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2023届高考物理一轮基础巩固题：能量和动量含答案
一、选择题。
1、人与平衡车的总质量为m，在平直路面上行驶时，所受阻力不变．当平衡车
加速度为a，速度为v时，平衡车的功率为P ，则当功率为P 时，平衡车行驶
1 2
的最大速度为( )
A. B. C. D.
2、如图甲所示，物块A、B的质量分别是m ＝4.0 kg和m＝3.0 kg，用轻弹簧
A
拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触，另有一物块C
从t＝0时以一定速度向右运动在t＝4 s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起
不再分开，物块C的v－t图象如图乙所示，墙壁对物块B的弹力在4 s到12 s
的时间内对B的冲量I的大小( )
A． 9 N·s B． 18 N·s C． 36 N·s D． 72 N·s
3、如图所示，一架自动扶梯以恒定的速度v 运送乘客上同一楼层，某乘客第
1
一次站在扶梯上不动，第二次以相对扶梯v 的速度匀速往上走．扶梯两次运送
2
乘客所做的功分别为W 、W ，牵引力的功率分别为P 、P ，则( )
1 2 1 2
A．W W ，P ＝P
1 2 1 2 1 2 1 2
4、如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着
一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大
圆环对它的作用力( )A．一直不做功 B．一直做正功
C．始终指向大圆环圆心 D．始终背离大圆环圆心
5、如图所示，质量为m的滑块从h高处的a点沿圆弧轨道ab滑入水平轨道
bc，滑块与轨道间的动摩擦因数处处相同。滑块在a、c两点时的速度大小均为
v，ab弧长与bc长度相等。空气阻力不计，则滑块从a到c的运动过程中( )
A．滑块的动能始终保持不变
B．滑块在b→c过程克服摩擦阻力做的功一定等于
C．滑块经b点时的速度大于
D．滑块经b点时的速度等于
6、（多选）在竖直杆上安装一个光滑小导向槽，使竖直上抛的小球能改变方向
后做平抛运动；不计经导向槽时小球的能量损失；设小球从地面沿杆竖直上抛
的速度大小为v，重力加速度为g；那么当小球有最大水平位移时，下列说法正
确的是( )
A．导向槽的位置应在高为处
B．最大水平位移为
C．小球在上、下两过程中，在经过某相同高度时，合速度的大小总有v ＝2v
下
上
D．当小球落地时，速度方向与水平方向成45°角
7、如图所示，水平传送带长为s，以速度v始终保持匀速运动，把质量为m的
货物放到A点，货物与皮带间的动摩擦因数为μ，当货物从A点运动到B点的
过程中，摩擦力对货物做的功不可能( )A．等于mv2 B．小于mv2
C．大于μmgs D．小于μmgs
8、在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的
质量分别为m 、m ，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。
1 2
现用一平行斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板
C时，物块A运动的距离为d，速度为v。则此时( )
A．拉力做功的瞬时功率为Fvsin θ
B．物块B满足m gsin θ＝kd
2
C．物块A的加速度为
D．弹簧弹性势能的增加量为Fd－m v2
1
9、如图所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面
体上方的固定木板B上，另一端与质量为m的物块A相连，弹簧与斜面平行．
整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中( )
A．物块A的重力势能增加量一定等于mgh
B．物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和
C．物块A的机械能增加量等于弹簧的拉力对其做的功
D．物块A和弹簧组成的系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对
弹簧的拉力做功的代数和
10、（双选）质量为M的小车静止在水平面上，静止在小车左端的质量为m的
小球突然获得一个水平向右的初速度v ，并沿曲面运动，若曲面很长，小球不
0
可能从右端离开，不计一切阻力，对于运动过程分析正确的是(重力加速度为g)( )
A．小球沿小车上升的最大高度小于
B．小球回到小车左端的速度大小仍为v
0
C．小球和小车组成的系统机械能守恒
D．小球到最高点的速度为
11、（双选）在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M＝0.6 kg，m＝0.2 kg
的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有E ＝10.8 J弹性势能的轻弹簧(弹簧与
p
两球不拴接)，原来处于静止状态。现突然释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水
平面相切、半径为R＝0.425 m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示。g取
10 m/s2，则下列说法正确的是( )
A．球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4 N·s
B．球M离开轻弹簧时获得的速度为9 m/s
C．若半圆轨道半径可调，则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随
轨道半径的增大而减小
D．弹簧弹开过程，弹力对球m的冲量大小为1.8 N·s
12、某同学质量为60 kg，在军事训练中要求他从岸上以大小为2 m/s的速度跳
到一条向他缓慢飘来的小船上，然后去执行任务。已知小船的质量是140 kg，
原来的速度大小是0.5 m/s。若该同学上船后又跑了几步，最终停在船上，则(
)
A．人和小船最终静止在水面上
B．该过程人的动量变化量的大小为105 kg·m/s
C．船最终速度的大小为0.95 m/s
D．船的动量变化量的大小为70 kg·m/s
二、填空含实验题。
13、某同学在实验室使用半径相同的两个小球，按如图实验装置来验证动量守
恒定律。他的主要实验操作如下：①用天平测量a、b两球的质量m 和m
1 2
②用游标卡尺测出两个小球的直径d
③用刻度尺测出轨道末端距离地面的高度H
④用铅垂线标出小球抛出点在水平地面上的白纸上的竖直投影点O
⑤在白纸上面放好复写纸，先不放b球，把a球从斜槽轨道上D点由静止释放，
落到复写纸上，重复多次；再把b球放在斜槽轨道水平部分最右端，把a球仍
从D点由静止释放，和b球相碰后，两球分别落在复写纸上的不同位置，重复
多次
⑥用圆规在白纸上找到三个平均落点M、P和N，并用刻度尺测量出图中的
O、O和O的长度
(1)上述实验操作中不必要的步骤是________。
(2)如果满足关系式____________________________，则验证了系统碰撞过程中
动量守恒。(用测量的物理量表示)
(3)实验测得：m ＝30.0 g，m ＝10.0 g，O＝16.10 cm，O＝30.30 cm，O＝40.60
1 2
cm。则本实验的相对误差是________。
14、某同学设计了验证动量守恒定律的实验。所用器材有：固定有光电门的长
木板、数字计时器、一端带有遮光片的滑块A(总质量为M)、粘有橡皮泥的滑
块B(总质量为m)等。将长木板水平放置，遮光片宽度为d(d很小)，重力加速度
为g，用相应的已知物理量符号回答下列问题：
(1)如图a所示，使A具有某一初速度，记录下遮光片经过光电门的时间t和A
停止滑动时遮光片与光电门的距离L，则A经过光电门时的速度可表示为v＝
________；A与木板间的动摩擦因数μ＝________。
(2)如图b所示，仍使A具有某一初速度，并与静止在正前方的B发生碰撞(碰撞
时间极短)，撞后粘在一起继续滑行。该同学记录了遮光片经过光电门的时间t ，A、B撞前B左端距光电门的距离s ，以及A、B撞后它们一起滑行的距离
0 1
s ，若A、B材料相同，它们与木板间的动摩擦因数用字母μ表示，如需验证
2
A、B系统碰撞时满足动量守恒定律，只需验证
________________________________成立即可。
三、解答题。
15、如图，是某科技小组制作的嫦娥四号模拟装置示意图，用来演示嫦娥四号
空中悬停和着陆后的分离过程，它由着陆器和巡视器两部分组成，其中着陆器
内部有喷气发动机，底部有喷气孔，在连接巡视器的一侧有弹射器。演示过程：
先让发动机竖直向下喷气，使整个装置竖直上升至某个位置处于悬停状态，然
后让装置慢慢下落到水平面上，再启动弹射器使着陆器和巡视器瞬间分离，向
相反方向做减速直线运动。若两者均停止运动时相距为L，着陆器(含弹射器)和
巡视器的质量分别为M和m，与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为
g，发动机喷气体口截面积为S，喷出气体的密度为ρ；不计喷出气体对整体质
量的影响。求：
(1)装置悬停时喷出气体的速度；
(2)弹射器给着陆器和巡视器提供的动能之和。
16、汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车质量为5 t．汽车在运动中所受阻力
的大小恒为车重的0.1倍．(g取10 m/s2)
(1)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车速度达
到5 m/s时，其加速度是多少？
(2)若汽车以恒定加速度0.5 m/s2启动，则这一过程能维持多长时间？
17、（计算题）倾角θ＝37°的传送带以速度v＝1.0 m/s顺时针转动，位于其底
部的煤斗每秒钟向其输送K＝4.0 kg的煤屑，煤屑刚落到传送带上的速度为零，
传送带将煤屑送到h＝3.0 m的高处，煤屑与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8，且煤屑在到达最高点前已经和传送带的速度相等。(重力加速度g＝10 m/s2，传送
带直径大小可忽略)求：
(1)煤屑从落到传送带开始，运动到与传送带速度相等时前进的位移和时间；
(2)传送带电机因输送煤屑而多产生的输出功率。
2023届高考物理一轮基础巩固题：能量和动量含答案
一、选择题。
1、人与平衡车的总质量为m，在平直路面上行驶时，所受阻力不变．当平衡车
加速度为a，速度为v时，平衡车的功率为P ，则当功率为P 时，平衡车行驶
1 2
的最大速度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
2、如图甲所示，物块A、B的质量分别是m ＝4.0 kg和m＝3.0 kg，用轻弹簧
A
拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触，另有一物块C
从t＝0时以一定速度向右运动在t＝4 s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起
不再分开，物块C的v－t图象如图乙所示，墙壁对物块B的弹力在4 s到12 s
的时间内对B的冲量I的大小( )
A． 9 N·s B． 18 N·s C． 36 N·s D． 72 N·s
【答案】C
3、如图所示，一架自动扶梯以恒定的速度v 运送乘客上同一楼层，某乘客第
1
一次站在扶梯上不动，第二次以相对扶梯v 的速度匀速往上走．扶梯两次运送
2
乘客所做的功分别为W 、W ，牵引力的功率分别为P 、P ，则( )
1 2 1 2A．W W ，P ＝P
1 2 1 2 1 2 1 2
【答案】D
4、如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着
一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大
圆环对它的作用力( )
A．一直不做功 B．一直做正功
C．始终指向大圆环圆心 D．始终背离大圆环圆心
【答案】A
5、如图所示，质量为m的滑块从h高处的a点沿圆弧轨道ab滑入水平轨道
bc，滑块与轨道间的动摩擦因数处处相同。滑块在a、c两点时的速度大小均为
v，ab弧长与bc长度相等。空气阻力不计，则滑块从a到c的运动过程中( )
A．滑块的动能始终保持不变
B．滑块在b→c过程克服摩擦阻力做的功一定等于
C．滑块经b点时的速度大于
D．滑块经b点时的速度等于
【答案】C
6、（多选）在竖直杆上安装一个光滑小导向槽，使竖直上抛的小球能改变方向
后做平抛运动；不计经导向槽时小球的能量损失；设小球从地面沿杆竖直上抛
的速度大小为v，重力加速度为g；那么当小球有最大水平位移时，下列说法正
确的是( )A．导向槽的位置应在高为处
B．最大水平位移为
C．小球在上、下两过程中，在经过某相同高度时，合速度的大小总有v ＝2v
下
上
D．当小球落地时，速度方向与水平方向成45°角
【答案】AD
7、如图所示，水平传送带长为s，以速度v始终保持匀速运动，把质量为m的
货物放到A点，货物与皮带间的动摩擦因数为μ，当货物从A点运动到B点的
过程中，摩擦力对货物做的功不可能( )
A．等于mv2 B．小于mv2
C．大于μmgs D．小于μmgs
【答案】C
8、在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的
质量分别为m 、m ，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。
1 2
现用一平行斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板
C时，物块A运动的距离为d，速度为v。则此时( )
A．拉力做功的瞬时功率为Fvsin θ
B．物块B满足m gsin θ＝kd
2
C．物块A的加速度为
D．弹簧弹性势能的增加量为Fd－m v2
1
【答案】C
9、如图所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面
体上方的固定木板B上，另一端与质量为m的物块A相连，弹簧与斜面平行．
整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中( )A．物块A的重力势能增加量一定等于mgh
B．物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和
C．物块A的机械能增加量等于弹簧的拉力对其做的功
D．物块A和弹簧组成的系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对
弹簧的拉力做功的代数和
【答案】D
10、（双选）质量为M的小车静止在水平面上，静止在小车左端的质量为m的
小球突然获得一个水平向右的初速度v ，并沿曲面运动，若曲面很长，小球不
0
可能从右端离开，不计一切阻力，对于运动过程分析正确的是(重力加速度为g)
( )
A．小球沿小车上升的最大高度小于
B．小球回到小车左端的速度大小仍为v
0
C．小球和小车组成的系统机械能守恒
D．小球到最高点的速度为
【答案】AC
11、（双选）在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M＝0.6 kg，m＝0.2 kg
的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有E ＝10.8 J弹性势能的轻弹簧(弹簧与
p
两球不拴接)，原来处于静止状态。现突然释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水
平面相切、半径为R＝0.425 m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示。g取
10 m/s2，则下列说法正确的是( )A．球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4 N·s
B．球M离开轻弹簧时获得的速度为9 m/s
C．若半圆轨道半径可调，则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随
轨道半径的增大而减小
D．弹簧弹开过程，弹力对球m的冲量大小为1.8 N·s
【答案】AD
12、某同学质量为60 kg，在军事训练中要求他从岸上以大小为2 m/s的速度跳
到一条向他缓慢飘来的小船上，然后去执行任务。已知小船的质量是140 kg，
原来的速度大小是0.5 m/s。若该同学上船后又跑了几步，最终停在船上，则(
)
A．人和小船最终静止在水面上
B．该过程人的动量变化量的大小为105 kg·m/s
C．船最终速度的大小为0.95 m/s
D．船的动量变化量的大小为70 kg·m/s
【答案】B
二、填空含实验题。
13、某同学在实验室使用半径相同的两个小球，按如图实验装置来验证动量守
恒定律。他的主要实验操作如下：
①用天平测量a、b两球的质量m 和m
1 2
②用游标卡尺测出两个小球的直径d
③用刻度尺测出轨道末端距离地面的高度H
④用铅垂线标出小球抛出点在水平地面上的白纸上的竖直投影点O
⑤在白纸上面放好复写纸，先不放b球，把a球从斜槽轨道上D点由静止释放，
落到复写纸上，重复多次；再把b球放在斜槽轨道水平部分最右端，把a球仍
从D点由静止释放，和b球相碰后，两球分别落在复写纸上的不同位置，重复
多次
⑥用圆规在白纸上找到三个平均落点M、P和N，并用刻度尺测量出图中的
O、O和O的长度(1)上述实验操作中不必要的步骤是________。
(2)如果满足关系式____________________________，则验证了系统碰撞过程中
动量守恒。(用测量的物理量表示)
(3)实验测得：m ＝30.0 g，m ＝10.0 g，O＝16.10 cm，O＝30.30 cm，O＝40.60
1 2
cm。则本实验的相对误差是________。
【答案】(1)③ (2)m O＝m O＋m O (3)2%
1 1 2
14、某同学设计了验证动量守恒定律的实验。所用器材有：固定有光电门的长
木板、数字计时器、一端带有遮光片的滑块A(总质量为M)、粘有橡皮泥的滑
块B(总质量为m)等。将长木板水平放置，遮光片宽度为d(d很小)，重力加速度
为g，用相应的已知物理量符号回答下列问题：
(1)如图a所示，使A具有某一初速度，记录下遮光片经过光电门的时间t和A
停止滑动时遮光片与光电门的距离L，则A经过光电门时的速度可表示为v＝
________；A与木板间的动摩擦因数μ＝________。
(2)如图b所示，仍使A具有某一初速度，并与静止在正前方的B发生碰撞(碰撞
时间极短)，撞后粘在一起继续滑行。该同学记录了遮光片经过光电门的时间
t ，A、B撞前B左端距光电门的距离s ，以及A、B撞后它们一起滑行的距离
0 1
s ，若A、B材料相同，它们与木板间的动摩擦因数用字母μ表示，如需验证
2
A、B系统碰撞时满足动量守恒定律，只需验证
________________________________成立即可。
【答案】 (1) (2)M ＝(M＋m)
三、解答题。
15、如图，是某科技小组制作的嫦娥四号模拟装置示意图，用来演示嫦娥四号
空中悬停和着陆后的分离过程，它由着陆器和巡视器两部分组成，其中着陆器内部有喷气发动机，底部有喷气孔，在连接巡视器的一侧有弹射器。演示过程：
先让发动机竖直向下喷气，使整个装置竖直上升至某个位置处于悬停状态，然
后让装置慢慢下落到水平面上，再启动弹射器使着陆器和巡视器瞬间分离，向
相反方向做减速直线运动。若两者均停止运动时相距为L，着陆器(含弹射器)和
巡视器的质量分别为M和m，与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为
g，发动机喷气体口截面积为S，喷出气体的密度为ρ；不计喷出气体对整体质
量的影响。求：
(1)装置悬停时喷出气体的速度；
(2)弹射器给着陆器和巡视器提供的动能之和。
【答案】 (1) (2)μMmgL
【解析】(1)悬停时气体对模拟装置的作用力为FF＝(M＋m)g，取Δt时间内
喷出的气体为研究对象，由动量定理：FΔt＝(ρSvΔt)v
解得：v＝
(2)弹射过程水平方向动量守恒：mv －Mv ＝0
1 2
着陆器和巡视器减速运动的距离分别为L 和L ，由动能定理：－ μmgL ＝0－
1 2 1
mv －μMgL ＝0－Mv
2
L ＋L ＝L
1 2
弹射器提供的总动能E ＝ mv＋Mv
k
由以上各式可得：E ＝μMmgL
k
16、汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车质量为5 t．汽车在运动中所受阻力
的大小恒为车重的0.1倍．(g取10 m/s2)
(1)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是多少？当汽车速度达
到5 m/s时，其加速度是多少？
(2)若汽车以恒定加速度0.5 m/s2启动，则这一过程能维持多长时间？
【答案】(1)12 m/s 1.4 m/s2 (2)16 s
解析：(1)汽车前进的过程中阻力不变
F ＝0.1mg＝0.1×5×103×10 N＝5×103 N
阻
牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度：
v ＝＝ m/s＝12 m/s
m当v＝5 m/s时，F ＝＝ N＝1.2×104 N
牵
所以此刻加速度a＝＝ m/s2＝1.4 m/s2.
(2)当汽车以恒定加速度a′＝0.5 m/s2启动时所需恒定的牵引力
F′ ＝ma＋F ＝5×103×0.5 N＋5×103 N＝7.5×103 N
牵 阻
当功率达到汽车额定功率时v′＝＝ m/s＝8 m/s
匀加速运动持续时间t′＝＝ s＝16 s.
17、（计算题）倾角θ＝37°的传送带以速度v＝1.0 m/s顺时针转动，位于其底
部的煤斗每秒钟向其输送K＝4.0 kg的煤屑，煤屑刚落到传送带上的速度为零，
传送带将煤屑送到h＝3.0 m的高处，煤屑与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8，且
煤屑在到达最高点前已经和传送带的速度相等。(重力加速度g＝10 m/s2，传送
带直径大小可忽略)求：
(1)煤屑从落到传送带开始，运动到与传送带速度相等时前进的位移和时间；
(2)传送带电机因输送煤屑而多产生的输出功率。
【答案】(1)1.25 m 2.5 s (2)154 W
【解析】(1)设有质量为m 的煤屑落到传送带上后向上加速运动，加速度
0
a＝＝0.4 m/s2
位移为s＝＝1.25 m
时间为t＝＝2.5 s
(2)传送带做功使煤屑动能增加、重力势能增加、热量增加
设经过Δt时间，煤屑动能增加量ΔE ＝KΔtv2
k
重力势能的增加量ΔE ＝KΔtgh
p
热量增加为滑动摩擦力乘以相对位移
Q＝μKΔtgcos θ·(vt－s)
输出功率P＝＝Kv2＋Kgh＋
μKgcos θ·(vt－s)＝154 W。
