2019-2020年高考物理真題分類匯編 動量專題（含解析）.doc

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2019-2020年高考物理真題分類匯編 動量專題（含解析） (xx新課標I-35（2）).【物理—選修3-5】（10分）如圖，在足夠長的光滑水平面上，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，三者都處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)使A以某一速度向右運動，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】動量、動量守恒定律及其應(yīng)用；彈性碰撞和非彈性碰撞；機械能守恒定律及其應(yīng)用 【解析】A向右運動與C發(fā)生第一次碰撞，碰撞過程中，系統(tǒng)的卻是守恒、機械能守恒，設(shè)速度方向向右為正，開始時A的速度為v0 ,第一次碰撞后C的速度為vc ,A的速度為vA1 ,由動量守恒定律和機械能守恒得： 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碰前的速度向右運動，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反向運動與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動；經(jīng)過一段時間后，從光滑路段進入粗糙路段。兩者的位置x隨時間t變化的圖像如圖所示。求： （?。┗瑝Ka、b的質(zhì)量之比； （ⅱ）整個運動過程中，兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機械能之比。 【答案】（1）；（2） 考點：動量守恒定律；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人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為（可視為自由落體運動）.此后經(jīng)歷時間安全帶達到最大伸長，若在此過程中該作用力始終豎直向上，則該段時間安全帶對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高度為自由落體運動，由運動學(xué)公式，可知；緩沖過程（取向上為正）由動量定理得，解得：，故選A。 考點：本題考查運動學(xué)公式、動量定理。 【xx山東-39（2）】如圖，三個質(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。現(xiàn)給滑塊A向右的初速度v0，一段時間后A與B發(fā)生碰撞，碰后AB分別以、的速度向右運動，B再與C發(fā)生碰撞，碰后B、C粘在一起向右運動。滑塊A、B與軌道間的動摩擦因數(shù)為同一恒定值。兩次碰撞時間極短。求B、C碰后瞬間共同速度的大小。 【答案】 考點：動量守恒定律；動能定理. 【xx廣東-16】16、在同一勻強磁場中，a粒子（）和質(zhì)子（）做勻速圓周運動，若它們的動量大小相等，則a粒子和質(zhì)子 A、運動半徑之比是2:1 B、運動周期之比是2:1 C、運動速度大小之比是4:1 D. 受到的洛倫茲力之比是2:1 【答案】B 【考點】動量；洛倫茲力的公式；帶電粒子在勻強磁場中的運動 【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 ，由于動量相同，故速度之比為1 ：4，選項C錯誤；在同一勻強磁場B中，帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑r = ，得兩者的運動半徑之比為1 ：2，選項A錯誤；帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期T = ，得周期之比為2 ：1，選項B正確；由帶電粒子在勻強磁場中受到的洛倫茲力f = qvB，得受到的洛倫茲力之比為1 ：2，選項D錯誤。 【xx廣東-36】36．(18分)如圖18所示，一條帶有圓軌道的長軌道水平固定，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，碰后粘在一起運動，P點左側(cè)軌道光滑，右側(cè)軌道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段長度都為L＝0.1m，物塊與各粗糙段間的動摩擦因數(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，碰撞時間極短)。 (1)求A滑過Q點時的速度大小v和受到的彈力大小F； (2)碰后AB最終停止在第k個粗糙段上，求k的數(shù)值； (3)碰后AB滑至第n個(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】功能關(guān)系、機械能守恒定律及其應(yīng)用；動量守恒定律及其應(yīng)用；勻速圓周運動的向心力 【解析】(1)由機械能守恒定律得：mv02 = mg(2R) + mv2 得：A滑過Q點時的速度v = 4m/s 在Q點，由牛頓第二定律和向心力公式有： F + mg = 解得：A滑過Q點時受到的彈力 F = 22N （2）AB碰撞前A的速度為vA , 由機械能守恒定律有： mv02 = mvA2 得：vA = v0 = 6m/s AB碰撞后以共同的速度vp前進，由動量守恒定律得： mvA = (m + m)vp 得：vp = 3m/s 總動能Ek = (m + m)vp2 = 9J 滑塊每經(jīng)過一段粗糙段損失的機械能ΔE = fL = μ(m + m)gL = 0.2J 則： k = = 45 (3)AB滑到第n個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段是長為L的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B點，一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點靜止開始沿軌道滑下，重力加速度為g。 （1）若固定小車，求滑塊運動過程中對小車的最大壓力； （2）若不固定小車，滑塊仍從A點由靜止下滑，然后滑入BC軌道，最后從C點滑出小車，已知滑塊質(zhì)量,在任一時刻滑塊相對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間的動摩擦因數(shù)為μ，求： ① 滑塊運動過程中，小車的最大速度vm； ② 滑塊從B到C運動過程中，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，滑塊運動到B點時對小車的壓力最大 從A到B，根據(jù)動能定理： 在B點： 聯(lián)立解得：FN=3mg，根據(jù)牛頓第三定律得，滑塊對小車的最大壓力為3mg （2）①若不固定小車， 滑塊到達B點時，小車的速度最大 根據(jù)動量守恒可得： 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】． 實驗觀察到，靜止在勻強磁場中 A 點的原子核發(fā)生β衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，運動方向和軌跡示意如圖。則（ ） A.軌跡 1 是電子的，磁場方向垂直紙面向外 B.軌跡 2 是電子的，磁場方向垂直紙面向外 C.軌跡 1 是新核的，磁場方向垂直紙面向里 D.軌跡 2 是新核的，磁場方向垂直紙面向里 【答案】D 【難度】★★ 【考點】β衰變，動量守恒，帶電粒子在磁場中的圓周運動 【解析】由動量守恒可知，原子核靜止在磁場中，發(fā)生β衰變后的新核與電子的動量大小相等，方向相反。由 ，得，粒子運動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，磁場方向垂直紙面向里。 【xx北京-18】． “蹦極”運動中，長彈性繩的一端固定，另一端綁在人身上，人從幾十米高處跳下。將蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運動。從繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點的過程中，下列分析正確的是（ ） A.繩對人的沖量始終向上，人的動量先增大后減小 B.繩對人的拉力始終做負功，人的動能一直減小 C.繩恰好伸直時，繩的彈性勢能為零，人的動能最大 D.人在最低點時，繩對人的拉力等于人所受的重力 【答案】A 【難度】★★ 【考點】牛頓運動定律，動量定理，功能關(guān)系 【解析】從繩恰好伸直到人運動到最低點的過程中，繩對人的拉力始終向上，故沖量始終向上。此過程中人先加速再減速，當拉力等于重力時，速度最大，則動量先增大后減小，A 正確，B、C 錯誤，在最低點時，人的加速度向上，拉力大于重力，D 錯誤。 【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，距離A點5 m的位置B處是一面墻，如圖所示。長物塊以vo=9 m/s的初速度從A點沿AB方向運動，在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7 m/s，碰后以6 m/s的速度把向運動直至靜止。g取10 m/s2。 （1）求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)； （2）若碰撞時間為0.05s，求碰撞過程中墻面對物塊平均作用力的大小F； （3）求物物塊在反向運動過程中克服摩擦力所做的功W。 【答案】（1） （2） （3） 考點：本題考查動能定理、動量定理、做功等知識。 【xx海南-17】（2）運動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，粒子的速度遠小于光速。求反應(yīng)后與反應(yīng)前的總動能之差以及粒子的動能。 【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)過程中三個粒子組成的系統(tǒng)動量守恒，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球向左運動與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、后兩球總動能之比為 。 【答案】4 ：1 9 ：5