【立体设计】高考物理 第14章 章末强化训练 新人教版.doc

2012高考立体设计物理人教版第14章 章末强化训练一、选择题（每小题5分，共30分）1.一个质量为0.3 kg的弹性小球，在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同.则碰撞前后小球动量变化量的大小p和碰撞过程中墙对小球做功的大小w为 （ ）a.p=0 b.p=3.6 kgm/s c.w=0 d.w=10.8 j【解析】p=0.36-(-6) kgm/s=3.6 kgm/s.由于前后速度大小不变则w=0.故b、c正确.【答案】b、c2.篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球，接球时，两臂随球迅速收缩至胸前，这样做可以 （ ）a.减小球对于手的冲量 b.减小球对手的冲击力c.减小球的动量变化量 d.减小球的动能变化量【解析】由p=ft知当作用时间越长，球对手的冲击力越小，故b正确.【答案】b3.光滑水平面上a、b两小车间有一弹簧(如图所示)，用左、右手分别抓住小车a、b并将弹簧压缩后使小车处于静止状态，将两小车及弹簧看做系统，下列说法中正确的是 （ ）a.两手同时放开后，系统动量始终为零b.先放开左手，再放开右手，系统总动量不守恒c.先放开左手，后放开右手，系统总动量向左d.无论何时放手，两手都放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零【答案】a、c、d4如图所示，a、b两物体的质量之比mamb32，原来静止在平板小车c上，a、b间有一根被压缩了的弹簧，a、b与平板车上表面间的动摩擦因数相同，平板车与地面间的摩擦不计，当突然释放弹簧后，则_aa、b组成的系统动量守恒ba、b、c组成的系统动量守恒c小车将向左运动d小车将向右运动【解析】a、b两物体的质量不一样，因此它们受的摩擦力不相等，所以a、b两物体受的合力向右，两者动量不守恒；a、b、c三个物体组成的系统总动量守恒【答案】b、c5.如图所示，物体a静止在光滑的水平面上，a的左边固定有轻质弹簧，与a质量相等的物体b以速度v向a运动并与弹簧发生碰撞，a、b始终沿同一直线运动，则a、b组成的系统动能损失最大的时刻是 ( )a.a开始运动时 b.a的速度等于v时c.b的速度等于零时 d.a和b的速度相等时【解析】物体a与物体b发生弹性碰墙，当弹簧压缩最短时，弹簧储存的弹性势能最大，此时系统动能损失最大，但系统整体的机械能保持不变（动能+弹性势能）.弹簧最短时，两者速度相同.【答案】d6.如图所示，光滑水平面上有大小相同的a、b两球在同一直线上运动.两球质量关系为mb=2ma,规定向右为正方向，a、b两球的动量均为6 kgm/s,运动中两球发生碰撞，碰撞后a球的动量增量为-4 kgm/s，则（ ）a.左方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为25b.左方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为110c.右方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为25d.右方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为110【解析】由两球的动量都是6 kgm/s可知，运动方向都向右，且能够相碰，说明左方是质量小速度大的小球，故左方是a球.碰后a球的动量减少了4 kgm/s,即a球的动量为2 kgm/s,由动量守恒定律得b球的动量为10 kgm/s,故可得其速度比为25，故选项a是正确的.【答案】a二、非选择题（共70分）7.(8分)如图所示，质量为m=2 kg的物体，在水平力f=8 n的作用下，由静止开始沿水平面向右运动.已知物体与水平面间的动摩擦因数=0.2.若f作用时间t1=6 s后撤去，撤去f后又经时间t2=2 s物体与竖直墙壁相碰，若物体与墙壁作用时间t3=0.1 s，碰墙后反向弹回的速度v=6 m/s，则墙壁对物体的平均作用力的大小等于 .( 取g10 m/s2)【解析】取向右的方向为正方向，对物体从开始运动至碰墙后反向弹回的全过程应用动量定理，则ft1-mg(t1+t2)-ft3=-mv，代入数据可解得f=280 n.【答案】280 n8.(10分)质量为m的小球a沿光滑水平面以速度v0与质量为2m静止的小球b发生正碰，碰撞后，a球的动能变为原来的19，那么小球b的速度是 .【解析】设碰后a球的动能为，则=，解得v=.由于a球碰后速度方向可能有两种情况，即由动量守恒定律得:mv0=m+2mv1,解得v1=;或者mv0=-m+2mv2,解得v2=.【答案】或9. (12分)在橄榄球比赛中，一个质量为95 kg的橄榄球前锋以5 m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分.就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均为75 kg的队员，一个速度为2 m/s，另一个为4 m/s，然后他们就扭在了一起，如图所示.(1)他们碰撞后的共同速率是多少？(2)在方框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分.【解析】(1)碰撞过程可认为动量守恒，取前锋队员方向为正方向，则mv0-mv1-mv2=(m+2m)v共.将m=95 kg,m=75 kg,v0=5 m/s,v1=2 m/s,v2=4 m/s，代入得v共=0.1 m/s.(2)由于v共0，故碰后他们的动量方向指向底线，如图所示，故前锋队员能到底线触地得分.【答案】(1)0.1 m/s(2)方向见解析图能得分10.(12分)一炮弹水平飞行时，动能ek0=800 j,此时它沿飞行方向炸裂成质量相等的两块，其中一块的动能ek1=625 j，求另一块的动能ek2，某同学求解过程如下：设炮弹的总质量为m，爆炸前后动量守恒，根据动量守恒定律：p0=p1+p2,又因为p=,所以=+,解得=+,代入数据得ek2=225 j.该同学的结论有不完善之处，请予以补充.【解析】动量是矢量，碰后两块的速度方向可能相同也可能相反，故本题应有两种情况.以炮弹爆炸前的方向为正方向，动能为625 j的一块的速度可能为正，也可能为负，根据动量守恒定律.p0=p1+p2.又因p1=,p2=,则=+.解得=+,代入数据得ek2=225 j或4 225 j.【答案】见解析11.(13分)如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧形轨道，o为最低点，a、b两点距o点的高度分别为h和4h，现从a点释放一质量为m的大物体，且每隔适当的时间从b点释放一质量为m的小物体，它们和大物体碰撞后都结为一体，已知m=100 m，(1)若每当大物体向右运动到o点时，都有一个小物体与之碰撞，问碰撞多少次后大物体的速度最小？(2)若大物体第一次向右运动到o点时，和小物体碰撞，以后每当大物体向左运动到o点时，才与一个小物体碰撞，问共碰撞多少次后大物体能越过a点.【解析】(1)设a、b在o点速度大小分别为va、vb.由机械能守恒定律mgh=,mg4h=,所以v=,v=2,设碰撞n次后大物体的速度最小，由动量守恒定律有即mva=nmvb时大物体的速度最小,所以n=50.(2)第1次碰mva-mvb=(m+m)v,设再碰k次(m+m)v+kmvb=(m+m+km)va,联立解得k=3,故共碰撞4次.【答案】(1)50次 (2)4次12.(15分)如图所示，光滑水平面上有一辆质量为m=1 kg的小车，小车的上表面有一个质量为m=0.9 kg的滑块，在滑块与小车的挡板间用轻弹簧相连接，滑块与小车上表面间的动摩擦因数为=0.2,整个系统一起以v1=10 m/s的速度向右做匀速直线运动，此时弹簧长度恰好为原长.现用一质量为m0=0.1 kg的子弹，以v0=50 m/s的速度向左射入滑块且不穿出，所用时间极短，当弹簧压缩到最短时，弹簧被锁定，测得此时弹簧的压缩量为d=0.50 m,取g=10 m/s2.求：(1)子弹射入滑块后的瞬间，子弹与滑块共同速度的大小和方向；(2)弹簧压缩到最短时，小车的速度和弹簧的弹性势能的大小.【解析】(1)设子弹射入滑块后的共同速度大小为v2，向右为正方向，对子弹与滑块组成的系统由动量守恒定律得mv1-m0v0=(m+m0)v2,v2=4 m/s,方向水平向右；(2)设子弹，滑块与小车三者的共同速度为v3,当三