2019-2020年高考物理真題分類匯編 動(dòng)量專題(含解析).doc
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2019-2020年高考物理真題分類匯編 動(dòng)量專題(含解析) (xx新課標(biāo)I-35(2)).【物理—選修3-5】(10分)如圖,在足夠長(zhǎng)的光滑水平面上,物體A、B、C位于同一直線上,A位于B、C之間。A的質(zhì)量為m,B、C的質(zhì)量都為M,三者都處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)使A以某一速度向右運(yùn)動(dòng),求m和M之間滿足什么條件才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞。設(shè)物體間的碰撞都是彈性的。 【答案】 ( – 2)M m < M 【考點(diǎn)】動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用;彈性碰撞和非彈性碰撞;機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用 【解析】A向右運(yùn)動(dòng)與C發(fā)生第一次碰撞,碰撞過程中,系統(tǒng)的卻是守恒、機(jī)械能守恒,設(shè)速度方向向右為正,開始時(shí)A的速度為v0 ,第一次碰撞后C的速度為vc ,A的速度為vA1 ,由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒得: mv0 = mvA1 + Mvc1 (2分) mv02 = mvA12 + MvC12 (2分) 聯(lián)立式得:vA1 = v0 (1分) VC1 = v0 (1分) 如果m>M ,第一次碰撞后,A與C 速度同向,且A的速度小于C的速度,不可能與B發(fā)生碰撞;如果m = M ,第一次碰撞后,A停止,C以A碰前的速度向右運(yùn)動(dòng),A不可能與B發(fā)生碰撞,所以只需要考慮m < M的情況。 第一次碰撞后,A反向運(yùn)動(dòng)與B發(fā)生碰撞,設(shè)與B發(fā)生碰撞后,A的速度為vA2 ,B的速度為vB1 ,同樣有: vA2 = vA1 = ()2v0 (1分) 根據(jù)題意,要求A只與B、C各發(fā)生一次碰撞,應(yīng)有:vA2 vC1 (1分) 聯(lián)立式得:m2 + 4mM – M2 0 (1分) 解得: m ( – 2)M (1分) 另一解m -(+ 2)M舍去,所以m和M應(yīng)滿足的條件為: ( – 2)M m < M (1分) 【xx新課標(biāo)II-35】(2)(10分)滑塊a、b沿水平面上同一條直線發(fā)生碰撞;碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動(dòng);經(jīng)過一段時(shí)間后,從光滑路段進(jìn)入粗糙路段。兩者的位置x隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示。求: (?。┗瑝Ka、b的質(zhì)量之比; (ⅱ)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比。 【答案】(1);(2) 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律;能量守恒定律 【xx重慶-3】. 高空作業(yè)須系安全帶.如果質(zhì)量為的高空作業(yè)人員不慎跌落,從開始跌落到安全帶對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為(可視為自由落體運(yùn)動(dòng)).此后經(jīng)歷時(shí)間安全帶達(dá)到最大伸長(zhǎng),若在此過程中該作用力始終豎直向上,則該段時(shí)間安全帶對(duì)人的平均作用力大小為 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 試題分析:人下落h高度為自由落體運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,可知;緩沖過程(取向上為正)由動(dòng)量定理得,解得:,故選A。 考點(diǎn):本題考查運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)量定理。 【xx山東-39(2)】如圖,三個(gè)質(zhì)量相同的滑塊A、B、C,間隔相等地靜置于同一水平軌道上?,F(xiàn)給滑塊A向右的初速度v0,一段時(shí)間后A與B發(fā)生碰撞,碰后AB分別以、的速度向右運(yùn)動(dòng),B再與C發(fā)生碰撞,碰后B、C粘在一起向右運(yùn)動(dòng)。滑塊A、B與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為同一恒定值。兩次碰撞時(shí)間極短。求B、C碰后瞬間共同速度的大小。 【答案】 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律;動(dòng)能定理. 【xx廣東-16】16、在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,a粒子()和質(zhì)子()做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若它們的動(dòng)量大小相等,則a粒子和質(zhì)子 A、運(yùn)動(dòng)半徑之比是2:1 B、運(yùn)動(dòng)周期之比是2:1 C、運(yùn)動(dòng)速度大小之比是4:1 D. 受到的洛倫茲力之比是2:1 【答案】B 【考點(diǎn)】動(dòng)量;洛倫茲力的公式;帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【解析】a粒子和質(zhì)子質(zhì)量之比為4 :1,電荷量之比為2 :1 ,由于動(dòng)量相同,故速度之比為1 :4,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r = ,得兩者的運(yùn)動(dòng)半徑之比為1 :2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T = ,得周期之比為2 :1,選項(xiàng)B正確;由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力f = qvB,得受到的洛倫茲力之比為1 :2,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【xx廣東-36】36.(18分)如圖18所示,一條帶有圓軌道的長(zhǎng)軌道水平固定,圓軌道豎直,底端分別與兩側(cè)的直軌道相切,半徑R=0.5m,物塊A以v0=6m/s的速度滑入圓軌道,滑過最高點(diǎn)Q,再沿圓軌道滑出后,與直軌道上P處靜止的物塊B碰撞,碰后粘在一起運(yùn)動(dòng),P點(diǎn)左側(cè)軌道光滑,右側(cè)軌道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段長(zhǎng)度都為L(zhǎng)=0.1m,物塊與各粗糙段間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ=0.1,A、B的質(zhì)量均為m=1kg(重力加速度g取10m/s2;A、B視為質(zhì)點(diǎn),碰撞時(shí)間極短)。 (1)求A滑過Q點(diǎn)時(shí)的速度大小v和受到的彈力大小F; (2)碰后AB最終停止在第k個(gè)粗糙段上,求k的數(shù)值; (3)碰后AB滑至第n個(gè)(n<k)光滑段上的速度vn與n的關(guān)系式。 【答案】(1)F = 22N (2) k = 45 (3) vn = m/s (且n < k ) 【考點(diǎn)】功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用;動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用;勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 【解析】(1)由機(jī)械能守恒定律得:mv02 = mg(2R) + mv2 得:A滑過Q點(diǎn)時(shí)的速度v = 4m/s 在Q點(diǎn),由牛頓第二定律和向心力公式有: F + mg = 解得:A滑過Q點(diǎn)時(shí)受到的彈力 F = 22N (2)AB碰撞前A的速度為vA , 由機(jī)械能守恒定律有: mv02 = mvA2 得:vA = v0 = 6m/s AB碰撞后以共同的速度vp前進(jìn),由動(dòng)量守恒定律得: mvA = (m + m)vp 得:vp = 3m/s 總動(dòng)能Ek = (m + m)vp2 = 9J 滑塊每經(jīng)過一段粗糙段損失的機(jī)械能ΔE = fL = μ(m + m)gL = 0.2J 則: k = = 45 (3)AB滑到第n個(gè)光滑段上損失的能量E損 = nΔE = 0.2n J 由能量守恒得:(m + m)vp2 - (m + m)vn2 = nΔE 帶入數(shù)據(jù)解得:vn = m/s ,(n < k) 【xx福建-21】21. (19分)如圖,質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上,小車AB段是半徑為R的四分之一圓弧光滑軌道,BC段是長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平粗糙軌道,兩段軌道相切于B點(diǎn),一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點(diǎn)靜止開始沿軌道滑下,重力加速度為g。 (1)若固定小車,求滑塊運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)小車的最大壓力; (2)若不固定小車,滑塊仍從A點(diǎn)由靜止下滑,然后滑入BC軌道,最后從C點(diǎn)滑出小車,已知滑塊質(zhì)量,在任一時(shí)刻滑塊相對(duì)地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍,滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,求: ① 滑塊運(yùn)動(dòng)過程中,小車的最大速度vm; ② 滑塊從B到C運(yùn)動(dòng)過程中,小車的位移大小s。 【答案】:(1)3mg (2)①②s=L/3 【解析】 試題分析:(1)由圖知,滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)小車的壓力最大 從A到B,根據(jù)動(dòng)能定理: 在B點(diǎn): 聯(lián)立解得:FN=3mg,根據(jù)牛頓第三定律得,滑塊對(duì)小車的最大壓力為3mg (2)①若不固定小車, 滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí),小車的速度最大 根據(jù)動(dòng)量守恒可得: 從A到B,根據(jù)能量守恒: 聯(lián)立解得: ②設(shè)滑塊到C處時(shí)小車的速度為v,則滑塊的速度為2v,根據(jù)能量守恒: 解得: 小車的加速度: 根據(jù) 解得:s=L/3 【xx北京-17】. 實(shí)驗(yàn)觀察到,靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 A 點(diǎn)的原子核發(fā)生β衰變,衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向和軌跡示意如圖。則( ) A.軌跡 1 是電子的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 B.軌跡 2 是電子的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 C.軌跡 1 是新核的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 D.軌跡 2 是新核的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 【答案】D 【難度】★★ 【考點(diǎn)】β衰變,動(dòng)量守恒,帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng) 【解析】由動(dòng)量守恒可知,原子核靜止在磁場(chǎng)中,發(fā)生β衰變后的新核與電子的動(dòng)量大小相等,方向相反。由 ,得,粒子運(yùn)動(dòng)的半徑與電荷量成反比。新核帶電量大于電子,因此 R 較小,知軌跡 2 為新核軌跡,由左手定則可知,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。 【xx北京-18】. “蹦極”運(yùn)動(dòng)中,長(zhǎng)彈性繩的一端固定,另一端綁在人身上,人從幾十米高處跳下。將蹦極過程簡(jiǎn)化為人沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)。從繩恰好伸直,到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中,下列分析正確的是( ) A.繩對(duì)人的沖量始終向上,人的動(dòng)量先增大后減小 B.繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功,人的動(dòng)能一直減小 C.繩恰好伸直時(shí),繩的彈性勢(shì)能為零,人的動(dòng)能最大 D.人在最低點(diǎn)時(shí),繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力 【答案】A 【難度】★★ 【考點(diǎn)】牛頓運(yùn)動(dòng)定律,動(dòng)量定理,功能關(guān)系 【解析】從繩恰好伸直到人運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中,繩對(duì)人的拉力始終向上,故沖量始終向上。此過程中人先加速再減速,當(dāng)拉力等于重力時(shí),速度最大,則動(dòng)量先增大后減小,A 正確,B、C 錯(cuò)誤,在最低點(diǎn)時(shí),人的加速度向上,拉力大于重力,D 錯(cuò)誤。 【xx安徽-22】.(14分) 一質(zhì)量為0.5 kg的小物塊放在水平地面上的A點(diǎn),距離A點(diǎn)5 m的位置B處是一面墻,如圖所示。長(zhǎng)物塊以vo=9 m/s的初速度從A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動(dòng),在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7 m/s,碰后以6 m/s的速度把向運(yùn)動(dòng)直至靜止。g取10 m/s2。 (1)求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù); (2)若碰撞時(shí)間為0.05s,求碰撞過程中墻面對(duì)物塊平均作用力的大小F; (3)求物物塊在反向運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力所做的功W。 【答案】(1) (2) (3) 考點(diǎn):本題考查動(dòng)能定理、動(dòng)量定理、做功等知識(shí)。 【xx海南-17】(2)運(yùn)動(dòng)的原子核放出粒子后變成靜止的原子核Y。已知X、Y和粒子的質(zhì)量分別是M、和,真空中的光速為c,粒子的速度遠(yuǎn)小于光速。求反應(yīng)后與反應(yīng)前的總動(dòng)能之差以及粒子的動(dòng)能。 【答案】, 【解析】反應(yīng)后由于存在質(zhì)量虧損,所以反應(yīng)前后總動(dòng)能之差等于質(zhì)量虧損而釋放出的能量, 故根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可得 ① 反應(yīng)過程中三個(gè)粒子組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,故有,② 聯(lián)立①②可得 【xx天津-9】9.(18分) (I)如圖所示,在光滑水平面的左側(cè)固定一豎直擋板,A球在水平面上靜止放置.B球向左運(yùn)動(dòng)與A球發(fā)生正碰,B球碰撞前、后的速率之比為3:1,A球垂直撞向擋板,碰后原速率返回。兩球剛好不發(fā)生第二次碰撞。A、B兩球的質(zhì)量之比為 ,A、B碰撞前、后兩球總動(dòng)能之比為 。 【答案】4 :1 9 :5- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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