高考物理试题高考物理第一轮复习试题20 最新.docx

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高考物理试题高考物理第一轮复习试题20最新

第1讲　动量守恒定律及其应用

1.物体的动量变化量的大小为5kg·m/s，这说明（　　）．

A．物体的动量在减小

B．物体的动量在增大

C．物体的动量大小也可能不变

D．物体的动量大小一定变化

解析　动量是矢量，动量变化了5kg·m/s，物体动量的大小可以在增大，也可以在减小，还可能不变．若物体以大小5kg·m/s的动量做匀速圆周运动时，物体的动量大小保持不变，当末动量方向与初动量方向间的夹角为60°时，物体的动量变化量的大小为5kg·m/s.故C正确．

答案　C

2．一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从艇上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v′，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是（　　）．

A．Mv0＝（M－m）v′＋mv

B．Mv0＝（M－m）v′＋m（v＋v0）

C．Mv0＝（M－m）v′＋m（v＋v′）

D．Mv0＝Mv′＋mv

解析　动量守恒定律中的速度都是相对于同一参考系的，题目中所给炮弹的速度v是相对于河岸的，即相对于地面的，所以有：

Mv0＝（M－m）v′＋mv，故选项A正确，其他选项错误．

答案　A

3．如图1所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向

右的初速度v0，则（　　）．

图1

A．小木块和木箱最终都将静止

B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动

C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动

D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动

解析　系统不受外力，系统动量守恒，最终两个物体以相同的速度一起向右运动，B正确．

答案　B

4．一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示．则在子弹打击木块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（　　）

图2

A．动量守恒，机械能守恒

B．动量不守恒，机械能守恒

C．动量守恒，机械能不守恒

D．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瞬间有部分机械能转化为内能（发热），所以系统的机械能不守恒．故C选项正确．A、B、D错误．

答案：

C

5．a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的st图象如图3所示．若a球的质量ma＝1kg，则b球的质量mb等于多少？

图3

解析　由图知va＝4m/s，va′＝－1m/s，vb＝0，vb′＝2m/s，

根据动量守恒定律有mava＝mava′＋mbvb′，

解得mb＝2.5kg.

答案　2.5kg

6．光滑水平面有两个物块A、B在同一直线上相向运动，A的速度为4m/s，质量为2kg，B的速度为2m/s，二者碰后粘在一起沿A原来的方向运动，且速度大小变为1m/s.

求：

（1）B的质量；

（2）这一过程产生的内能．

解析　

（1）设A、B两物块的质量分别为mA、mB，碰前速度为vA、vB，碰后共同速度为v，以A物块的运动方向为正方向，由碰撞过程动量守恒有：

mAvA－mBvB＝（mA＋mB）v，

则mB＝mA＝×2kg＝2kg.

（2）碰撞过程产生的内能为Q＝ΔEk＝mAv＋mBv－（mA＋mB）v2＝×2×42J＋×2×22J－×（2＋2）×12J＝18J.

答案　

（1）2kg　

（2）18J

7．如图5所示，质量m1＝0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝1.5m，现有质量m2＝0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0从左端滑上小车．物块与小车上表面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10m/s2.要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过多少？

图5

解析　要使物块恰好不从小车上滑出，需满足物块到小车右端时与小车有共同的速度v，则m2v0＝（m1＋m2）v，

由功能关系有m2v＝（m1＋m2）v2＋μm2gL，

代入数据解得v0＝5m/s，

故要使物块不从小车右端滑出，

物块滑上小车的速度v0不能超过5m/s.

答案　5m/s

8．质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间．如图6所示．现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N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，系统损失的动能为（　　）

图6

A.mv2B.v2

C.NμmgLD．NμmgL

解析小物块与箱子作用过程中满足动量守恒，小物块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v1，mv＝（m＋M）v1，系统损失动能ΔEk＝mv2－（M＋m）v＝，A错误、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系统产生的热量，即ΔEk＝Q＝NμmgL，C错误，D正确．

答案BD

9．气垫导轨上有A、B两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块间用绳子连接（如图7甲所示），绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，图乙为它们运动过程的频闪照片，频闪的频率为10Hz，由图可知：

图7

（1）A、B离开弹簧后，应该做________运动，已知滑块A、B的质量分别为200g、300g，根据照片记录的信息，从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是____________________________．

（2）若不计此失误，分开后，A的动量大小为________kg·m/s，B的动量的大小为________kg·m/s，本实验中得出“在实验误差允许范围内，两滑块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是________________________________________．

解析　

（1）A、B离开弹簧后因水平方向不再受外力作用，所以均做匀速直线运动，在离开弹簧前A、B均做加速运动，A、B两滑块的第一个间隔应该比后面匀速时相邻间隔的长度小．

（2）周期T＝＝0.1s，v＝，由题图知A、B匀速时速度分别为vA＝0.18m/s，vB＝0.18m/s，分开后A、B的动量大小均为p＝0.018kg·m/s，方向相反，满足动量守恒，系统的总动量为0.

答案　

（1）匀速直线　A、B两滑块的第一个间隔

（2）0.018　0.018　A、B两滑块作用前后总动量相等，均为0

10．如图8所示，一辆质量M＝3kg的小车A静止在光滑的水平面上，小车上有一质量m＝1kg的光滑小球B，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为Ep＝6J，小球与小车右壁距离为L，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：

图8

（1）小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小；

（2）在整个过程中，小车移动的距离．

解析　

（1）水平面光滑，由小车、弹簧和小球组成的系统在从弹簧解锁到小球脱离弹簧的过程中，满足动量守恒和能量守恒，即：

mv1－Mv2＝0，

mv＋Mv＝Ep，

联立两式并代入数据解得：

v1＝3m/s，v2＝1m/s.

（2）在整个过程中，系统动量守恒，所以有m＝M，x1＋x2＝L，

解得：

x2＝.

答案　

（1）3m/s　1m/s　

（2）

11．如图9所示，甲车质量为2kg，静止在光滑水平面上，其顶部上表面光滑，右端放一个质量为1kg的小物块，乙车质量为4kg，以5m/s的速度向左运动，与甲车碰撞后甲车获得6m/s的速度，物块滑到乙车上，若乙车足够长，其顶部上表面与物块间的动摩擦因数为0.2（g取10m/s2），则

图9

（1）物块在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止；

（2）物块最终距离乙车左端多大距离．

解析　

（1）对甲、乙碰撞，动量守恒，m乙v0＝m甲v1＋m乙v2，解得v2＝2m/s.

物块滑向乙车，物块和乙车组成的系统，由动量守恒定律，m乙v2＝（m＋m乙）v，解得v＝1.6m/s.

物块在滑动摩擦力作用下向左匀加速运动，加速度a＝μg＝2m/s2.

物块在乙车上滑动时间，

t＝＝0.8s.

（2）由动能定理，

μmgs＝m乙，v－（m＋m乙）v2

解得s＝0.8m，

即物块最终距离乙车左端0.8m.

答案　

（1）0.8s　

（2）0.8m

12．如图10所示，固定的光滑圆弧面与质量为6kg的小车C的上表面平滑相接，在圆弧面上有一个质量为2kg的滑块A，在小车C的左端有一个质量为2kg的滑块B，滑块A与B均可看做质点．现使滑块A从距小车的上表面高h＝1.25m处由静止下滑，与B碰撞后瞬间粘合在一起共同运动，最终没有从小车C上滑出．已知滑块A、B与小车C的动摩擦因数均为μ＝0.5，小车C与水平地面的摩擦忽略不计，取g＝10m/s2.求：

图10

（1）滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度的大小；

（2）小车C上表面的最短长度．

解析　

（1）设滑块A滑到圆弧末端时的速度大小为v1，由机械能守恒定律有：

mAgh＝mAv，①

代入数据解得v1＝＝5m/s.②

设A、B碰后瞬间的共同速度为v2，滑块A与B碰撞瞬间与车C无关，滑块A与B组成的系统动量守恒，

mAv1＝（mA＋mB）v2，③

代入数据解得v2＝2.5m/s.④

（2）设小车C的最短长度为L，滑块A与B最终没有从小车C上滑出，三者最终速度相同设为v3，

根据动量守恒定律有：

（mA＋mB）v2＝（mA＋mB＋mC）v3⑤

根据能量守恒定律有：

μ（mA＋mB）gL＝（mA＋mB）v－（mA＋mB＋mC）v⑥

联立⑤⑥式代入数据解得L＝0.375m．⑦

答案　

（1）2.5m/s　

（2）0.375m