2013年高考物理复习 知能演练提升 第十三章 第一讲 每课一测

1 每课一测每课一测 1 1 一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A A并留在其中 并留在其中 A A B B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起 如图用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起 如图 1 1 所示 则在子弹打所示 则在子弹打 击木块击木块A A及弹簧被压缩的过程中 对子弹 两木块和弹簧组成的系统及弹簧被压缩的过程中 对子弹 两木块和弹簧组成的系统 图图 1 1 A A 动量守恒 机械能守恒 动量守恒 机械能守恒 B B 动量不守恒 机械能守恒 动量不守恒 机械能守恒 C C 动量守恒 机械能不守恒 动量守恒 机械能不守恒 D D 无法判定动量 机械能是否守恒 无法判定动量 机械能是否守恒 解析 动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零 本题中子弹 木块 弹解析 动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零 本题中子弹 木块 弹 簧组成的系统 水平方向上不受外力 竖直方向上受合外力之和为零 所以动量守恒 机簧组成的系统 水平方向上不受外力 竖直方向上受合外力之和为零 所以动量守恒 机 械能守恒的条件是系统除重力 弹力做功外 其他力对系统不做功 本题中子弹穿入木块械能守恒的条件是系统除重力 弹力做功外 其他力对系统不做功 本题中子弹穿入木块 瞬间有部分机械能转化为内能瞬间有部分机械能转化为内能 发热发热 所以系统的机械能不守恒 故 所以系统的机械能不守恒 故 C C 选项正确 选项正确 A A B B D D 错误 错误 答案 答案 C C 2 2 一颗手榴弹以 一颗手榴弹以v v0 0 1010 m sm s 的水平速度在空中飞行 设它爆炸后炸裂为两块 小块的水平速度在空中飞行 设它爆炸后炸裂为两块 小块 质量为质量为 0 20 2 kgkg 沿原方向以 沿原方向以 250250 m sm s 的速度飞去 那么 质量为的速度飞去 那么 质量为 0 40 4 kgkg 的大块在爆炸后的大块在爆炸后 速度大小和方向是速度大小和方向是 A A 125125 m sm s 与 与v v0 0反向反向 B B 110110 m sm s 与 与v v0 0反向反向 C C 240240 m sm s 与 与v v0 0反向反向 D D 以上答案均不正确 以上答案均不正确 解析 由动量守恒定律有解析 由动量守恒定律有MvMv0 0 m m1 1v v1 1 m m2 2v v2 2 即 即 0 6 100 6 10 0 2 2500 2 250 0 40 4v v2 2 解得 解得 v v2 2 110110 m sm s 则 则 B B 正确 正确 答案 答案 B B 3 3 如图如图 2 2 所示 在橄榄球比赛中 一个所示 在橄榄球比赛中 一个 8585 kgkg 的前锋队员以的前锋队员以 5 5 m sm s 的速度跑动 想穿的速度跑动 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均为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均为 6565 kgkg 的队的队 员 一个速度为员 一个速度为 2 2 m sm s 另一个速度为 另一个速度为 4 4 m sm s 然后他们就扭在了一起 则 然后他们就扭在了一起 则 A A 他们碰撞后的共同速率是 他们碰撞后的共同速率是 0 20 2 m sm s B B 碰撞后他们动量的方向仍向前 碰撞后他们动量的方向仍向前图图 2 2 C C 这名前锋能得分 这名前锋能得分 2 D D 这名前锋不能得分 这名前锋不能得分 解析 取前锋队员跑动的速度方向为正方向 根据动量守恒定律可得 解析 取前锋队员跑动的速度方向为正方向 根据动量守恒定律可得 MvMv1 1 mvmv2 2 mvmv3 3 M M m m m m v v 代入数据得 代入数据得 v v 0 16 0 16 m sm s 所以碰撞后的速度仍向前 故这 所以碰撞后的速度仍向前 故这 名前锋能得分 名前锋能得分 B B C C 两项正确 两项正确 答案 答案 BCBC 4 4 2012 2012 成都模拟成都模拟 如图如图 3 3 所示 在光滑的水平面上 有一所示 在光滑的水平面上 有一 质量质量M M 3 3 kgkg 的薄板和一质量的薄板和一质量m m 1 1 kgkg 的物块朝相反方向运动 初的物块朝相反方向运动 初 速度大小都为速度大小都为v v 4 4 m sm s 它们之间有摩擦 当薄板的速度大小为 它们之间有摩擦 当薄板的速度大小为 2 42 4 m sm s图图 3 3 时 物块的运动情况是时 物块的运动情况是 A A 做加速运动 做加速运动 B B 做减速运动 做减速运动 C C 做匀速运动 做匀速运动 D D 以上运动都有可能 以上运动都有可能 解析 由动量守恒定律得 当解析 由动量守恒定律得 当m m的速度为零时 的速度为零时 M M的速度为的速度为 2 672 67 m sm s 此前 此前m m向右减向右减 速运动 速运动 M M向左减速运动 此后向左减速运动 此后m m将向左加速运动 将向左加速运动 M M继续向左减速运动 当两者速度达到继续向左减速运动 当两者速度达到 相同时 即速度均为相同时 即速度均为 2 2 m sm s 时 两者相对静止 一起向左匀速直线运动 由此可知当时 两者相对静止 一起向左匀速直线运动 由此可知当M M的的 速度为速度为 2 42 4 m sm s 时 时 m m处于向左加速运动过程中 选项处于向左加速运动过程中 选项 A A 对 对 答案 答案 A A 5 5 在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球 在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A A B B 质量都为 质量都为m m 现 现B B球静止 球静止 A A球向球向 B B球运动 发生正碰 已知碰撞过程中总机械能守恒 两球压缩到最紧时的弹性势能为球运动 发生正碰 已知碰撞过程中总机械能守恒 两球压缩到最紧时的弹性势能为 E Ep p 则碰前 则碰前A A球的速度等于球的速度等于 A A B B E Ep p m m 2 2E Ep p m m C C 2 2 D D 2 2 E Ep p m m 2 2E Ep p m m 解析 压缩最紧时 两球速度相等 设解析 压缩最紧时 两球速度相等 设A A球碰前速度为球碰前速度为v v0 0 两者共速时速度为 两者共速时速度为v v 由动量守恒有 由动量守恒有 mvmv0 0 2 2mvmv 解得 解得v v v v0 0 由机械能守恒有 由机械能守恒有E Ep p mvmv 2 2mvmv 2 2 解 解 1 1 2 2 1 1 2 20 02 2 1 1 2 2 得得v v0 0 2 2 故 故 C C 对 对 A A B B D D 错误 错误 E Ep p m m 答案 答案 C C 6 6 2011 2011 全国高考全国高考 质量为质量为M M 内壁间距为 内壁间距为L L的箱子静止于光滑的水平面上 箱子中的箱子静止于光滑的水平面上 箱子中 间的一质量为间的一质量为m m的小物块 小物块与箱子底板间的动摩擦因数为的小物块 小物块与箱子底板间的动摩擦因数为 初始时小物块停在箱 初始时小物块停在箱 子正中间 如图子正中间 如图 4 4 所示 现给小物块一水平向右的初速度所示 现给小物块一水平向右的初速度v v 小物块与箱壁碰撞 小物块与箱壁碰撞N N次后恰次后恰 又回到箱子正中间 并与箱子保持相对静止 设碰撞都是弹性的 则整个过程中 系统损又回到箱子正中间 并与箱子保持相对静止 设碰撞都是弹性的 则整个过程中 系统损 失的动能为失的动能为 3 图图 4 4 A A mvmv2 2 B B v v2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 m mM M m m M M C C N N mgLmgL D D N N mgLmgL 1 1 2 2 解析 小物体与箱子作用过程中满足动量守恒 最后恰好又回到箱子正中间 二者相解析 小物体与箱子作用过程中满足动量守恒 最后恰好又回到箱子正中间 二者相 对静止 即为共速 设速度为对静止 即为共速 设速度为v v1 1 mvmv m m M M v v1 1 系统损失动能 系统损失动能E Ek k mvmv2 2 M M m m v v 1 1 2 2 1 1 2 21 12 2 1 1 2 2 A A 错误 错误 B B 正确 由于碰撞为弹性碰撞 故碰撞时不损失能量 系统损失的动能等于正确 由于碰撞为弹性碰撞 故碰撞时不损失能量 系统损失的动能等于 M Mm mv v2 2 M M m m 系统产生的热量 即系统产生的热量 即 E Ek k Q Q N N mgLmgL C C 错误 错误 D D 正确 正确 答案 答案 BDBD 7 7 如图 如图 5 5 所示 斜面体所示 斜面体C C质量为质量为M M 足够长 始终静止在水平面上 一质量为 足够长 始终静止在水平面上 一质量为m m的长的长 方形木板方形木板A A上表面光滑 木板上表面光滑 木板A A获得初速度获得初速度v v0 0后恰好能沿斜面匀速下滑 当木板后恰好能沿斜面匀速下滑 当木板A A匀速下匀速下 滑时将一质量为滑时将一质量为m m的滑块的滑块B B轻轻放在木板轻轻放在木板A A表面上 当滑块表面上 当滑块B B在木板在木板A A上滑动时 下列说上滑动时 下列说 法正确的是法正确的是 图图 5 5 A A 滑块 滑块B B的动量为的动量为 0 50 5mvmv0 0时 木板时 木板A A和滑块和滑块B B的加速度大小相等的加速度大小相等 B B 滑块 滑块B B的动量为的动量为 0 50 5mvmv0 0时 斜面体对水平面的压力大于时 斜面体对水平面的压力大于 M M 2 2m m g g C C 滑块 滑块B B的动量为的动量为 1 51 5mvmv0 0时 木板时 木板A A的动量为的动量为 0 50 5mvmv0 0 D D 滑块 滑块B B的动量为的动量为 1 51 5mvmv0 0时 水平面施予斜面体的摩擦力向右时 水平面施予斜面体的摩擦力向右 解析 未放解析 未放B B时 对时 对A A由力的平衡得由力的平衡得mgmgsinsin mg mgcoscos 计算 计算 tantan 放上 放上B B 时用牛顿第二定律 时用牛顿第二定律 mgmgsinsin mamaB B a aB B g gsinsin 沿斜面向下 对 沿斜面向下 对 A A 2 2 mg mgcoscos mgmgsinsin mamaA A a aA A g gsinsin 沿斜面向上 当滑块 沿斜面向上 当滑块B B的动量为的动量为 0 50 5mvmv0 0时 时 A A的动量也为的动量也为 0 50 5mvmv0 0 A A 项正确 对项正确 对A A B B C C整体受力分析 它们的加速度为整体受力分析 它们的加速度为 0 0 则其对水 则其对水 平面的压力平面的压力N N M M 2 2m m g g B B 项错 当项错 当A A停止运动时 停止运动时 B B的动量为的动量为mvmv0 0 现在 现在B B的动量为的动量为 1 51 5mvmv0 0 A A处于静止 动量为处于静止 动量为 0 0 C C 项错 因项错 因A A C C静止 静止 B B的水平分加速度向左 从的水平分加速度向左 从 A A B B C C整体看出地面施予斜面体的摩擦力向左 整体看出地面施予斜面体的摩擦力向左 答案 答案 A A 8 8 某同学质量为某同学质量为 6060 kgkg 在军事训练中要求他从岸上以大小为 在军事训练中要求他从岸上以大小为 4 2 2 m sm s 的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上 然后去执行任务 小船的质量是的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上 然后去执行任务 小船的质量是 140140 kgkg 原来的速度大小是原来的速度大小是 0 50 5 m sm s 该同学上船后又跑了几步 最终停在船上 则此过程该同学 该同学上船后又跑了几步 最终停在船上 则此过程该同学 动量的变化大小为动量的变化大小为 图图 6 6 kg m skg m s 此时小船的速度大小为 此时小船的速度大小为 m s m s 解析 将该同学与船组成一个系统 设最终二者的速度为解析 将该同学与船组成一个系统 设最终二者的速度为v v 方向与人速度方向相同 方向与人速度方向相同 由动量守恒得 由动量守恒得 m m人 人v v人人 m m船 船v v船船 m m人 人 m m船 船 v v 解得 解得 v v 0 250 25 m sm s 该同学动量的变化为该同学动量的变化为 p p人 人 m m人 人 v v人人 v v 105105 kg m skg m s 答案 答案 105105 0 250 25 9 9 荷兰科学家惠更斯在研究物体碰撞问题时做出了突出的贡献 惠荷兰科学家惠更斯在研究物体碰撞问题时做出了突出的贡献 惠 更斯所做的碰撞实验可简化为 球更斯所做的碰撞实验可简化为 球 1 1 球 球 2 2 球 球 3 3 质量分别为质量分别为 m m1 1 m m2 2 m m3 3 半径相同 并排悬挂在长度均为 半径相同 并排悬挂在长度均为L L的三根平行绳子上 彼的三根平行绳子上 彼 此相互接触 现把质量为此相互接触 现把质量为m m1 1的小球拉开 上升到的小球拉开 上升到H H高处释放 如图高处释放 如图 7 7 所示 已知各球间碰所示 已知各球间碰 撞时同时满足动量守恒定律和机械能守恒定律 且碰撞时间撞时同时满足动量守恒定律和机械能守恒定律 且碰撞时间 图图 7 7 极短 极短 H H远小于远小于L L 不计空气阻力 若三个球的质量不同 要使球 不计空气阻力 若三个球的质量不同 要使球 1 1 与球与球 2 2 球 球 2 2 与球与球 3 3 相相 碰后 三个球具有同样的动量 则碰后 三个球具有同样的动量 则m m1 1 m m2 2 m m3 3 解析 由题意知 三球碰后的动量均相同 设为解析 由题意知 三球碰后的动量均相同 设为p p 则 则E Ek k 球 球 2 2 在与球在与球 3 3 碰前具碰前具 p p2 2 2 2m m 有动量为有动量为 2 2p p 根据机械能守恒定律 对于球 根据机械能守恒定律 对于球 2 2 与球与球 3 3 碰撞的情况应有 碰撞的情况应有 2 2p p 2 2 2 2m m2 2 p p2 2 2 2m m3 3 p p2 2 2 2m m2 2 由此得 由此得 m m2 2 m m3 3 3 13 1 球球 1 1 在与球在与球 2 2 碰前具有的动量为碰前具有的动量为 3 3p p 根据机械能守恒定律有 根据机械能守恒定律有 3 3p p 2 2 2 2m m1 1 p p2 2 2 2m m1 1 2 2p p 2 2 2 2m m2 2 由此得 由此得 m m1 1 m m2 2 2 12 1 综合得 综合得 m m1 1 m m2 2 m m3 3 6 3 16 3 1 答案 答案 6 3 16 3 1 1010 如图 如图 8 8 所示 所示 A A B B为两个大小可视为质点的小球 为两个大小可视为质点的小球 A A的质量的质量 M M 0 60 6 kgkg B B的质量的质量m m 0 40 4 kgkg B B球用长球用长l l 1 01 0 m m 的轻质细绳吊起 的轻质细绳吊起 当当B B球处于静止状态时 球处于静止状态时 B B球恰好与光滑弧形轨道球恰好与光滑弧形轨道PQPQ的末端点的末端点P P P P端端 切线水平切线水平 接触但无作用力 现使接触但无作用力 现使A A球从距轨道球从距轨道P P端端h h 0 200 20 m m 的的Q Q点点 由静止释放 当由静止释放 当A A球运动到轨道球运动到轨道P P端时与端时与B B球碰撞 碰后两球粘在一起球碰撞 碰后两球粘在一起 运动 若运动 若g g取取 1010 m sm s2 2 求两球粘在一起后 悬绳的最大拉力为多大 求两球粘在一起后 悬绳的最大拉力为多大 图图 8 8 解析 解析 A A球与球与B B球相碰前瞬间 球相碰前瞬间 A A球的速度设为球的速度设为v v 根据机械能守恒定律有 根据机械能守恒定律有 5 MghMgh MvMv2 2 v v 2 2 m sm s 1 1 2 2 两球碰撞过程中动量守恒 碰后瞬间两球粘在一起时速度设为两球碰撞过程中动量守恒 碰后瞬间两球粘在一起时速度设为v v 则 则MvMv M M m m v v v v 1 21 2 m sm s 两球摆起的瞬间 悬绳的拉力最大 有 两球摆起的瞬间 悬绳的拉力最大 有 F Fm m M M m m g g M M m m v v 2 2 l l 解得解得 F Fm m 11 4411 44 N N 答案答案 11 4411 44 N N 1111 两磁铁各放在一辆小车上 小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动 已知甲两磁铁各放在一辆小车上 小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动 已知甲 车和磁铁的总质量为车和磁铁的总质量为 0 50 5 kgkg 乙车和磁铁的总质量为 乙车和磁铁的总质量为 1 01 0 kgkg 两磁铁的 两磁铁的 N N 极相对 推动一极相对 推动一 下 使两车相向运动 某时刻甲车的速率为下 使两车相向运动 某时刻甲车的速率为 2 2 m sm s 乙车的速率为 乙车的速率为 3 3 m sm s 方向与甲相反 方向与甲相反 两车运动过程中始终未相碰 求 两车运动过程中始终未相碰 求 1 1 两车最近时 乙车的速度为多大 两车最近时 乙车的速度为多大 2 2 甲车开始反向运动时 乙车的速度为多大 甲车开始反向运动时 乙车的速度为多大 解析 解析 1 1 两车相距最近时 两车的速度相同 设该速度为两车相距最近时 两车的速度相同 设该速度为v v 取乙车的速度方向为正 取乙车的速度方向为正 方向 由动量守恒定律得方向 由动量守恒定律得 m m乙 乙v v乙乙 m m甲 甲v v甲甲 m m甲 甲 m m乙 乙 v v 所以两车最近时 乙车的速度为所以两车最近时 乙车的速度为 v v m sm s m sm s 1 331 33 m sm s m m乙乙v v乙乙 m m甲甲v v甲甲 m m甲甲 m m乙乙 1 1 3 3 0 0 5 5 2 2 0 0 5 5 1 1 4 4 3 3 2 2 甲车开始反向时 其速度为甲车开始反向时 其速度为 0 0 设此时乙车的速度为 设此时乙车的速度为v v乙 乙 由动量守恒定律得 由动量守恒定律得m m 乙乙v v乙乙 m m甲 甲v v甲甲 m m乙 乙v v乙乙 解得解得v v乙 乙 m sm s 2 2 m sm s m m乙乙v v乙乙 m m甲甲v v甲甲 m m乙乙 1 1 3 3 0 0 5 5 2 2 1 1 答案 答案 1 1 33 1 1 33 m sm s 2 2 2 2 m sm s 12 2011 12 2011 海南高考海南高考 一质量为一质量为 2 2m m的物体的物体P P静止于光滑水平地面静止于光滑水平地面 上