高考物理-历年高考真题分类汇编2015F单元动量

1、mgkxff 单元动量f1 动量 冲量 动量定理18c2，e2，f12015 北京卷 “蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人 身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动从绳恰好伸直，到人 第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是( )a 绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小b 绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小c 绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大d 人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力18a 解析 弹性绳的弹力为 fkx，当绳子伸直之后，对人进行受力分析可知，amg mg ，当 x0，速度增大；当 x 时，a0，速度减小所以该过程速

2、度先 m k k增大后减小，则动量和动能都是先增大后减小所以选项b、c 不正确弹力方向始终竖直向上，则冲量始终竖直向上所以选项 a 正确人在最低点时，绳对人的拉力大于重力， 所以选项 d 不正确22f1，j2，l22015 北京卷 如图 1-8 所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置， 宽度 l0.4 m，一端连接 r1 的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应 强度 b1 t导体棒 mn 放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好导轨 和导体棒的电阻均可忽略不计在平行于导轨的拉力 f 作用下，导体棒沿导轨向右匀速运 动，速度 v5 m/s，求：(1) 感应电动势 e 和感应

3、电流 i；(2) 在 0.1 s 时间内，拉力的冲量 i 的大小；(3) 若将 mn 换为电阻 r1 的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压 u.图 1-822(1)2 v 2 a (2)0.08 ns (3)1 v解析 (1)由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势eblv10.45 v2 ve 2感应电流 i a2 a.r 1(2)拉力大小等于安培力大小2222fbil120.4 n0.8 n冲量大小 i ft0.80.1 ns0.08 ns.f(3)由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流e 2i a1 arr由欧姆定律可得，导体棒两端电压uir1 v.10f1，e62015 天津卷 某快递公

4、司分拣邮件的水平传输装置示意如图 1-11，皮带在 电动机的带动下保持 v1 m/s 的恒定速度向右运动，现将一质量为 m2 kg 的邮件轻放在 皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数 0.5.设皮带足够长，取 g10 m/s ，在邮件与皮带发 生相对滑动的过程中，求(1) 邮件滑动的时间 t；(2) 邮件对地的位移大小 x；(3) 邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功 w.图 1-1110(1)0.2 s (2)0.1 m (3)2 j解析 (1)设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为 f，则fmg取向右为正方向，对邮件应用动量定理，有ftmv0由式并代入数据得t0.2 s(2)邮

5、件与皮带发生相对滑动的过程中，对邮件应用动能定理，有1fx mv 0由式并代入数据得x0.1 m2(3)邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为 s，则svt摩擦力对皮带做的功wfs由式并代入数据得w2 j32015 重庆卷 f1a3 高空作业须系安全带，如果质量为 m 的高空作业人员不慎跌落， 从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为 h(可视为自由落体运动)，此后经 历时间 t 安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对 人的平均作用力大小为( )m 2gh m 2gha. mg b. mgt tm gh m ghc. mg d. mg

6、t t解析 a 安全带产生作用力前，人自由下落，根据 v 2gh 可求下落距离 h 时的速度，之后由于涉及力和时间的运算，且力非恒力，因此需运用动量定理，即(mgf)t0mv，m 2gh根据以上两式，解得平均作用力 f mg，故选 a.tf2 动量守恒定律17d4，f2，k22015 北京卷 实验观察到，静止在匀强磁场中 a 点的原子核发生 衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图1-2 所示，则( )图 1-2a 轨迹 1 是电子的，磁场方向垂直纸面向外b 轨迹 2 是电子的，磁场方向垂直纸面向外c 轨迹 1 是新核的，磁场方向垂直纸面向里d 轨迹 2 是

7、新核的，磁场方向垂直纸面向里17d 解析 带电粒子在磁场中只受洛伦兹力做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，2r qb 新 新008 400aa8 40b0a abv mv即 qvbm ，则半径 r .衰变过程动量守恒，而 q r ，所以轨迹 1 为电子的轨迹，轨迹 2 是新核的轨迹又由左手定则可以判断，磁场方向垂直于纸面向里所以 选项 d 正确302015 福建卷物理一选修 35 f2 (2)如图 1-13 所示，两滑块 a、b 在光滑水 平面上沿同一直线相向运动，滑块 a 的质量为 m，速度大小为 2v ，方向向右，滑块 b 的质 量为 2m，速度大小为 v ，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后

8、的运动状态是_(填选 项前的字母)图 1-13a a 和 b 都向左运动b a 和 b 都向右运动c a 静止，b 向右运动d a 向左运动，b 向右运动答案 d解析 根据动量守恒定律，碰撞前的总动量为 0，碰撞后的总动量也要为 0，碰撞后要么 a、b 均静止，要么 a、b 朝反方向运动；由于是弹性碰撞，能量不损失，所以碰后a、b 不可能静止，所以 a 只能向左运动、b 只能向右运动392015 山东卷【物理物理 35】f2(2)如图 1-15 所示，三个质量相同的滑块 a、b、c，间隔相等地静置于同一水平直轨1 3道上现给滑块 a 向右的初速度 v ，一段时间后 a 与 b 发生碰撞，碰后

9、a、b 分别以 v 、v0的速度向右运动，b 再与 c 发生碰撞，碰后 b、c 粘在一起向右运动滑块 a、b 与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值两次碰撞时间均极短求 b、c 碰后瞬间共同速度的大小图 1-15答案2116v0解析 设滑块质量为 m，a 与 b 碰撞前 a 的速度为 v ，由题意知，碰后 a 的速度 v 1 3 v ，b 的速度 v v，由动量守恒定律得mv mv mv 设碰撞前 a 克服轨道阻力所做的功为 w ，由功能关系得a2222a0abb222 2bbbb332f22 0 1 21 2m01 1w mv mv 设 b 与 c 碰撞前 b 的速度为 v ，b 克服轨道阻力所做

10、的功为 w ，由功能关系得 1 1w mv mv 据题意可知w w a b设 b、c 碰后瞬间共同速度的大小为 v，由动量守恒定律得mv 2mv联立式，代入数据得v2116v0142015 浙江卷 【自选 35】c2f2(2)一辆质量 m 3.010 kg 的小货车因故障停在车道上，后面一辆质量 m 1 21.510 kg 的轿车来不及刹车，直接撞入货车尾部失去动力相撞后两车一起沿轿车运动 方向滑行了 s6.75 m 停下已知车轮与路面的动摩擦因数0.6，求碰撞前轿车的速度大小(重力加速度 g 取 10 m/s)答案 27 m/s解析 由牛顿运动定律，有fa g6 m/sm m1 2v 2as

11、9 m/s由动量守恒定律，有 m v (m m )vm m解得 v v27 m/s.2f3 动量综合问题352015 全国卷 物理选修 35(2)f3 滑块 a、b 沿水平面上同一条直线发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一 段时间后，从光滑路段进入粗糙路段两者的位置 x 随时间 t 变化的图像如图 1-13 所示求：1 21 231 1 2 2 1 22222 2 21 12 21 2221 2()滑块 a、b 的质量之比；()整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比图 1-13答案 (i)18 (ii)12解析 (i)设 a、b 的质量分别为 m 、m ，a、b

12、碰撞前的速度为 v 、v .由题给图像得v12 m/sv21 m/sa、b 发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块的共同速度为 v.由题给图像得2v m/s由动量守恒定律得m v m v (m m )v联立式得m m 181 2(ii)由能量守恒定律得，两滑块因碰撞而损失的机械能为1 1 1e m v m v (m m )v 由图像可知，两滑块最后停止运动由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做的功为 1w (m m )v 联立式，并代入题给数据得we1235物理选修 352015 全国卷 (2)f3 如图 1-14，在足够长的光滑水平面上，物 体 a、b、c 位于同一直线上，a 位于 b、c 之间a 的

13、质量为 m，b、c 的质量都为 m，三 者都处于静止状态现使 a 以某一速度向右运动，求 m 和 m 之间应满足什么条件，才能使 a 只与 b、c 各发生一次碰撞设物体间的碰撞都是弹性的00c1a10 a1 c12222220a1c10a2b1图 1-1435(1)ek eb解析 在光电效应现象中，入射光子能量为 h，这些能量的一部分用于克服逸出功 w ，0h w多余的能量转化为电子的最大初动能，由动能定理得 eu hw ，整理得 u .图c 0 c e eh线斜率 k ，所以普朗克常量 hek；截距为 b，即 ebw ，所以逸出功 w eb. e 0 0(2)( 52)mmm，第一次碰撞后，

14、a 与 c 速度同向，且 a 的速度小于 c 的速度，不可能与 b发生碰撞；如果 mm，第一次碰撞后，a 停止，c 以 a 碰前的速度向右运动，a 不可能与 b 发生碰撞；所以只需考虑 mm 的情况第一次碰撞后，a 反向运动与 b 发生碰撞设与 b 发生碰撞后，a 的速度为 v ，b 的 速度为 v ，同样有va2mm vmma1mm2 vmm0根据题意，要求 a 只与 b、c 各发生一次碰撞，应有a2 c122vv 联立式得m 4mmm 0解得 m( 52)m另一解 m( 52)m 舍去所以，m 和 m 应满足的条件为( 52)mmm9f3，g3，j102015 天津卷 (1)如图 1-8

15、所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板， a 球在水平面上静止放置，b 球向左运动与 a 球发生正碰，b 球碰撞前、后的速率之比为 31， a 球垂直撞向挡板，碰后原速率返回两球刚好不发生第二次碰撞，a、b 两球的质量之比 为_，a、b 碰撞前、后两球总动能之比为_图 1-8(2)某同学利用单摆测量重力加速度 为 了 使 测 量 误 差 尽 量 小 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 _a 组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球b 组装单摆须选用轻且不易伸长的细线c 实验时须使摆球在同一竖直面内摆动d 摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大如图 1-9 所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m

16、的单摆实验时，由于仅 有量程为 20 cm、精度为 1 mm 的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与 摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期 t ；然后保持悬点位置不1变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点， 并测出单摆的周期 t ；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离 l.用上述测2量结果，写出重力加速度的表达式 g_图 1-9(3)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约 4.5 v，内电阻约 1 )的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：a 电流表：量程 0.6

17、 a，内电阻约 1 b 电流表：量程为 3 a，内电阻约 0.2 c 电压表：量程 3 v，内电阻约 30 k2223a bbam 12b bv（m m ）d 电压表：量程 6 v，内电阻约 60 ke 滑动变阻器：01000 ，额定电流 0.5 af 滑动变阻器：020 ，额定电流 2 a1 为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变 阻器应选用_(均填仪器的字母代号)2 图 1-10 为正确选择仪器后，连好的部分电路为了使测量误差尽可能小，还需在电 路中用导线将 _和_ 相连、 _和_相连、 _和_ 相连(均填仪器上接线柱的字母代号)图 1-10实验时发现电流表坏了，于

18、是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变 阻器，重新连接电路，仍能完成实验实验中读出几组电阻箱的阻值 r 和对应电压表的示 数 u.用图像法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以 _为纵坐标，以_为横坐标4 l9(1)41 95 (2)bc t t1 2(3)a d f ad cg fh 1 1 u r或 u- 或 r(横纵坐标互换亦可) u r r u解析 (1)设碰前 b 球的运动方向为正方向，根据动量守恒定律得m v m v m vb b a a b b1由题意得 v v vm 4解得 ba、b 碰撞前、后两球总动能之比为1m v2 9 .1 1 2

19、 52 a b 3 b(2)组装单摆须选用密度大、半径小的摆球，选用轻且不易伸长的细线，而且摆球要在同一竖直面内摆动，且单摆的振幅要小一点，只有这些条件得到满足时，摆球所受空气阻 力的影响才会比较小，摆球的振动才是简谐运动，所以 b、c 正确设摆球的半径为 r，单摆的周期为 t 时对应的摆线长度为 l ，单摆的周期为 t 时对1 1 2222 22应的摆线长度为 l ，由单摆的周期公式得，t 22 1l r1g，t 22l r，l l g 1 24 ll，联立解得，g .t t1 2(3)若选用 01000 的滑动变阻器，则电路中的电流太小，且移动滑动变阻器滑片时，电压表和电流表的示数要么变化

20、得特别慢，要么变化得特别快，所以滑动变阻器选用 f；电源的电动势为 4.5 v，所以电压表选用 d；若电流表选用 b，则移动滑动变阻器的滑片时， 电流表的指针要么偏转得特别小，要么突然偏转得比较大，所以电流表选用 a.电压表测量路端电压，滑动变阻器接成限流式，电键要控制整个电路u 1 r 1 1 u r 1由闭合电路欧姆定律得 (rr)e，变形得 ，或 ur e，或 rr u er e r u er 1 1 u r ，则可以 为纵坐标， 为横坐标，或以 u 为纵坐标， 为横坐标，或以 为纵坐标，r e u r r u为横坐标12015江南十校高三期末大联考质量分别为 m1 kg 和 m2 kg

21、 的物块 a 和 b 叠放 在光滑水平桌面上，两物块均处于静止状态，从某时刻开始，对物块 b 施加一水平推力 f， 已知推力 f 随时间 t 变化的关系为 f6t(n)，两物块之间的动摩擦因数为 0.2，最大静 摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g 取 10 m/s2，下列结论正确的是( )图 k49 1a两物块刚发生相对运动时的速度为 1 m/s2b从施加推力 f 到两物块刚发生相对运动所需的时间为 s3c 从施加推力 f 到两物块刚发生相对运动两物块的位移为 0.5 md 从施加推力 f 到两物块刚发生相对运动 f 的冲量为 6 ns1a 解析 当 a 所受的静摩擦力达到最大静摩擦力时，a

22、 相对 b 发生滑动，则此时 a 的加速度为 a g2 m/s ，对整体受力分析可知，f(mm)a6 n，则可知从施加推力 f 到两物块发生相对运动所需的时间为 1 s，f 是均匀增加的，故 1 s 内其平均作用力 f3 n， 对整体由动量定理可得，ft(mm)v，解得 v1 m/s，故 a 正确，b 错误；若物块做匀加1速直线运动，则 1 s 内的位移 x vt0.5 m，而物块做的是变加速直线运动，故位移不2是 0.5 m，故 c 错误；由动量定理可知，i(mm)v3 ns，故 d 错误2(多选)2015江西五校高三第二次联考如图 k49 2(a)所示，在光滑平台上，物体 aa1a222a

23、a 0a b 12 2 2以初速度 v 滑到上表面粗糙的水平小车上，车与水平面间的动摩擦因数不计，重力加速度 0为 g，(b)图为物体 a 与小车的 v t 图像，由此可求出( )图 k49 2a 小车上表面的长度b 物体 a 与小车 b 的质量之比c 物体 a 与小车 b 上表面间的动摩擦因数d 小车 b 获得的动能2bc 解析 由图像可知，a、b 最终以共同速度 v 匀速运动，不能确定小车上表面1m v的长度，故 a 错误；由动量守恒定律得，m (v v )m v ，解得 ，故可以确定物0 1 b 1 m v vb 0 11体 a 与小车 b 的质量之比，故 b 正确；由图像可以知道物体

24、a 相对小车 b 的位移 x v t ，0 11 1根据能量守恒定律得m g x m v (m m )v2 2，可以解出动摩擦因数，故 c 正确；由于小车 b 的质量未知，故不能确定小车 b 获得的动能，d 错误32015河北邯郸高三教学质量检测如图 k49 3 所示，将质量分别为 m 1.0 kg 和 m1 22.0 kg 的弹性小球 a、b 用轻绳紧紧捆在一起，使它们发生微小的形变该系统以速度 v00.10 m/s 沿光滑水平面向右做直线运动某时刻轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原 直线运动经过时间 t5.0 s 后，测得两球相距 s4.5 m，求：(1)刚分离时 a、b 两小球的速度 v 、v ；1 2(2)两球分开过程中释放的弹性势能 e .p图 k49 33(1)0.70 m/s 0.20 m/s (2)0.27 j解析 (1)根据题意，以开始时两球运动的方向为正方向，由动量守恒定律得(m m )v m v m v1 2 0 1 1 2 2sv tv t1 2解得 v 0.70 m/s，v 0.20 m/s.1 21 1 1(2)由能量守恒定律得 (m m )v