高考物理二轮复习 拉分题特训 专题十五 光学和碰撞与动量守恒.docVIP

2014高考物理二轮复习拉分题特训：专题十五 光学和碰撞与动量守恒1.(北京市西城区2013届高三一模,8)如图所示，一长木板放置在水平地面上，一根轻弹簧右端固定在长木板上，左端连接一个质量为m的小物块，小物块可以在木板上无摩擦滑动。现在用手固定长木板，把小物块向左移动，弹簧的形变量为x1；然后，同时释放小物块和木板，木板在水平地面上滑动，小物块在木板上滑动；经过一段时间后，长木板达到静止状态，小物块在长木板上继续往复运动。长木板静止后，弹簧的最大形变量为x2。已知地面对长木板的滑动摩擦力大小为f。当弹簧的形变量为x时，弹性势能，式中k为弹簧的劲度系数。由上述信息可以判断a整个过程中小物块的速度可以达到 b整个过程中木板在地面上运动的路程为c长木板静止后，木板所受的静摩擦力的大小不变d若将长木板改放在光滑地面上，重复上述操作，则运动过程中物块和木板的速度方向可能相同2.（2011天津理综，6，难）甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为x，若x甲x乙，则下列说法正确的是（）a. 甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生b. 真空中甲光的波长一定大于乙光的波长c. 甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量d. 在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光3.(北京市西城区2013届高三一模,11）如图1所示，两根间距为l1的平行导轨pq和mn处于同一水平面内，左端连接一阻值为r的电阻，导轨平面处于竖直向上的匀强磁场中。一质量为m、横截面为正方形的导体棒cd垂直于导轨放置，棒到导轨左端pm的距离为l2，导体棒与导轨接触良好，不计导轨和导体棒的电阻。（1）若cd棒固定，已知磁感应强度b的变化率随时间t的变化关系式为，求回路中感应电流的有效值i；（2）若cd棒不固定，棒与导轨间最大静摩擦力为fm，磁感应强度b随时间t变化的关系式为b=kt。求从t=0到cd棒刚要运动，电阻r上产生的焦耳热q；（3）若cd棒不固定，不计cd棒与导轨间的摩擦；磁场不随时间变化，磁感应强度为b。现对cd棒施加水平向右的外力f，使cd棒由静止开始向右以加速度a做匀加速直线运动。请在图2中定性画出外力f随时间t变化的图象，并求经过时间t0 ，外力f的冲量大小i。4.(北京市2013年海淀一模考后模拟训练，13)如图所示，质量均为m的两物体b、c分别与轻质弹簧的两端相连接，物体c被不可伸长的细绳竖直悬挂，它们处于静止状态b物体距地面高度为h一质量也为m的物体a从地面以速度vo竖直向上抛出，与正上方物体b碰撞后立即锁定a、b一起向上运动，运动至最高点时，细绳恰好无拉力，忽略a、b、c的大小a、b碰撞瞬间忽略重力的影响，重力加速度用g表示 （1）求a、b碰后瞬间一起向上运动的速度大小，（2）求弹簧的劲度系数，（3）如果物体a、b运动至最高点时解除镇定，物体a落回地面时的速度为v，求原来b、c静止时弹簧具有的弹簧性势能（不允许用弹簧的弹性势能公式计算）5.（2013届海淀高三第一学期期中练习，18）（10分）如图17所示，在倾角30的斜面上放置一段凹槽b，b与斜面间的动摩擦因数，槽内靠近右侧壁处有一小物块a（可视为质点），它到凹槽左侧壁的距离d0.10m。a、b的质量都为m=2.0kg，b与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，不计a、b之间的摩擦，斜面足够长。现同时由静止释放a、b，经过一段时间，a与b的侧壁发生碰撞，碰撞过程不计机械能损失，碰撞时间极短。取g=10m/s2。求：（1）物块a和凹槽b的加速度分别是多大；（2）物块a与凹槽b的左侧壁第一次碰撞后瞬间a、b的速度大小；（3）从初始位置到物块a与凹槽b的左侧壁发生第三次碰撞时b的位移大小。6.（2013北京朝阳区期中，21）如图所示，长l=12m、质量m=1.0kg的木板静置在水平地面上，其右端有一个固定立柱，木板与地面间的动摩擦因数=0.1。质量m=1.0kg的小猫静止站在木板左端。某时小猫开始向右加速奔跑，经过一段时间到达木板右端并立即抓住立柱。g取10m/s2。设小猫的运动为匀加速运动，若加速度a=4.0m/s2。试求：（1）小猫从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间；（2）从小猫开始运动到最终木板静止，这一过程中木板的总位移。7.（2012广州普高毕业班综合测试，36）如图，木板a静止在光滑水平面上，其左端与固定台阶相距x，与滑块b (可视为质点）相连的细线一端固定在o点。水平拉直细线并给b个竖直向下的初速度，当b到达最低点时，细线恰好被拉断，b从a右端的上表面水平滑入.a与台阶碰撞无机械能损失，不计空气阻力.已知a的质量为2m，b的质量为m。a、b之间动縻擦因数为；细线长为l承受的最大拉力为b重力的5倍；a足够长，b不会从a表面滑出；重力加速度为g.(1)求b的初速度大小v0和细线拉断瞬间b的速度大小(2)若a与台阶只发生一次碰撞，求x满足的条件(3)x在满足（2)条件下，讨论a与台阶碰撞前瞬间的速度大小8.（2012北京海淀适应练习，24）如图所示，有n（n10）个相同的小物块（可视为质点）静止在倾角为的倾斜轨道上，物块与轨道间的动摩擦因数均为。每个物块的质量均为m，相邻物块间的距离均为，最下端的物块到轨道底端的距离也为。使第1个物块以某一初速度沿轨道开始下滑，在每次发生碰撞时物块都立即粘合在一起运动，最后n个物块粘在一起后恰好停在轨道的底端。已知空气阻力可忽略不计，重力加速度为g。（1）求第一次碰撞前瞬间小物块l的速度vi的大小；（2）设第5次碰撞前的瞬间运动物块的动能为ek5，第5次碰撞过程中系统损失的机械能为e损5，求和ek5的比值；（3）求下滑的整个过程中由于相互碰撞而损失的机械能。9.（2012广东理综，36，难）图（a）所示的装置中，小物块a、b质量均为m，水平面上pq段长为l，与物块间的动摩擦因数为，其余段光滑. 初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为r的连杆位于图中虚线位置；a紧靠滑杆（a、b间距大于2r）. 随后，连杆以角速度匀速转动，带动滑杆作水平运动，滑杆的速度-时间图像如图（b）所示，a在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的b发生完全非弹性碰撞. （1）求a脱离滑杆时的速度v0，及a与b碰撞过程的机械能损失e. （2）如果ab不能与弹簧相碰，设ab从p点到运动停止所用的时间为t1，求的取值范围，及t1与的关系式. （3）如果ab能与弹簧相碰，但不能返回到p点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为ep，求的取值范围，及ep与的关系式（弹簧始终在弹性限度内）. 10.（2008北京理综，24，难）有两个完全相同的小滑块a和b，a沿光滑水平面以速度v0与静止在平面边缘o点的b发生正碰，碰撞中无机械能损失. 碰后b运动的轨迹为od曲线，如图所示. （1）已知滑块质量为m，碰撞时间为t，求碰撞过程中a对b平均冲力的大小. （2）为了研究物体从光滑抛物线轨道顶端无初速下滑的运动，特制作一个与b平抛轨迹完全相同的光滑轨道，并将该轨道固定在与od曲线重合的位置，让a沿该轨道无初速下滑（经分析，a下滑过程中不会脱离轨道）. a. 分析a沿轨道下滑到任意一点的动量pa与b平抛经过该点的动量pb的大小关系；b. 在od曲线上有一m点，o和m两点连线与竖直方向的夹角为45. 求a通过m点时的水平分速度和竖直分速度. 11.（2009天津理综，10，难）如图所示，质量m1=0. 3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长l=1. 5 m，现有质量m2=0. 2 kg 可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止. 物块与车面间的动摩擦因数=0. 5，取g=10 m/s2，求（1）物块在车面上滑行的时间t；（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过多少. 12.（2011海南单科，19（2），难）一质量为2m的物体p静止于光滑水平地面上，其截面如图所示. 图中ab为粗糙的水平面，长度为l；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接. 现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体p相对静止. 重力加速度为g. 求（）木块在ab段受到的摩擦力f；（）木块最后距a点的距离s. 13.（2012安徽理综，24，难）如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量m=2 kg的小物块a. 装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接. 传送带始终以u=2 m/s的速率逆时针转动. 装置的右边是一光滑曲面，质量m=1 kg的小物块b从其上距水平台面高h=1. 0 m处由静止释放. 已知物块b与传送带之间的动摩擦因数=0. 2，l=1. 0 m. 设物块a、b间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块a静止且处于平衡状态. 取g=10 m/s2. （1）求物块b与物块a第一次碰撞前的速度大小；（2）通过计算说明物块b与物块a第一次碰撞后能否运动到右边的曲面上?（3）如果物块a、b每次碰撞后，物块a再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块b第n次碰撞后的运动速度大小. 14.（2009海南单科，18（），难）如图，一透明半圆柱体折射率为n=2，半径为r、长为l. 一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出. 求该部分柱面的面积s. 15.（2009宁夏理综，35（2），难）一棱镜的截面为直角三角形abc，a=30，斜边ab=a. 棱镜材料的折射率为n=. 在此截面所在的平面内，一条光线以45的入射角从ac边的中点m射入棱镜. 画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原路返回的情况）. 答案1.b 2. bd 3.（1）（2）（3） 。 4.（1）（2）（3）5.（1）5.0m/s2，0（2）0，1.0 m/s（3）1.2m。6. （1）2.0s;（2）2.0m（方向向左）。 7. ,；时，；时，8.（1）（2）1/6（3）9.（1）v0=re=m2r2（2）0t1=（3）ep=m2r2-2mgl， 10.（1）（2）a. papbb. v0v011. （1）0. 24 s（2）5 m/s12. （）（）l13. （1）4 m/s（2）不能（3）m/s14. rl 15. 设入射角为i，折射角为r，由折射定律得=n由已知条件及上