高考模拟试题分类及详解六动量.docx

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高考模拟试题分类及详解六动量

2019-2020年高考模拟试题分类及详解六、动量

互动：

本考点是高考的必考内容，题型全面，选择题主要考查动量的矢量性，辨析“动量和动能”、“冲量与功”的基本概念；常设置一个瞬间碰撞的情景，用动量定理求变力的冲量；或求出平均力；或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值；计算题主要考查综合运用牛顿定律、能量守恒、动量守恒解题的能力；一般计算题具有过程错综复杂，图景“扑朔迷离”、条件隐晦难辨,知识覆盖广的特点,经常是高考的压轴题.

本考点仍是2009的高考的重和热点，可能以选择题的形式出现，考查动量的矢量性，辨析“动量和动能”、“冲量与功”的基本概念；也可能常设置一个瞬间碰撞的情景，用动量定理求变力的冲量；或求出平均力；或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值；计算题的命题多与其他知识（如牛顿运动定律、功能关系、电场、磁场和原子物理等）交叉综合，也常与生产、生活、科技内容（如碰撞、爆炸、反冲等）相结合，这类问题一般过程复杂、难度大、能力要求高，经常是高考的压轴题．

M

1.（（广东省2009届新洲中学高三摸底考试试卷．物理．15）如图11所示，质量为M=400g的铁板固定在一根轻弹簧上方，铁板的上表面保持水平．弹簧的下端固定在水平面上，系统处于静止状态．在铁板中心的正上方有一个质量为m=100g的木块，从离铁板上表面高h=80cm处自由下落．木块撞到铁板上以后不再离开，两者一起开始做往复运动．木块撞到铁板上以后，共同下降l1=2.0cm的时刻，它们的共同速度第一次达到最大值．又

继续下降了l2=8.0cm后，它们的共同速度第一次减小为零．空气阻力忽

略不计，弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度取g=10m/s2．求：

（1）弹簧的劲度系数k．

（2）从木块和铁板共同开始向下运动到它们的共同速度第一

次减小到零的过程中，弹簧的弹性势能增加了多少？

图11

2．（山东青岛市高三第一次质检卷．物理．31）如图12所示，物体A、B的质量分别是，用轻弹簧相连结放在光滑的水平面上，物体B左侧与竖直墙相接触。

另有一个物体C从t=0时刻起以一定的速度向左运动，在t=0.5s时刻与物体A相碰，碰后立即与A粘在一起不再分开。

物体C的v–t图象如图13所示。

试求：

①物块C的质量m3；

②在5.0s到15s的时间内物块A的动量变化的大小和方向。

图12图13

3．（江苏苏州市高三五校联考卷．物理．17）如图14所示，质量M＝0.40㎏的靶盒A位于光滑水平导轨上，开始时静止在O点，在O点右侧有范围很广的“相互作用区域”，如图中的虚线区域。

当靶盒A进入相互作用区域时便有向左的水平恒力F＝20N作用。

在P处有一固定的发射器B，它可根据需要瞄准靶盒每次发射一颗水

平速度V0＝50m/s、质量ｍ＝0.10㎏的子弹，当子弹打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短。

若每当靶盒A停在或到达O点时，就有一颗子弹进入靶盒A内，求：

（1）当第一颗子弹进入靶盒A后，靶盒A离开O点的最大距离。

图14

（2）当第三颗子弹进入靶盒A后，靶盒A从离开O点到又回到O点所经历的时间

（3）当第100颗子弹进入靶盒时，靶盒已经在相互作用区中运动的时间和。

4．（辽宁省锦州市2009届高三期末试卷．物理．13）如图15所示，质量均为2m的完全相同的长木板A、B并排放置在光滑水平面上静止．一个质量为m的铁块C

图15

以水平速度v0=1.8m/s从左端滑到A木板的上表面，并最终停留在长木板B上．已知B、C最终的共同速度为v=0.4m/s．求：

⑴A木板的最终速度v1．

⑵铁块C刚离开长木板A时刻的瞬时速度v2．

5．（广东中山龙山中学2009届高三第二次月考试卷．物理．18）如图16所示，EF为水平地面，O点左侧是粗糙的、右侧是光滑的。

一轻质弹簧右端与墙壁固定，左端与静止在O点质量为m的小物块A连结，弹簧处于原长状态。

质量为m的物块B在大小为F的水平恒力的作用下由C处从静止开始向左运动，已知物块B与地面EO段间的滑动摩擦力大小为，物块B运动到O点与物块A相碰并一起向右运动（设碰撞时间极短），运动到D点时撤去外力F。

已知CO=4S，OD=S。

求撤去外力后：

图16

（1）弹簧的最大弹性势能

（2）物块B最终离O点的距离。

6．（湖南长郡中学2009届高三第二次月考试题．物理．18）如图17所示，P是固定的竖直挡板，A是置于光滑水平面上的平板小车（小车表面略低于档板下端），B是放在小车最左端表面上的小物块.开始时，物块随小车一起以相同的水平速度向左运动，接着物块与挡板发生了第一次碰撞，碰后物块相对于车静止时的位置离小车最左端的距离等于车长的.此后物块又与挡板发生了多次碰撞，最后物块恰未从小车上滑落.若物体与小车表面间的动摩擦因数是个定值，物块与挡板发生碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短，图17

试确定小车与物块的质量关系.

7．（湖南省长沙市一中高三第二次月考卷．物理．14）如图18所示，光滑水平面上，轻弹簧两端分别拴住质量均为m的小物块A和B，B物块靠着竖直墙壁。

今用水平外力缓慢推A，使A、B间弹簧压缩，当压缩到弹簧的弹性势能为E时撤去此水平外力，让A和B在水平面上运动．求：

（1）当B离开墙壁时，A物块的速度大小；

（2）当弹簧达到最大长度时A、B的速度大小；（3）当B离开墙壁以后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值．

F

8．（山东省莱阳一中2009届高三上学期学段检测．物理．15）某兴趣小组设计了一种测量子弹射出枪口时速度大小的方法.在离地面高度为h的光滑水平桌面上放置一木块，将枪口靠近木块水平射击，子弹嵌入木块后与木块一起水平飞出，落地点与桌边缘的水平距离是s1；然后将木块重新放回原位置，再打一枪，子弹与木块的落地点与桌边的水平距离是s2，求子弹射出枪口时速度的大小.

9．（山东省济南一中高三期中测试卷．物理．15）在赛车场上，为了安全起见，在车道外围一定距离处一般都放有废旧的轮胎组成的围栏。

在一次比较测试中，将废旧轮胎改为由弹簧连接的缓冲器，缓冲器与墙之间用轻绳束缚。

如图19所示，赛车从C处由静止开始运动，牵引力恒为F，到达O点与缓冲器相撞（设相撞时间极短），而后他们一起运动到D点速度变为零，此时发动机恰好熄灭（即牵引力变为零）。

已知赛车与缓冲器的质量均为m，OD相距为S，CO相距4S，赛车运动时所受地面摩擦力大小始终为，缓冲器的底面光滑，可无摩擦滑动，在O点时弹簧无形变。

问：

（1）弹簧的最大弹性势能为多少？

图19

（2）赛车由C点开始运动到被缓冲器弹回后停止运动，赛车克服摩擦力共做了多少？

10．（江苏省江安中学2009届高三年级第三次月考试题．物理．16）如图20所示，一块足够长的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右并排放有序号是1，2，3，…，n的物体，所有物块的质量均为m，与木板间的动摩擦因数都相同，开始时，木板静止不动，第1，2，3，…n号物块的初速度分别是v，2v，3v，…nv，方向都向右，木板的质量与所有物块的总质量相等,最终所有物块与木板以共同速度匀速运动。

设物块之间均无相互碰撞，木板足够长。

试求：

（1）所有物块与木板一起匀速运动的速度v；

nV0

（2）第1号物块与木板刚好相对静止时的速度v；

（3）通过分析与计算说明第k号（k＜n）物块的最小速度v图20

11．（湖南长长沙一中2009届高三第二次月考试卷．物理．18）利用航天飞机，可将物资运送到空间站，也可以维修空间站出现的故障.

（1）若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g.，某次维修作业中，与空间站对接的航天飞机的速度计显示飞机的速度为，则该空间站轨道半径为多大？

（2）为完成某种空间探测任务，在空间站上发射的探测器通过向后喷气而获得反冲力使

其启动.已知探测器的质量为M，每秒钟喷出的气体质量为m，为了简化问题，设喷射探测器对气体做功的功率恒为P，在不长的时间内探测器的质量变化较小，可以忽略不计.求喷气秒后探测器获得的动能是多少？

答案：

1．【解析】

（1）M静止时，设弹簧压缩量为l0，则Mg＝kl0①

速度最大时，M、m组成的系统加速度为零，则

（M＋m）g－k（l0＋l1）＝0②-

联立①②解得：

k＝50N/m③

［或：

因M初位置和速度最大时都是平衡状态，故mg＝kl1，解得：

k＝50N/m］

（2）m下落h过程中，mgh＝mv02④-

m冲击M过程中，mv0＝（M＋m）v⑤-

所求过程的弹性势能的增加量：

ΔE＝（M＋m）g（l1＋l2）＋（M＋m）v2⑥

联立④⑤⑥解得：

ΔE＝0.66J⑦

（用弹性势能公式计算的结果为ΔE＝0.65J也算正确）

【答案】ΔE＝0.66J

2．【解析】①根据图象可知，物体C与物体A相碰前的速度为：

v1=6m/s

相碰后的速度为：

v2=2m/s根据定量守恒定律得：

…

解得：

m3=2.0kg

②规定向左的方向为正方向，在第5.0s和第15s末物块A的速度分别为：

v2=2m/s，v3=－2m/s所以物块A的动量变化为：

即在5.0s到15s的时间内物块A动量变化的大小为：

16kg·m/s方向向右

【答案】

（1）m3=2.0kg

（2）16kg·m/s方向向右

3．【解析】

（1）设第一颗子弹进入靶盒A后，子弹与靶盒的共内速度为。

　　根据碰撞过程系统动量守恒，有：

　　设A离开O点的最大距离为，由动能定理有：

　　解得：

（2）根据题意，A在的恒力F的作用返回O点时第二颗子弹正好打入，由于A的动量与第二颗子弹动量大小相同，方向相反，故第二颗子弹打入后，A将静止在O点。

设第三颗子弹打入A后，它们的共同速度为，由系统动量守恒得：

　（2分）

　　设A从离开O点到又回到O点所经历的时间为ｔ，取碰后A运动的方向为正方向，由动量定理得：

　解得：

（3）从第

（2）问的计算可以看出，第1、3、5、……（2ｎ＋1）颗子弹打入A后，A运动时间均为　故总时间　　

【答案】

（1）

（2）（3）

4．【解析】对A、B、C整体，从C以v0滑上木块到最终B、C达到共同速度V，

其动量守恒既：

mv0=2mV1+3mv1.8=2V1+3×0.4V1=0.3m/s

对A、B、C整体，从C以v0滑上木块到C以V2刚离开长木板，

此时A、B具有共同的速度V1。

其动量守恒即：

mv0=mV2+4mv1

1.8=V2+4×0.3V2=0.6m/s

【答案】

（1）V1=0.3m/s

（2）V2=0.6m/s

5．【解析】

（1）B与A碰撞前速度由动能定理

得

B与A碰撞，由动量守恒定律

得

碰后到物块A、B运动至速度减为零，弹簧的最大弹性势能

（2）设撤去F后，A、B一起回到O点时的速度为，由机械能守恒得

返回至O点时，A、B开始分离，B在滑动摩擦力作用下向左作匀减速直线运动，设物块B最终离O点最大距离为x

由动能定理得：

【答案】

（1）

（2）

6．【解析】设小车初速度为V0，A与车相互作用摩擦力为f，

第一次碰后A与小车相对静止时速为V1，由动量守恒，

得mAV0－mBV0＝（mA＋mB）V1

由能量守恒，得mAV02＋mBV02＝f·Ｌ+（mA＋mB）V12…图14

多次碰撞后，A停在车右端，系统初动能全部转化为内能，由能量守恒，得

fL＝（mA＋mB）V02…

联系以上三式，解得：

（mA＋mB）2＝4（mA-mB）2＝∴mA＝3mB

【答案】mA＝3mB

7．【解析】

（1）当B离开墙壁时，A的速度为v0，由机械能守恒有

mv02＝E解得v0=

（2）以后运动中，当弹簧弹性势能最大时，弹簧达到最大程度时，A