2019-2020年高考物理一轮复习第九单元动量与能量真题与模拟单元重组卷新人教版.doc

2019-2020年高考物理一轮复习第九单元动量与能量真题与模拟单元重组卷新人教版一、选择题(本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18小题只有一个选项正确，第912小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1xx河北冀州月考在光滑的水平桌面上有两个在同一直线上运动的小球a和b，正碰前后两小球的位移随时间变化的关系如图所示，则小球a和b的质量之比为()A27 B14 C38 D41答案B解析由位移时间图象的斜率表示速度可得，正碰前，小球a的速度v1 m/s3 m/s，小球b的速度v2 m/s1 m/s；正碰后，小球a、b的共同速度v m/s0.2 m/s。设小球a、b的质量分别为m1、m2，正碰过程，根据动量守恒定律有m1v1m2v2(m1m2)v，得，选项B正确。2xx江西检测如图所示，左端固定着轻弹簧的物块A静止在光滑的水平面上，物块B以速度v向右运动，通过弹簧与物块A发生正碰。已知物块A、B的质量相等。当弹簧压缩到最短时，下列说法正确的是()A两物块的速度不同B两物块的动量变化等值反向C物块B的速度方向与原方向相反D物块A的动量不为零，物块B的动量为零答案B解析物块B接触弹簧时的速度大于物块A的速度，弹簧逐渐被压缩，当两物块的速度相同时，弹簧压缩到最短，选项A、D均错误；根据动量守恒定律有pApB0，得pApB，选项B正确；当弹簧压缩到最短时，物块B的速度方向与原方向相同，选项C错误。3xx黑龙江模拟如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠墙角，右侧靠一质量为M2的物块。今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是()A小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒B小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量不守恒C小球在槽内运动的全过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒D若小球能从C点离开半圆槽，则其一定会做竖直上抛运动答案B解析当小球在槽内由A到B的过程中，墙壁对槽有力的作用，小球与半圆槽组成的系统水平方向动量不守恒，故A、C错误，B正确。当小球运动到C点时，它的两个分运动的合速度方向是右上方，所以此后小球将做斜上抛运动，即C错误。4xx辽师大附中质检质量相同的子弹a、橡皮泥b和钢球c以相同的初速度水平射向竖直墙，结果子弹穿墙而过，橡皮泥粘在墙上，钢球被以原速率反向弹回。关于它们对墙的水平冲量的大小，下列说法中正确的是()A子弹、橡皮泥和钢球对墙的冲量大小相等B子弹对墙的冲量最小C橡皮泥对墙的冲量最小D钢球对墙的冲量最小答案B解析根据动量定理，墙对子弹的冲量大小等于子弹的动量改变量大小，子弹的速度方向未改变，所以冲量最小，钢球以原速率弹回，冲量最大。又由于墙对子弹冲量大小等于子弹对墙的冲量大小，故B正确。5xx福建清流一中段考如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点，P的质量为m，Q的质量为2m，Q与轻质弹簧相连。Q原来静止，P以一定初动能E向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于()AE B.E C.E D.E答案B解析当P与Q共速时，弹簧弹性势能最大，Emv，由动量守恒得mv03mv，由能量守恒得Epmv3mv2，联立得EpE，故B正确。6xx哈尔滨师大附中月考一质量为m的运动员从下蹲状态开始向上起跳，经t时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中()A地面对他的冲量大小为mvmgt，地面对他做的功为mv2B地面对他的冲量大小为mvmgt，地面对他做的功为零C地面对他的冲量大小为mv，地面对他做的功为mv2D地面对他的冲量大小为mvmgt，地面对他做的功为零答案B解析由于脚与地面的接触点并未在力的方向上发生位移，所以地面对运动员做功为零，设地面对他的冲量为I，规定竖直向上为正方向，由动量定理得Imgtmv，所以Imgtmv，故B正确。7xx吉林实验中学模拟质量为1 kg的物体沿直线运动，其vt图象如图所示，则此物体在前4 s和后4 s内受到的合外力冲量为()A8 Ns,8 NsB8 Ns，8 NsC0,8 NsD0，8 Ns答案D解析前4 s动量未发生改变，所以合外力冲量为0，后4 s初动量p1mv14 kgm/s，末动量p2mv24 kgm/s，由动量定理Ip2p18 Ns，故D正确。8xx武邑调研如图所示，三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平面上，c车上有一小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上，小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同，他跳到a车上没有走动便相对a车静止，此后()Aa、c两车速率相同B三辆车的速率关系为vcvavbCa、b两车运动速度相同Da、c两车运动方向相同答案B解析设人的质量为m，对地速度为v0，车的质量为m，人从c车跳出有：0mv0mvc，人跳到b车再跳出，有mv0mvbmv0，人跳上a车有mv0(mm)va，可得vcvavb，故B正确。9xx石家庄质检应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如人原地起跳后从空中落地的过程中，双腿弯曲，双脚脚尖先接触地面，其他部分再落地。下列关于人从脚尖触地到完全落地过程的分析，正确的是()A地面对人的支持力始终等于重力B地面对人的支持力的冲量大于重力的冲量C双腿弯曲，双脚脚尖先接触地面，这些动作是为了延长作用时间，减小作用力D人与地球所组成的系统的机械能是守恒的答案BC解析人在落地的过程中经历了先加速再减速的过程，减速过程中人受到的支持力大于重力，故A错误；因(平均)支持力大于重力，作用时间相同，故支持力的冲量大于重力的冲量，B正确；双腿弯曲，双脚脚尖先接触地面，这些动作可以延长作用时间，减小作用力，故C正确；由于着地过程中动能和势能都减少，故机械能不守恒，D错误。10xx衡水质检如图甲所示，一质量为m的物块在t0时刻，以初速度v0从足够长、倾角为的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示。t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端。下列说法正确的是()A物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量为3mgt0cosB物块从t0时刻开始运动到返回底端的过程中动量的变化量为mv0C斜面倾角的正弦值为D不能求出3t0时间内物块克服摩擦力所做的功答案BC解析物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量IG3mgt0，A错误；上滑过程中物块做初速度为v0的匀减速直线运动，下滑过程中做初速度为零、末速度为v的匀加速直线运动，上滑和下滑的位移大小相等，所以有t02t0，解得v，物块从开始运动到返回底端过程中动量的变化量为pmvmv0mv0，B正确；上滑过程中有(mgsinmgcos)t00mv0，下滑过程中有(mgsinmgcos)2t0，解得sin，C正确；根据图象可求出物块上升的最大位移，由动能定理求出整个过程中摩擦力所做的功，故D错误。11xx福建模拟两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，球2在前，球1在后，m11 kg、m23 kg，v016 m/s，v023 m/s，当球1与球2发生碰撞后，两球的速度分别为v1、v2，将碰撞后球1的动能和动量大小分别记为E1、p1，则v1、v2、E1、p1的可能值为()Av13.75 m/s，v23.75 m/sBv11.5 m/s，v24.5 m/sCE19 JDp11 kgm/s答案AB解析两球碰撞过程中系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得m1v01m2v02(m1m2)v，代入数据解得v3.75 m/s，如果两球发生完全弹性碰撞，有m1v01m2v02m1v1m2v2，由机械能守恒定律得m1vm2vm1vm2v，代入数据解得v11.5 m/s，v24.5 m/s，则碰撞后球1、球2的速度满足：1.5 m/sv13.75 m/s,3.75 m/sv24.5 m/s；球1的动能E1m1v，满足1.125 JE17.03 J；球1的动量p1m1v1，满足1.5 kgm/sp13.75 kgm/s，综上所述，A、B正确，C、D错误。12xx衡水中学质检如图，质量分别为m11.0 kg和m22.0 kg的弹性小球a、b，用轻绳紧紧的把它们捆在一起，使它们发生微小的形变。该系统以速度v00.10 m/s沿光滑水平面向右做直线运动。某时刻轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动。经过时间t5.0 s后，测得两球相距s4.5 m，则下列说法正确的是()A刚分离时，a球的速度大小为0.7 m/sB刚分离时，b球的速度大小为0.2 m/sC刚分离时，a、b两球的速度方向相同D两球分开过程中释放的弹性势能为0.27 J答案ABD解析系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得(m1m2)v0m1v1m2v2，sv1tv2t，代入数据得v10.7 m/s，v20.2 m/s，负号表示速度方向与正方向相反，故A、B正确，C错误。由能量守恒定律得(m1m2)vEpm1vm2v，代入数据得Ep0.27 J，故D正确。第卷(非选择题，共62分)二、填空题(本题共2小题，共12分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答)13xx河北联考(6分)在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时，左侧滑块质量m1170 g，右侧滑块质量m2110 g，挡光片宽度为3.00 cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线连在一起，如图所示。开始时两滑块静止，烧断细线后，两滑块分别向左、右方向运动。左、右挡光片通过光电门的时间分别为t10.32 s、t20.21 s。取向左为正方向，则两滑块的速度分别为v1_ m/s，v2_ m/s。烧断细线前m1v1m2v2_ kgm/s，烧断细线后m1v1m2v2_ kgm/s。可得到的结论是_。答案0.094(1分)0.143(1分)0(1分)2.5104(1分)在实验允许的误差范围内，两滑块质量与各自速度的乘积之和为不变量(2分)解析两滑块速度v10.094 m/s，v20.143 m/s。烧断细线前m1v1m2v20，烧断细线后m1v1m2v2(0.1700.0940.1100.143) kgm/s2.5104 kgm/s，在实验允许的误差范围内，m1v1m2v2m1v1m2v2。14xx海淀区模拟(6分)将一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙，如图所示。物块以v09 m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s，碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止。g取10 m/s2。物块与地面间的动摩擦因数_；若碰撞时间为0.05 s，碰撞过程中墙面对物块的平均作用力大小F_；物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W_。答案0.32(2分)130 N(2分)9 J(2分)解析根据题意知，m0.5 kg，s5 m，v7 m/s，v09 m/s，由动能定理，有mgsmv2mv，可得0.32；由动量定理，以向左为正方向，v6 m/s，v7 m/s，t0.05 s，有Ftmvmv，可得F130 N；由动能定理，有Wmv29 J。三、计算题(本题共4小题，共50分。解答应写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15xx南昌模拟(8分)如图所示，光滑水平面上有A、B和C三个物体，物体A的质量为m，物体B的质量为2m，物体C的质量为3m，物体C紧挨着竖直墙，B、C两物体用一根轻质弹簧连在一起，物体A获得水平向右的速度v0，物体A和B发生弹性碰撞，求：(1)物体C未离开墙时，弹簧获得的最大弹性势能；(2)物体C离开墙后，弹簧获得的最大弹性势能。解(1)物体A和物体B碰撞过程中，由动量守恒定律和能量守恒定律可得mv0mvA2mvB(1分)mvmv2mv(1分)解得vBv0，vAv0(1分)物体C未离开墙时，弹簧获得的最大弹性势能Ep12mvmv(1分)(2)物体C离开墙后，物体B和C有共同速度v时，弹簧的弹性势能最大。由动量守恒定律可得，2mvB(2m3m)v(1分)vv0v0，说明物体B没有与物体A再发生碰撞(1分)物体C离开墙后，弹簧获得的最大弹性势能Ep22mv5mv2mv(2分)16xx福建福州质检(12分)如图所示，有两个物体A、B，紧靠着放在光滑水平桌面上，A的质量为2 kg，B的质量为3 kg。有一颗质量为100 g的子弹以800 m/s的水平速度射入A，经过0.01 s又射入物体B，最后停在B中，A对子弹的阻力为3103 N，求A、B最终的速度。解设A、B质量分别为mA、mB，子弹质量为m。子弹离开A的速度为v，物体A、B最终速度分别为vA、vB。在子弹穿过A的过程中，以A、B为整体，以子弹初速度v0为正方向，应用动量定理：ft(mAmB)u(u为A、B的共同速度)(3分)解得：u6 m/s(2分)由于B离开A后A水平方向不受外力，所以A最终速度vAu6 m/s(1分)对子弹，A和B组成的系统，应用动量守恒定律：mv0mAvA(mmB)vB(3分)解得：vB21.94 m/s(2分)物体A、B的最终速度为：vA6 m/s，vB21.94 m/s(1分)17xx全国卷(14分)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为，重力加速度大小为g。求：(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量；(2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。解(1)设t时间内，从喷口喷出的水的体积为V，质量为m，则mV(2分)Vv0St(1分)由式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为v0S(1分)(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v。对于t时间内喷出的水，由能量守恒得(m)v2(m)gh(m)v(3分)在h高度处，t时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量大小为(m)v(1分)设玩具对水的作用力的大小为F，规定竖直向下为正方向，根据动量定理有Ftp(3分)由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得FMg(2分)联立式得h(1分)18xx云南联考(16分)将一带有光滑圆弧轨道的长木板固定在水平面上，其中B点为圆弧轨道的最低点，BC段为长木板的水平部分，在长木板的右端与足够长的平板车紧靠在一起但不粘连，在平板车的右端放置一可视为质点的小铁块乙，忽略小铁块乙与平板车之间的摩擦力。现将完全相同的小铁块甲由光滑圆弧的最高点A无初速度释放，小铁块甲经C点滑到平板车的上表面，与小铁块乙碰后粘在一起。已知小铁块甲、小铁块乙以及平板车的质量均为m1 kg，BC的长度L3.5 m，圆弧轨道的半径R3.2 m，小铁块甲与长木板的BC段以及与平板车之间的动摩擦因数均为0.4，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，平板车与水平面之间的摩擦力可忽略不计，g10 m/s2。问：(1)小铁块甲刚到B点时对长木板的压力大小为多少？(2)小铁块甲在长木板的水平部分BC段滑动的时间为多少？(3)在整个运动过程中三者最终共速，则共速时小铁块甲与平板车左端的距离为多少？解(1)小铁块甲由A点运动到B点时的速度为vB，由动能定理得：mgRmv(1分)在B点，由牛顿第二定律得：FNmgm(1分)联立解得长木板对小铁块甲的支持力为FN3mg30 N(1分)由牛顿第三定律得，小铁块甲刚到B点时对长木板的压力大小为FN3mg30 N(1分)(2)小铁块甲在长木板上运动过程中有：mgma(1分)LvBtat2(1分)联立解得：t0.5 s(t3.5 s不合题意，舍去)(1分)(3)小铁块甲刚滑上平板车时的速度：v1vBat6 m/s(1分)从小铁块甲滑上平板车到相对平板车静止过程中，平板车与小铁块甲组成的系统动量守恒，而小铁块乙保持静止，则有：mv1(mm)v2小铁块甲与平板车的共同速度：v23 m/s(1分)此过程中小铁块甲相对平板车的位移为L1，则：mgL1mv2mv(1分)解得：L1 m(1分)小铁块甲与平板车匀速运动直到小铁块甲与小铁块乙发生碰撞，小铁块甲与小铁块乙相互作用的过程中动量守恒，有：mv2(mm)v3(1分)此后小铁块甲与小铁块乙组成的系统与平板车发生相互作用，且该过程中动量守恒，且达到共同速度v4，得：(mm)v3mv2(mmm)v4(1分)此过程中小铁块甲相对平板车的位移大小为L2，则：mgL2mv2mv3mv(1分)解得：L2 m(1分)因小铁块甲与小铁块乙碰撞后的共同速度v3小于平板车的速度v2，故小铁块甲最终与平板车左端的距离为xL1L2 m(1分)