【备战2012】高考物理最新模拟 专题14 动量和能量

用心 爱心 专心1 备战备战 20122012 年高考物理最新模拟年高考物理最新模拟 专题专题 1414 动量和能量动量和能量 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 有的只有一个选 项正确 有的有多个选项正确 全部选对的得 4 分 选对但不全的得 2 分 有选错的得 0 分 1 A B两球在光滑水平面上做相向运动 已知mA mB 当两球相碰后 其中一球停止 则可以断定 A 碰前A的动量等于B的动量 B 碰前A的动量大于B的动量 C 若碰后A的速度为零 则碰前A的动量大于B的动量 D 若碰后B的速度为零 则碰前A的动量大于B的动量 2 质量分别为 2m和m的A B两个质点 初速度相同 均为v1 若他们分别受到相同 的冲量I作用后 A的速度变化为v2 B的动量变化为p 已知A B都做直线运动 则动量 p可以表示为 A m v2 v1 B 2m 2v2 v1 C 4m v2 v1 D m 2v2 v1 解析 对A由动量定理得I 2mv2 2mv1 对B由动量定理得I p mv1 所以B 的末动量p 2mv2 mv1 故 D 对 答案 D 4 质量为m的物块甲以 3m s 的速度在光滑水平面上运动 有一轻弹簧固定其上 另 用心 爱心 专心2 一质量也为m的物体乙以 4m s 的速度与甲相向运动 如图所示 则 A 甲 乙两物块在弹簧压缩过程中 由于弹力作用 动量不守恒 B 当两物块相距最近时 甲物块的速度为零 C 当甲物块的速度为 1m s 时 乙物块的速率可能为 2m s 也可能为 0 D 甲物块的速率可达到 5m s 5 如图所示 质量为m的物块 在与水平方向成 角的恒力F作用下 沿光滑水平 面运动 物块通过A点和B点的速度分别是vA和vB 物块由A运动到B的过程中 力F对 物块做的功W和力F对物块的冲量I分别是 A W mv mv 1 22B 1 22A B W mv mv 1 22B 1 22A C I mvB mvA D I mvB mvA 解析 F与水平方向夹角为 则由动能定理得Fcos sAB mv mv 合外 1 22B 1 22A 力做的功即为F做功 所以W mv mv A 正确 B 错 由动量定理 1 22B 1 22A Fcos t mvB mvA 而F的冲量I F t Fcos t是合外力的冲量 所以 F t Fcos t mvB mvA C 错 D 正确 用心 爱心 专心3 答案 AD 6 物体只在力F作用下运动 力F随时间变化的图象如图所 示 在t 1s 时刻 物体的速度为零 则下列论述正确的是 A 0 3s 内 力F所做的功等于零 冲量也等于零 B 0 4s 内 力F所做的功等于零 冲量也等于零 C 第 1s 内和第 2s 内的速度方向相同 加速度方向相反 D 第 3s 内和第 4s 内的速度方向相反 加速度方向相同 解析 设t 0 时刻物体速度为v0 据动量定理知在 0 3s 内 p 1 1N s 2 1N s 1 1N s 0 故 3s 末物体速度与t 0 时刻的速度大小相等 方向相同 仍为v0 所以 0 3s 内F所做的功等于 0 故 A 正确 同理 可知 B 错误 由 于第 1s 内速度由v0减为 0 第 2s 内从静止开始做加速度方向与第 1s 内加速度方向相反的 加速运动 所以第 1s 内速度方向与第 2s 内必然相同 故 C 正确 由于第 3s 末的速度为 v0 故第 4s 是减速运动 即速度方向不变 加速度方向也不变 故 D 错 答案 AC 7 一质量为m的物体放在光滑水平面上 今以恒力F沿水平方向推该物体 在相同的 时间间隔内 下列说法正确的是 A 物体的位移相等 B 物体动能的变化量相等 C F对物体做的功相等 D 物体动量的变化量相等 解析 物块m在恒力F作用下做匀加速直线运动 在 相同时间间隔t内由动量定理Ft m v p 故 D 项正确 物体的速度 时间图象如右图所示 由图可知相同时间间隔内物体的位移不相等 故 A 项错 由动能定理Fs Ek 由于s不同故 Ek不同 B C 均错 答案 D 8 质量为 1 0kg 的小球从离地面 5 0m 高度处自由落下 与地面碰撞后 反弹的最大 高度为 3 2m 设小球与地面碰撞时间为 0 1s 不计空气阻力 则小球受到地面的平均冲力 为 g取 10m s2 A 190 0N B 180 0N C 200 0N D 60 0N 解析 对小球运动过程分段讨论 第一段 自由落体运动 应用自由落体公式 设小球落地速度为v1 则 v1 10m s 2gh1 第二段 小球与地面碰撞 分析小球受力 重力mg 地面弹力F 即地面对小球的平均 冲力 设反弹速度为v2 则 注意v2方向与v1方向相反 且设向上为正 用心 爱心 专心4 由动量定理得 F mg t mv2 mv1 F mg m v1 v2 t 第三段 小球反弹至最大高度 应用竖直上抛公式 v2 8m s 2gh2 联立 式 可得F 190N 答案 A 9 如图甲所示 一质量为M的木板静止在光滑水平地面上 现有一质量为m的小滑块 以一定的初速度v0从木板的左端开始向木板的右端滑行 滑块和木板的水平速度的大小随 时间变化的情况如图乙所示 根据图象作出如下判断 滑块始终与木板存在相对运动 滑块未能滑出木板 滑块的质量m大于木板的质 量M 在t1时刻滑块从板上滑出 这些判断中正确的是 A B C D 10 2012 唐山质检 在课外活动中 甲 乙两同学站在旱冰场的水平面上 开始时 都是静止的 两人互推后 甲 乙反向做直线运动 甲的速率为 0 1m s 乙的速率为 0 2m s 已知甲的质量为 60kg 乙的质量为 30kg 假设互推的时间为 0 01s 忽略摩擦力 及空气阻力 则下列说法中正确的是 A 甲 乙所受的平均推力均为 600N 方向相反 B 甲 乙所受的平均推力均为 500N 方向相反 C 甲受的平均推力为 600N 乙受的 平均推力为 500N 方向相反 D 甲受的平均推力为 500N 乙受的平均推力为 600N 方向相反 用心 爱心 专心5 解析 以甲为研究对象 根据动量定理Ft m甲v甲 0 可得甲受到的平均推力 为F 600N 据牛顿第三定律可得乙受到的平均推力也为 600N 方向相反 A 正确 答案 A 11 2012 西安八校联考 在光滑的水平面上有A B两个小球沿同一直线向右运动 取向右为正方向 两球的动量分别为 pA 5kg m s pB 7kg m s 如图所示 若两球 发生正碰 则碰后两球动量的增量 pA pB可 能是 A pA 3kg m s pB 3kg m s B pA 3kg m s pB 3kg m s C pA 3kg m s pB 3kg m s D pA 10kg m s pB 10kg m s 解析 碰撞过程既要遵循动量守恒定律 又要满足能量关系E前 E后 A球动量应 减小 B球动量应增加 排除 A C D 违背了能量关系 故 B 正确 答案 B 12 2012 北京东城区质检 水平推力F1和F2分别作 用于水平面上原来静止的等质量的a b两物体上 作用一 段时间后撤去推力 物体将继续运动一段时间停下 两物 体的v t图线如图所示 已知图中的线段AB CD 则 A F1的冲量大于F2的冲量 B F1的冲量等于F2的冲量 C F1的冲量小于F2的冲量 D 两物体受到的摩擦力大小不等 解析 考查动量定理 根据图象AB CD可知两物体在仅受摩擦力作用时的加速度 相同 由于质量也相同 故受到的摩擦力也相同 对全过程应用动量定理可知推力的冲量 与摩擦力的冲量大小相等 而地面对b的摩擦力作用时间较长 故力F2的冲量较大 C 正 确 答案 C 二 实验题 本题共 2 小题 共 18 分 13 在做验证动量守恒定律的实验时应注意的事项 1 入射球的质量必须 被碰球的质量 两球的半径应 2 安装仪器时 应使斜槽末端的切线保持 并使两球的球心 用心 爱心 专心6 且发生 3 入射球每次从 滚下 答案 1 大于 相等 2 水平 等高 正碰 3 同一位置 14 某同学用如图甲所示装置通过半径相同的A B两球的碰撞来验证动量守恒定 律 实验时先使A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下 落到位于水平地面的记录 纸上 留下痕迹 重复上述操作 10 次 得到 10 个落点痕迹 再把B球放在水平槽上靠近 槽末端的地方 让A球仍从位置C由静止开始滚下 和B球碰撞后 A B球分别在记录纸 上留下各自的落点痕迹 重复这种操作 10 次 得到如图乙所示的三个落地处 O点 图乙 中未画出 是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点 米尺的零点与O点对齐 1 观察图乙读出OP 2 已知mA mB 2 5 1 碰撞过程中动量守恒 则由图可以判断出Q是 球 的落地处 P是 球的落地处 3 用题中的字母写出动量守恒定律的表达式 答案 1 20 00cm 2 不发生碰撞时A 碰撞后A 3 mA OQ mA OP mB OR 三 计算题 本题共包括 4 小题 共 54 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和 重要演算步骤 只写出最后答案不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和 单位 15 蹦床 已成为奥运会的比赛项目 质量为m的运动员从床垫正上方h1高处自由 落下 落垫后反弹的高度为h2 设运动员每次与床垫接触时间为t 求在运动员与床垫接 触的时间内运动员对床垫的平均作用力 空气阻力不计 重力加速度为g 用心 爱心 专心7 mv mgh1 mv mgh2 1 22 1 1 22 2 设时间t内 床垫对运动员的平均作用力为F 取向上为正方向 由动量定理得 F mg t mv2 mv1 以上三式联立可得 F mg m r 2gh2 r 2gh1 t 再由牛顿第三定律得 运动员对床垫的作用力为 F F mg 方向竖直向下 m r 2gh2 r 2gh1 t 答案 mg 方向竖直向下 m r 2gh2 r 2gh1 t 16 如图所示 在光滑水平面上放着A B C三个物块 A B C的质量依次是 m 2m 3m 现让A物块以初速度v0向B运动 A B相 碰后不再分开 共同向C运动 它们和C相碰后也不再 分开 ABC共同向右运动 求 1 ABC共同向右运动的速度v的大小 2 A B碰撞过程中的动能损失 Ek 3 AB与C碰撞过程B物块对C物块的冲量大小I 解析 1 以A B C整体为对象 全过程应用动量守恒定律 mv0 m 2m 3m v 得ABC共同向右运动的速度v v0 6 2 设A B碰撞后的速度为v 根据动量守恒有 mv0 m 2m v 动能损失 Ek mv m 2m v 2 1 22 0 1 2 得 Ek mv 1 32 0 3 以C为研究对象 AB与C碰撞过程应用动量定理 B物块对C物块的冲量等于C 物块的动量变化 I 3mv mv0 1 2 答案 1 2 mv 3 mv0 v0 6 1 22 0 1 2 17 如图所示 光滑水平面上放置质量均为M 2kg 的甲 乙两辆小车 两车之间通过 一感应开关相连 当滑块滑过感应开关时 两车自动 分离 甲车上表面光滑 乙车上表面与滑块P之间 用心 爱心 专心8 的动摩擦因数 0 5 一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端 质量为 m 1kg 的滑块P 可视为质点 与弹簧的右端接触但不相连 此时弹簧的弹性势能 Ep 10J 弹簧原长小于甲车长度 整个系统处于静止状态 现剪断细线 求 1 滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小 2 滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车 滑块P在乙车上滑行的距离 g 10m s2 18 北京市海淀一模 如图所示 有一竖直固定在地面的透气圆筒 筒中有一轻弹 簧 其下端固定 上端连接一质量为m的薄滑块 当滑块运动时 圆筒内壁对滑块有阻力 的作用 阻力的大小恒为Ff mg g为重力加速度 在初始位置滑块静止 圆筒内壁对滑 1 2 块的阻力为零 弹簧的长度为l 现有一质量也为m的物体从距地面 2l处自由落下 与滑 块发生碰撞 碰撞时间极短 碰撞后物体与滑块粘在一起向下运动 运动到最低点后又被 弹回向上运动 滑动到刚发生碰撞位置时速度恰好为零 不计空气阻力 求 1 物体与滑块碰撞后共同运动速度的大小 2 碰撞后 在滑块向下运动的最低点的过程中弹簧弹性势能的变化量 解析 1 设物体下落至与薄滑块碰撞前的速度为v0 在此过程中机械能守恒 依据机械能守恒定律有mgl mv