【立体设计】2012高考物理 第14章 章末强化训练 新人教版

1 20122012 高考立体设计物理人教版第高考立体设计物理人教版第 1 14 4 章章 章末强化训练章末强化训练 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 kg m s C W 0 D W 10 8 J 解析 p 0 3 6 6 kg m s 3 6 kg m s 由于前后速度大小不变则 W 0 故 B C 正确 答案 B C 2 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 B 3 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 D 4 如图所示 A B两物体的质量之比mA mB 3 2 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 A A B组成的系统动量守恒 B A 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 C 5 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 2 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 D 6 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 kg m s 运动中两球发生碰撞 碰 撞后 A 球的动量增量为 4 kg m s 则 A 左方是 A 球 碰撞后 A B 两球速度大小之比为 2 5 B 左方是 A 球 碰撞后 A B 两球速度大小之比为 1 10 C 右方是 A 球 碰撞后 A B 两球速度大小之比为 2 5 D 右方是 A 球 碰撞后 A B 两球速度大小之比为 1 10 解析 由两球的动量都是 6 kg m 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 kg m s 即 A 球的动 量为 2 kg m s 由动量守恒定律得 B 球的动量为 10 kg m s 故可得其速度比为 2 5 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 g 10 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 F t3 mv 代入数据可解得 F 280 N 答案 280 N 8 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 2 2 1 mv 2 2 1 mv 2 0 2 1 9 1 mv 0 3 1 v 3 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 0 3 1 v 0 3 1 v 或者 mv0 m 2mv2 解得 v2 0 3 1 v 0 3 2 v 答案 或 0 3 1 v 0 3 2 v 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 k mE2 所以 0 2 k mE 1 2 2 k E m 2 2 2 k m E 解得 代入数据得 Ek2 225 J 0 2 k E 1k E 2k E 该同学的结论有不完善之处 请予以补充 4 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 1 2 2 k E m 2 2 2 k E m 则 0 2 k mE 1 2 2 k E m 2 2 2 k E m 解得 0 2 k E 1k E 2k E 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 mg 4h 2 2 1 A Mv 2 2 1 B mv 所以 v v 2 gh2gh2 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 5 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 当三者达到共同速度时