2012屆高三物理復(fù)習(xí)測(cè)試24動(dòng)量和能量

1、2012版高三物理一輪復(fù)習(xí) 動(dòng)量和能量1.兩個(gè)小球AB,質(zhì)量分別為M=1.5kg和m=0.5kg,兩小球在光滑水平直線軌道上碰撞.兩個(gè)小球碰撞前后的位移時(shí)間圖象如圖所示,由圖象可知( )A.兩小球碰撞前后動(dòng)量不守恒B.兩小球碰撞前后B球的速度方向相同C.兩小球碰撞前后動(dòng)能減小了D.兩小球碰撞前后動(dòng)能不變解析:從圖象中可看出,碰撞前AB球的速度分別是04 m/s,碰撞后的速度分別為2 m/s-2 m/s,選項(xiàng)B錯(cuò).碰撞前的總動(dòng)量為0.54 kg m/s=2 kg m/s,碰撞后的總動(dòng)量為1.52 kg m/s+0.5(-2) kg m/s=2 kg m/s,滿足動(dòng)量守恒定律,選項(xiàng)A錯(cuò).碰撞前的總

2、動(dòng)能為0.542 J=4 J,碰撞后的總動(dòng)能為1.522 J+0.522 J=4 J,動(dòng)能沒有變化,選項(xiàng)C錯(cuò)D對(duì). 答案:D2.質(zhì)量為m的均勻木塊靜止在光滑水平面上,木塊左右兩側(cè)各有一位持有完全相同步槍和子彈的射擊手.首先左側(cè)射手開槍,子彈水平射入木塊的最大深度為d1,然后右側(cè)射手開槍,子彈水平射入木塊的最大深度為d2,如圖所示.設(shè)子彈均未射穿木塊,且兩顆子彈與木塊之間的作用大小均相同.當(dāng)兩顆子彈均相對(duì)于木塊靜止時(shí),下列判斷正確的是( )A.木塊靜止,d1=d2B.木塊靜止,d1d2C.木塊向右運(yùn)動(dòng),d1v乙=所以m乙m甲,所以A錯(cuò).(2)碰后應(yīng)用v甲v乙,所以由動(dòng)量守恒p甲+p乙=p甲+p乙

3、,所以p甲=2 kg m/s所以m乙5m甲,所以D錯(cuò).(3)能量:碰前總動(dòng)能碰后總動(dòng)能所以可得m乙m甲,所以B錯(cuò).正確選項(xiàng)為C. 答案:C4.(廣東汕頭三模)如圖所示,小車的上面是中突的兩個(gè)對(duì)稱的曲面組成,整個(gè)小車的質(zhì)量為m,原來靜止在光滑的水平面上.今有一個(gè)可以看做質(zhì)點(diǎn)的小球,質(zhì)量也為m,以水平速度v從左端滑上小車,恰好到達(dá)小車的最高點(diǎn)后,又從另一個(gè)曲面滑下.關(guān)于這個(gè)過程,下列說法正確的是( )A.小球滑離小車時(shí),小車又回到了原來的位置B.小球在滑上曲面的過程中,對(duì)小車壓力的沖量大小是 C.小球和小車作用前后,小車和小球的速度可能沒有變化D.車上曲面的豎直高度不會(huì)大于解析:小球滑上曲面的過程

4、,小車向右運(yùn)動(dòng),小球滑下時(shí),小車還會(huì)繼續(xù)前進(jìn),故不會(huì)回到原位置,A錯(cuò).由于小球恰好到最高點(diǎn),知道兩者有共同速度,對(duì)于車球組成的系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律列式為mv=2mv,得共同速度v=,小車動(dòng)量的變化為,顯然,這個(gè)增加的動(dòng)量是小球壓力作用的結(jié)果,故B對(duì).對(duì)于C,由于滿足動(dòng)量守恒定律,系統(tǒng)機(jī)械能又沒有增加,所以是可能的,兩曲面光滑時(shí)會(huì)出現(xiàn)這個(gè)情況.由于小球原來的動(dòng)能為,小球到最高點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)能為,所以系統(tǒng)功能減少了如果曲面光滑,則減少的動(dòng)能等于小球增加的重力勢(shì)能,即得顯然,這是最大值,如果曲面粗糙,高度還要小些.答案:BCD5.(湖北八校聯(lián)考)如圖,長為a的輕質(zhì)細(xì)線,一端懸掛在O點(diǎn),另一端接一個(gè)質(zhì)量

5、為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),組成一個(gè)能繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的振子.現(xiàn)有3個(gè)這樣的振子,以相等的間隔b(b2a)在同一豎直面里成一直線懸于光滑的平臺(tái)MN上,懸點(diǎn)距臺(tái)面高均為a.今有一質(zhì)量為3m的小球以水平速度v沿臺(tái)面射向振子并與振子依次發(fā)生彈性正碰,為使每個(gè)振子碰撞后都能在豎直面內(nèi)至少做一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng),則入射小球的速度v不能小于( )A. B.C. D.解析:3m和m彈性碰撞:3mv=3mv+mv13mv2=3mv2+,得v=同理3m與第二個(gè)m彈性碰撞后得v=,v2=3m與第三個(gè)球碰后得所以vavbvc,只要第三個(gè)球能做完整的圓周運(yùn)動(dòng),則前兩球一定能做完整的圓周運(yùn)動(dòng).第三個(gè)球碰后,由機(jī)械能

6、守恒而,解之得故C正確.答案:C6.如圖,質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上,小車上AB部分是半徑為R的四分之一光滑圓弧,BC部分是粗糙的水平面.今把質(zhì)量為m的小物體從A點(diǎn)由靜止釋放,m與BC部分間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,最終小物體與小車相對(duì)靜止于BC之間的D點(diǎn),則BD間的距離x隨各量變化的情況是( )A.其他量不變,R越大x越大B.其他量不變,越大x越大 C.其他量不變,m越大x越大D.其他量不變,M越大x越大解析:兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量是守恒的,所以當(dāng)兩物體相對(duì)靜止時(shí),系統(tǒng)水平方向的總動(dòng)量為零,則兩物體最終會(huì)停止運(yùn)動(dòng),由能量守恒有mgx=mgR,解得x=R/,故選項(xiàng)A是正確的.答案:A7

7、.如圖甲所示,一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為m1和m2的兩物塊AB相連接,并靜止在光滑的水平面上.現(xiàn)使A瞬時(shí)獲得水平向右的速度3 m/s,以此刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn),兩物塊的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,從圖象信息可得( ) A.在t1t3時(shí)刻兩物塊達(dá)到共同速度1m/s,且彈簧都是處于壓縮狀態(tài) B.從t3到t4時(shí)刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長C.兩物體的質(zhì)量之比為m1：m2=1：2D.在t2時(shí)刻A與B的動(dòng)能之比為Ek1：Ek2=1：8解析:由圖可以看出,從0時(shí)刻到t1時(shí)刻,A物塊壓縮彈簧,受到彈簧向左的彈力減速,B受到向右的彈力加速,但是,A速度大于B的速度,AB之間的距離在縮小,即彈簧被壓縮,直到t1時(shí)刻,

8、兩物體速度相等,都是1m/s.從t1時(shí)刻到t2時(shí)刻,彈簧處于壓縮狀態(tài),A物塊受到彈簧的向左的彈力先減速后反向加速,B受到向右的彈力加速,到達(dá)原長時(shí),AB的速度分別達(dá)到-1m/s和2m/s.從t2時(shí)刻到t3時(shí)刻,由于慣性,AB向相反方向運(yùn)動(dòng),并拉伸彈簧,彈簧處于拉伸狀態(tài),A物塊受到彈簧的向右的彈力先向左減速后向右加速,B受到向左的彈力減速,AB之間距離增大,彈簧被拉長,直到t3時(shí)刻,AB速度相同,彈簧伸到最長.可見,在t1t3時(shí)刻彈簧分別處于壓縮和拉伸狀態(tài),A不正確.從t3時(shí)刻到t4時(shí)刻,彈簧由最長狀態(tài)開始恢復(fù),B不正確.由動(dòng)量守恒:0時(shí)刻系統(tǒng)動(dòng)量為(m13+0),t2時(shí)刻系統(tǒng)動(dòng)量為m1(-1)

9、+m22,根據(jù)動(dòng)量守恒得2m1=m2,C正確.Ek1：Ek2=m112：(m222)=1：8,D正確.答案:CD8.如圖所示,水平傳送帶AB足夠長,質(zhì)量為M=1 kg的木塊隨傳送帶一起以v1=2m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng)(傳送帶的速度恒定),木塊與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5,當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到最左端A點(diǎn)時(shí),一顆質(zhì)量為m=20g的子彈,以v0=300m/s的水平向右的速度,正對(duì)射入木塊并穿出,穿出速度v=50m/s,設(shè)子彈射穿木塊的時(shí)間極短,(g取10m/s2)則( )A.子彈射穿木塊后,木塊一直做減速運(yùn)動(dòng)B.木塊遭射擊后遠(yuǎn)離A的最大距離為0.9 mC.木塊遭射擊后到相對(duì)傳送帶靜止所經(jīng)歷的時(shí)間為1.0

10、sD.木塊遭射擊后到相對(duì)傳送帶靜止所經(jīng)歷的時(shí)間為0.6 s解析:子彈射穿木塊后木塊先向右勻減速運(yùn)動(dòng)至速度為零,然后向左勻加速運(yùn)動(dòng)至與傳送帶速度相同后一起勻速運(yùn)動(dòng),木塊運(yùn)動(dòng)加速度大小不變,a=g=5m/s2.子彈射穿木塊的過程中動(dòng)量守恒:木塊速度V0=m(v0-v)/M-v1=3 m/s.木塊向右勻減速運(yùn)動(dòng)的位移s= =0.9 m,即木塊遭射擊后遠(yuǎn)離A的最大距離為0.9 m.木塊向右勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=V0/a=0.6 s.木塊向左勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=v1/a=0.4 s,則木塊遭射擊后到對(duì)傳送帶靜止所經(jīng)歷的時(shí)間為t=t1+t2=1.0 s,故BC正確.答案:BC9.如圖所示,內(nèi)壁光滑半徑為

11、R的圓形軌道,固定在豎直平面內(nèi).質(zhì)量為m1的小球靜止在軌道最低點(diǎn),另一質(zhì)量為m2的小球(兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn))從內(nèi)壁上與圓心O等高的位置由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與m1發(fā)生碰撞并粘在一起.求:(1)小球m2剛要與m1發(fā)生碰撞時(shí)的速度大小;(2)碰撞后,m1m2能沿內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的最大高度(相對(duì)碰撞點(diǎn)).解析:(1)設(shè)小球m2剛要與m1發(fā)生碰撞時(shí)的速度大小為v0,由機(jī)械能守恒定律,得m2gR=解得v0= (2)設(shè)兩球碰撞后,m1m2兩球粘在一起的速度為v,由動(dòng)量守恒定律,得m2v0=(m1+m2)v設(shè)兩球碰撞后上升的最大高度為h,由機(jī)械能守恒守律,得(m1+m2)v2=(m1+m2)gh由三式解

12、得h=答案:(1) (2)10.(廣東湛江二模)兩個(gè)質(zhì)量都是M=0.4kg的砂箱AB并排放在光滑的水平桌面上,一顆質(zhì)量為m=0.1kg的子彈以v0=140m/s的水平速度射向A,如圖所示.射穿A后,進(jìn)入B并同B一起運(yùn)動(dòng),測(cè)得AB落點(diǎn)到桌邊緣的水平距離sA：sB=1：2,求子彈在砂箱AB中穿行時(shí)系統(tǒng)一共產(chǎn)生的熱量Q.解析:設(shè)子彈入射過程,使A獲得速度v1,B獲得速度v2,子彈穿過A時(shí)速度為v3.子彈入射A過程,子彈AB水平方向不受外力作用,動(dòng)量守恒,則mv0=mv3+2Mv1子彈射入B過程,子彈與B水平方向不受外力作用,動(dòng)量守恒.mv3+Mv1=(m+M)v2AB離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng),因高度相同

13、,空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等.sA：sB=v1：v2=1：2子彈入射過程,系統(tǒng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能聯(lián)立得v2=2v1=20 m/s代入得Q=860 J.答案:860 J11.小球A和B的質(zhì)量分別為mA和mB,且mAmB.在某高處將A和B先后從靜止釋放.小球A與水平地面碰撞后向上彈回,在釋放處下方與釋放處距離為H的地方恰好與正在下落的小球B發(fā)生正碰.設(shè)所有碰撞都是彈性的,碰撞時(shí)間極短.求小球AB碰撞后B上升的最大高度.解析:本題考查動(dòng)能定理動(dòng)量守恒定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí).根據(jù)題意,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知,小球A與B碰撞前的速度大小相等,設(shè)均為v0,由機(jī)械能守恒有mAgH=設(shè)小球A與B碰撞后的速度分別為v1和v2,以豎直向上

14、方向?yàn)檎?由動(dòng)量守恒有mAv0+mB(-v0)=mAv1+mBv2由于兩球碰撞過程中能量守恒,故聯(lián)立式得v2=v0設(shè)小球B能上升的最大高度為h,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有由式得答案:12.如圖所示,質(zhì)量為3 m的足夠長木板C靜止在光滑水平面上,質(zhì)量均為m的兩個(gè)小物體AB放在C的左端,AB間相距s0,現(xiàn)同時(shí)對(duì)AB施加水平向右的瞬時(shí)沖量而使之分別獲得初速度v0和2v0,若AB與C之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為和2,則(1)最終ABC的共同速度為多大?(2)求運(yùn)動(dòng)過程中A的最小速度?(3)A與B最終相距多遠(yuǎn)? (4)整個(gè)過程中AB與木板C因摩擦所產(chǎn)生的熱量之比為多大?解析:(1)由于ABC三個(gè)物體構(gòu)成的系統(tǒng)在水平方向不受外力,所以由動(dòng)量守恒定律可得mv0+2mv0=5mv最終ABC的共同速度為 v=0.6v0.(2)設(shè)經(jīng)t時(shí)間A與C恰好相對(duì)靜止,此時(shí)A的速度最小,設(shè)為vAC,此時(shí)B的速度為vB,由動(dòng)量守恒和動(dòng)量定理得mv0+2mv0=4mvAC+mvB-mgt=m(vAC-v0)(mg+2mg)t=3mvAC解得vAC=0.5v0 vB=v0.(3)在A與C相對(duì)靜止前,三個(gè)物體的加速度大小分別為aA=g aB=2g aC=gAB做勻減速運(yùn)動(dòng),C做勻加速運(yùn)動(dòng);在A與C相對(duì)靜止后,三個(gè)物體的加速度大小又分別為aA=aC=g aB=aB=2g當(dāng)AC相對(duì)靜止后,AC做勻加速運(yùn)動(dòng),B做勻減速運(yùn)