2019-2020年高考模拟试题分类及详解六、动量.doc

2019-2020年高考模拟试题分类及详解六、动量互动：本考点是高考的必考内容，题型全面，选择题主要考查动量的矢量性，辨析“动量和动能”、“冲量与功”的基本概念；常设置一个瞬间碰撞的情景，用动量定理求变力的冲量；或求出平均力；或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值；计算题主要考查综合运用牛顿定律、能量守恒、动量守恒解题的能力；一般计算题具有过程错综复杂，图景“扑朔迷离”、条件隐晦难辨,知识覆盖广的特点,经常是高考的压轴题.本考点仍是xx的高考的重和热点，可能以选择题的形式出现，考查动量的矢量性，辨析“动量和动能”、“冲量与功”的基本概念；也可能常设置一个瞬间碰撞的情景，用动量定理求变力的冲量；或求出平均力；或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值；计算题的命题多与其他知识（如牛顿运动定律、功能关系、电场、磁场和原子物理等）交叉综合，也常与生产、生活、科技内容（如碰撞、爆炸、反冲等）相结合，这类问题一般过程复杂、难度大、能力要求高，经常是高考的压轴题hmM1.( (广东省xx届新洲中学高三摸底考试试卷物理15)如图11所示，质量为M=400g的铁板固定在一根轻弹簧上方，铁板的上表面保持水平弹簧的下端固定在水平面上，系统处于静止状态在铁板中心的正上方有一个质量为m=100g的木块，从离铁板上表面高h=80cm处自由下落木块撞到铁板上以后不再离开，两者一起开始做往复运动木块撞到铁板上以后，共同下降l1=2.0cm的时刻，它们的共同速度第一次达到最大值又继续下降了l2=8.0cm后，它们的共同速度第一次减小为零空气阻力忽略不计，弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度取g=10m/s2求：（1）弹簧的劲度系数k（2）从木块和铁板共同开始向下运动到它们的共同速度第一次减小到零的过程中，弹簧的弹性势能增加了多少？ 图112（山东青岛市高三第一次质检卷物理31）如图12所示，物体A、B的质量分别是，用轻弹簧相连结放在光滑的水平面上，物体B左侧与竖直墙相接触。另有一个物体C从t=0时刻起以一定的速度向左运动，在t=0.5s时刻与物体A相碰，碰后立即与A粘在一起不再分开。物体C的v t图象如图13所示。试求： 物块C的质量m3；在5.0s到15s的时间内物块A的动量变化的大小和方向。 图12 图133（江苏苏州市高三五校联考卷物理17）如图14所示，质量M0.40的靶盒A位于光滑水平导轨上，开始时静止在O点，在O点右侧有范围很广的“相互作用区域”，如图中的虚线区域。当靶盒A进入相互作用区域时便有向左的水平恒力F20N作用。在P处有一固定的发射器B，它可根据需要瞄准靶盒每次发射一颗水平速度V050m/s、质量0.10的子弹，当子弹打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短。若每当靶盒A停在或到达O点时，就有一颗子弹进入靶盒A内，求：（1）当第一颗子弹进入靶盒A后，靶盒A离开O点的最大距离。 图14（2）当第三颗子弹进入靶盒A后，靶盒A从离开O点到又回到O点所经历的时间（3）当第100颗子弹进入靶盒时，靶盒已经在相互作用区中运动的时间和。 4（辽宁省锦州市xx届高三期末试卷物理13）如图15所示，质量均为2m的完全相同的长木板A、B并排放置在光滑水平面上静止一个质量为m的铁块Cv0CA B图15以水平速度v0=1.8m/s从左端滑到A木板的上表面，并最终停留在长木板B上已知B、C最终的共同速度为v=0.4m/s求：A木板的最终速度v1 铁块C刚离开长木板A时刻的瞬时速度v2 5(广东中山龙山中学xx届高三第二次月考试卷物理18)如图16所示，EF为水平地面，O点左侧是粗糙的、右侧是光滑的。一轻质弹簧右端与墙壁固定，左端与静止在O点质量为m的小物块A连结，弹簧处于原长状态。质量为m的物块B在大小为F的水平恒力的作用下由C处从静止开始向左运动，已知物块B与地面EO段间的滑动摩擦力大小为，物块B运动到O点与物块A相碰并一起向右运动（设碰撞时间极短），运动到D点时撤去外力F。已知CO = 4S，OD = S。求撤去外力后： 图16（1）弹簧的最大弹性势能（2）物块B最终离O点的距离。 6（湖南长郡中学xx届高三第二次月考试题物理18）如图17所示，P是固定的竖直挡板，A是置于光滑水平面上的平板小车(小车表面略低于档板下端)，B是放在小车最左端表面上的小物块.开始时，物块随小车一起以相同的水平速度向左运动，接着物块与挡板发生了第一次碰撞，碰后物块相对于车静止时的位置离小车最左端的距离等于车长的.此后物块又与挡板发生了多次碰撞，最后物块恰未从小车上滑落.若物体与小车表面间的动摩擦因数是个定值，物块与挡板发生碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短， 图17试确定小车与物块的质量关系. 7（湖南省长沙市一中高三第二次月考卷物理14）如图18所示，光滑水平面上，轻弹簧两端分别拴住质量均为m的小物块A和B，B物块靠着竖直墙壁。今用水平外力缓慢推A，使A、B间弹簧压缩，当压缩到弹簧的弹性势能为E时撤去此水平外力，让A和B在水平面上运动求：（1）当B离开墙壁时，A物块的速度大小；（2）当弹簧达到最大长度时A、B的速度大小；（3）当B离开墙壁以后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值图18F8（山东省莱阳一中xx届高三上学期学段检测物理15）某兴趣小组设计了一种测量子弹射出枪口时速度大小的方法.在离地面高度为h的光滑水平桌面上放置一木块，将枪口靠近木块水平射击，子弹嵌入木块后与木块一起水平飞出，落地点与桌边缘的水平距离是s1；然后将木块重新放回原位置，再打一枪，子弹与木块的落地点与桌边的水平距离是s2，求子弹射出枪口时速度的大小.9（山东省济南一中高三期中测试卷物理15）在赛车场上，为了安全起见，在车道外围一定距离处一般都放有废旧的轮胎组成的围栏。在一次比较测试中，将废旧轮胎改为由弹簧连接的缓冲器，缓冲器与墙之间用轻绳束缚。如图19所示，赛车从C处由静止开始运动，牵引力恒为F，到达O点与缓冲器相撞（设相撞时间极短），而后他们一起运动到D点速度变为零，此时发动机恰好熄灭（即牵引力变为零）。已知赛车与缓冲器的质量均为m，OD相距为S，CO相距4S，赛车运动时所受地面摩擦力大小始终为，缓冲器的底面光滑，可无摩擦滑动，在O点时弹簧无形变。问： （1）弹簧的最大弹性势能为多少？ 图19 （2）赛车由C点开始运动到被缓冲器弹回后停止运动，赛车克服摩擦力共做了多少？10（江苏省江安中学xx届高三年级第三次月考试题物理16）如图20所示，一块足够长的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右并排放有序号是1，2，3，n的物体，所有物块的质量均为m，与木板间的动摩擦因数都相同，开始时，木板静止不动，第1，2，3，n号物块的初速度分别是v，2 v，3 v，nv，方向都向右，木板的质量与所有物块的总质量相等 ,最终所有物块与木板以共同速度匀速运动。设物块之间均无相互碰撞，木板足够长。试求：（1）所有物块与木板一起匀速运动的速度v；12nV02V0nV0（2）第1号物块与木板刚好相对静止时的速度v；（3）通过分析与计算说明第k号（kn）物块的最小速度v 图2011（湖南长长沙一中xx届高三第二次月考试卷物理18）利用航天飞机，可将物资运送到空间站，也可以维修空间站出现的故障. (1)若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g.，某次维修作业中，与空间站对接的航天飞机的速度计显示飞机的速度为，则该空间站轨道半径为多大？(2)为完成某种空间探测任务，在空间站上发射的探测器通过向后喷气而获得反冲力使 其启动.已知探测器的质量为M，每秒钟喷出的气体质量为m，为了简化问题，设喷射探测器对气体做功的功率恒为P，在不长的时间内探测器的质量变化较小，可以忽略不计.求喷气秒后探测器获得的动能是多少？答案：1【解析】（1）M静止时，设弹簧压缩量为l0，则Mgkl0 速度最大时，M、m组成的系统加速度为零，则(Mm)gk(l0l1)0 -联立解得：k50N/m 或：因M初位置和速度最大时都是平衡状态，故mgkl1，解得：k50N/m（2）m下落h过程中，mghmv02 -m冲击M过程中， m v0(Mm)v -所求过程的弹性势能的增加量：E(Mm)g(l1l2) (Mm)v2 联立解得：E0.66J （用弹性势能公式计算的结果为E0.65J也算正确）【答案】E0.66J2【解析】根据图象可知，物体C与物体A相碰前的速度为：v1=6m/s相碰后的速度为：v2=2m/s 根据定量守恒定律得：解得：m3=2.0kg规定向左的方向为正方向，在第5.0s和第15s末物块A的速度分别为：v2=2m/s，v3=2m/s 所以物块A的动量变化为：即在5.0s到15s的时间内物块A动量变化的大小为：16kgm/s 方向向右【答案】（1）m3=2.0kg （2）16kgm/s 方向向右3【解析】(1)设第一颗子弹进入靶盒A后，子弹与靶盒的共内速度为。根据碰撞过程系统动量守恒，有：设A离开O点的最大距离为，由动能定理有：解得：(2)根据题意，A在的恒力F的作用返回O点时第二颗子弹正好打入，由于A的动量与第二颗子弹动量大小相同，方向相反，故第二颗子弹打入后，A将静止在O点。设第三颗子弹打入A后，它们的共同速度为，由系统动量守恒得：（2分）设A从离开O点到又回到O点所经历的时间为，取碰后A运动的方向为正方向，由动量定理得：解得： (3)从第(2)问的计算可以看出，第1、3、5、（21）颗子弹打入A后，A运动时间均为故总时间【答案】（1） （2） （3）4【解析】对A、B、C整体，从C以v0滑上木块到最终B、C达到共同速度V，其动量守恒既：m v0=2mV1+3mv 1.8=2V1+30.4 V1=0.3m/s 对A、B、C整体，从C以v0滑上木块到C以V2刚离开长木板，此时A、B具有共同的速度V1。其动量守恒即：m v0=mV2+4mv1 1.8=V2+40.3 V2=0.6m/s 【答案】 （1）V1=0.3m/s （2） V2=0.6m/s 5【解析】（1）B与A碰撞前速度由动能定理 得 B与A碰撞，由动量守恒定律 得 碰后到物块A、B运动至速度减为零，弹簧的最大弹性势能 （2）设撤去F后，A、B一起回到O点时的速度为，由机械能守恒得 返回至O点时，A、B开始分离，B在滑动摩擦力作用下向左作匀减速直线运动，设物块B最终离O点最大距离为x 由动能定理得： 【答案】（1） （2）6【解析】设小车初速度为V0，A与车相互作用摩擦力为f， 第一次碰后A与小车相对静止时速为 V1，由动量守恒，得 mAV0mBV0(mAmB)V1 由能量守恒，得mAV02mBV02f+(mAmB)V12 图14 多次碰撞后，A停在车右端，系统初动能全部转化为内能，由能量守恒，得 fL(mAmB)V02 联系以上三式，解得：(mAmB)24(mA-mB)2 mA3mB【答案】mA3mB7【解析】（1）当B离开墙壁时，A的速度为v0，由机械能守恒有 mv02E 解得 v0= （2）以后运动中，当弹簧弹性势能最大时，弹簧达到最大程度时，A、B速度相等，设为v,由动量守恒有 2mv=mv0 解得 v= （3）根据机械能守恒，最大弹性势能为 Ep=mv022mv2=E 【答案】（1）v0= （2）v= （3）Ep=E8【解析】设子弹的质量为m，木块的质量为M，子弹射出枪口时的速度为v0。第一颗子弹射入木块时，动量守恒木块带着子弹做平抛运动第二颗子弹射入木块时，动量守恒木块带着两颗子弹做平抛运动联立以上各式解得【答案】9【解析】（1）赛车由C到O，有 车与缓冲器短时相撞过程根据动量守恒: 2分O到D过程 由求得： （2）D到O过程 赛车从O点到停止运动 车整个过程克服摩擦力做功 由求得： 【答案】(1) (2) 10【解析】（1）设所有物块都相对木板静止时的速度为 v，因木板与所有物块系统水平方向不受外力，动量守恒，应有：m v+m2 v+m3 v+mn v=（M + nm）v M = nm， 解得: v=（n+1）v， 6分 （2）设第1号物块相对木板静止时的速度为v，取木板与物块1为系统一部分，第2 号物块到第n号物块为系统另一部分，则 木板和物块1 p =（M + m）v- m v， 2至n号物块 p=（n-1）m（v- v）由动量守恒定律： p=p，解得 v= v， 6分（3）设第k号物块相对木板静止时的速度由v ，则第k号物块速度由k v减为v的过程中，序数在第k号物块后面的所有物块动量都减小m（k v- v），取木板与序号为1至K号以前的各物块为一部分，则 p=（M+km）v-（m v+m2 v+mk v）=（n+k）m v-（k+1）m v序号在第k以后的所有物块动量减少的总量为 p=（n-k）m（k v- v）由动量守恒得 p=p， 即（n+k）m v-（k+1）m v= （n-k）m（k v- v），解得 v= 【答案】11【解析】(1)设地球质量为M0，在地球表面，有一质量为m的物体， 设空间站质量为m绕地球作匀速圆周运动时， 联立解得， (2)因为探测器对喷射气体做功的功率恒为P，而单位时间内喷气质量为m，故在t时 间内，据动能定理可求得喷出气体的速度为： 另一方面探测器喷气过程中系统动量守恒，则： 又探测器的动能， 联立解得：【答案】(1) (2)