 B．汽车在ab段的输出功率比bc段的大 C．在cd段汽车的输出功率逐渐减小 D．汽车在cd段的输出功率比bc段的大 9．（2024·北京首师大附中·校考三模）如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是（　　） A．圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向 B．圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为 C．圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动 D．圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为 10．（2024·北京九中·校考三模）“神舟十六号”载人飞船安全着陆需经过分离、制动、再入和减速四个阶段。如图所示，在减速阶段，巨型降落伞为返回舱提供阻力，假设返回舱做直线运动，则在减速阶段（　　） A．伞绳对返回舱的拉力等于返回舱的重力 B．伞绳对返回舱拉力的冲量与返回舱重力冲量的矢量和为零 C．合外力对返回舱做的功等于返回舱机械能的变化 D．除重力外其他力对返回舱做的总功等于返回舱机械能的变化 11．（2024·北京大兴精华学校·校考三模）有些力学问题，可假想一个“虚设过程”使问题得以简化和解决。举例如下：如图所示，四根质量都是m的均匀等长木棒，用铰链连成框架，铰链P固定在天花板上，框架竖直悬挂在空中；现在铰链Q上施一竖直向上的力F使框架保持静止，不计一切摩擦，若要求出作用力F的大小，可设想力F使铰链Q缓慢上移一微小的距离，则框架的重心将上升，因为F做的功等于框架重力势能的增加量，所以，可得。请参照上面解决问题的方法，尝试完成以下问题：一个半径为R的四分之一光滑球面放在水平桌面上，球面上放置一光滑均匀铁链，其A端固定在球面的顶点，B端恰与桌面不接触，铁链单位长度的质量为m，重力加速度为g。则铁链A端受的拉力T为（　　） A．mRg B． C．2mRg D．mg 试卷第2页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 动量、功和能（解析版） 一、单选题 1．（2024·北京海淀·统考三模）一位质量为60 kg的滑雪运动员从高为10 m的斜坡顶端由静止滑至坡底。如果运动员在下滑过程中受到的阻力为60 N，斜坡的倾角为30°，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．运动员的加速度的大小为4m/s2 B．运动员所受重力做的功为600J C．运动员受到的支持力的大小为300N D．运动员滑至坡底时动量大小为240kg·m/s 【答案】A 【详解】A．由牛顿第二定律可得 解得 故A正确； B．运动员所受重力做的功为 故B错误； C．运动员受到的支持力的大小为 故C错误； D．运动员滑至坡底时速度大小为 所以动量大小为 故D错误。 故选A。 2．（2024·北京海淀·统考三模）如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。已知飞船的质量为m，其推进器工作时飞船受到的平均推力为F。在飞船与空间站对接后，推进器工作时间为，测出飞船和空间站的速度变化为。下列说法正确的是（    ） A．空间站的质量为 B．空间站的质量为 C．飞船对空间站的作用力大小为F D．飞船对空间站的作用力大小一定为 【答案】B 【详解】AB．由题知，在飞船与空间站对接后，推进器工作∆t时间内，飞船和空间站速度变化为∆v，则飞船与空间站的加速度， 联立解得 故A错误，B正确； CD．设飞船与空间站间的作用力大小为，对飞船由牛顿第二定律有 解得 故CD错误。 故选B。 3．（2024·北京海淀·统考三模）如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为m，可视为质点的小球。重力加速度大小为g。将小球托起至O点，弹簧恰好处于原长，松手后小球在竖直方向做简谐运动，最远能够到达B点，A点为OB的中点。下列说法正确的是（   ） A．O点到B点弹力的冲量大小等于重力冲量的大小 B．O点到B点弹簧先做正功，后做负功 C．O点到A点弹力做功与A点到B点弹力做功一样多 D．小球经过A点时的加速度大小为g 【答案】A 【详解】A．小球从O到B根据动量定理有IG－I弹 = 0 则O点到B点弹力的冲量大小等于重力冲量的大小，故A正确； B．O点到B点弹簧一直被拉伸，弹簧一直做负功，故B错误； C．O点到A点的弹力要比A点到B点的弹力小，则O点到A点弹力做的功小于A点到B点弹力做的功，故C错误； D．A点为OB的中点，即小球做简谐运动的平衡位置，则小球经过A点时的加速度大小为0，故D错误。 故选A。 4．（2024·北京顺义·统考三模）如图所示，斜面顶端在水平面上的投影为O点，斜面与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始下滑，停到水平面上的A点。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数相同。保持斜面长度不变，增大斜面倾角，下列说法正确的是（　　） A．小木块沿斜面下滑的加速度减小 B．小木块滑至斜面底端时重力的瞬时功率增大 C．小木块滑至斜面底端的时间增大 D．A点到O点的距离不变 【答案】B 【详解】A．由牛顿第二定律可知 可知 所以增大斜面倾角，加速度增大，故A错误； B．保持斜面长度不变，增大斜面倾角，由牛顿第二定律可知 由运动学公式可知，小木块滑到底端时 则小木块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为 此为增函数，故倾角增大时滑到底端重力瞬时功率增大，故B正确； C．由前面分析可知，倾角增大，加速度增大，但斜面长度不变，由 可知 即时间变短，故C错误； D．对小木块运动的整个过程，根据动能定理有 解得 所以与无关，与高度成正比，由于长度不变，则倾角增大时高度增加，A点到O点的距离应该变大，故D错误。 故选B。 5．（2024·北京人大附中·校考三模）能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一。以下不能体现能量守恒定律的是（　　） A．楞次定律 B．动量守恒定律 C．闭合电路欧姆定律 D．热力学第一定律 【答案】B 【详解】A．楞次定律的实质机械能向电能转化的过程，是能量守恒定律在电磁现象中的具体表现，故A错误； B．动量守恒定律不能体现能量守恒，故B错误； C．由闭合电路的欧姆定律 可得 即电源的总功率等于输出功率与内阻功率之和，直接体现了能量守恒，故C错误； D．热力学第一定律是描述做功与热传递改变物体的内能之间的关系，则能体现能量守恒定律，故D错误。 故选B。 6．（2024·北京人大附中·校考三模）使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（　　） A．甲的速度大小比乙的大 B．甲的加速度大小比乙的加速度小 C．甲的动量大小比乙的大 D．甲合力冲量与乙合力冲量大小相等 【答案】B 【详解】AB．对甲、乙两条形磁铁分别做受力分析，如图所示 根据牛顿第二定律有、 由于 所以 由于两物体运动时间相同，且同时由静止释放，可得 A错误，B正确； C．对于整个系统而言，由于 合力方向向左，合冲量方向向左，所以合动量方向向左，显然甲的动量大小比乙的小，C错误； D．因为甲的动量大小比乙的小，故甲合力冲量小于乙合力冲量，D错误。 故选B。 7．（2024·北京首师大附中·校考三模）如图所示，一同学练习使用网球训练器单人打回弹，网球与底座之间有一弹性绳连接，练习过程中底座保持不动。该同学将网球抛至最高点a处用球拍击打，b是轨迹上的最高点，c处弹性绳仍然处于松弛状态，d处弹性绳已经绷紧并撞在竖直墙壁上，不计空气阻力。则（　　） A．a处网球拍给网球的冲量沿水平方向 B．拍打后a到c过程中网球受到的冲量方向竖直向下 C．c到d过程中网球受到的冲量方向竖直向下 D．d处反弹后网球做平抛运动 【答案】B 【详解】A．该同学将网球抛至最高点a处时网球的速度为零，网球拍击打网球后，网球做曲线运动，曲线上任意一点的切线方向即为网球的速度方向，由轨迹可知，a处轨迹的切线方向斜向右上方，则可知a处的速度方向斜向右上方，因此网球拍给网球的冲量应斜向上方，故A错误； B．拍打后a到c过程中网球只受到重力的作用，而重力竖直向下，则重力的冲量竖直向下，因此拍打后a到c过程中网球受到的冲量方向竖直向下，故B正确； C．由题意可知，d处弹性绳已经绷紧，即弹性绳在到达d处时已经出现了弹力，因此网球从c到d过程中受力情况分为只受重力与受到重力和弹性绳的拉力两种情况，若只受重力阶段，则冲量竖直向下；若受到重力和弹性绳的拉力则二者合力斜向左下方，因此网球受到的冲量方向斜向左下方，故C错误； D．做平抛运动的条件是初速度水平，且只受重力，显然网球在d处反弹后除了受到重力还有因弹性绳收缩而受到的拉力，故D错误。 故选B。 8．（2024·北京首师大附中·校考三模）如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（　　） A．在ab段汽车的输出功率逐渐减小 B．汽车在ab段的输出功率比bc段的大 C．在cd段汽车的输出功率逐渐减小 D．汽车在cd段的输出功率比bc段的大 【答案】B 【详解】AB．在ab段，根据平衡条件可知，牵引力 所以在ab段汽车的输出功率 不变，在bc段牵引力 bc段的输出功率 故A错误B正确； CD．在cd段牵引力 汽车的输出 在cd段汽车的输出功率不变，且小于bc段，故CD错误。 故选B。 9．（2024·北京首师大附中·校考三模）如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是（　　） A．圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向 B．圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为 C．圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动 D．圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为 【答案】D 【详解】A．圆盘停止转动前，小物体随圆盘一起转动，小物体所受摩擦力提供向心力，方向沿半径方向，故A错误； B．圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力 根据动量定理得，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量为 大小为0，故B错误； C．圆盘停止转动后，小物体沿切线方向运动，故C错误； D．圆盘停止转动后，根据动量定理可知，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量为 大小为，故D正确。 故选D。 10．（2024·北京九中·校考三模）“神舟十六号”载人飞船安全着陆需经过分离、制动、再入和减速四个阶段。如图所示，在减速阶段，巨型降落伞为返回舱提供阻力，假设返回舱做直线运动，则在减速阶段（　　） A．伞绳对返回舱的拉力等于返回舱的重力 B．伞绳对返回舱拉力的冲量与返回舱重力冲量的矢量和为零 C．合外力对返回舱做的功等于返回舱机械能的变化 D．除重力外其他力对返回舱做的总功等于返回舱机械能的变化 【答案】D 【详解】A．返回舱做减速运动，则伞绳对返回舱的拉力大于返回舱的重力，选项A错误； B．返回舱的动量不断减小，则根据动量定理，伞绳对返回舱拉力的冲量与返回舱重力冲量的矢量和不为零，方向向上，选项B错误； C．根据动能定理，合外力对返回舱做的功等于返回舱动能的变化，选项C错误； D．由能量关系可知，除重力外其他力对返回舱做的总功等于返回舱机械能的变化，选项D正确。 故选D。 11．（2024·北京大兴精华学校·校考三模）有些力学问题，可假想一个“虚设过程”使问题得以简化和解决。举例如下：如图所示，四根质量都是m的均匀等长木棒，用铰链连成框架，铰链P固定在天花板上，框架竖直悬挂在空中；现在铰链Q上施一竖直向上的力F使框架保持静止，不计一切摩擦，若要求出作用力F的大小，可设想力F使铰链Q缓慢上移一微小的距离，则框架的重心将上升，因为F做的功等于框架重力势能的增加量，所以，可得。请参照上面解决问题的方法，尝试完成以下问题：一个半径为R的四分之一光滑球面放在水平桌面上，球面上放置一光滑均匀铁链，其A端固定在球面的顶点，B端恰与桌面不接触，铁链单位长度的质量为m，重力加速度为g。则铁链A端受的拉力T为（　　） A．mRg B． C．2mRg D．mg 【答案】A 【详解】我们使用虚位移的考虑思路，设想存在作用力F作用在链条A端，将会使链条做出一个非常小，趋近于零的虚位移，而这个过程的作用效果可以等效于处于链条B端的一段长为的链条移到A端，如图所示 因此，计算出这一段势能的增加即可计算出F所做的功，则有 解得 故选A。 试卷第2页，共9页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$