高考物理真題分類匯編-動量和能量(詳解_精校)

1、精品試卷高中物理學(xué)習(xí)材料(燦若寒星*整理制作)2011年高考物理真題分類匯編(詳解+精校)動量和能量1. (2011年高考全國大綱版理綜卷)質(zhì)量為 M、內(nèi)壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一 質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為因初始時(shí)小物塊停在箱子正中間，如圖所示?，F(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度 v,小物塊與箱壁碰撞 N次后恰又回到箱子正中間，井與箱子保持相對靜止。設(shè)碰撞都是彈 性的，則整個(gè)過程中，系統(tǒng)損失的動能為L -:A. 1 mv2B. 1_mM_v2c.N NmgLD. Nm gL22 m M2191.BD 解析：本設(shè)最終箱子與小物塊的速度為vi,根據(jù)動量守

2、恒定律：mv = (m + M)w,則動能損失Ek=2mv2-1(m + M)vi2,解得& = 2(rmMM)v2，B對；依題意：小物塊與箱壁碰撞N次后回到箱子的正中央，相對箱子運(yùn)動的路程為S=0.5L+ (N-1)L+0.5L= NL,故系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量即為系統(tǒng)瞬時(shí)的動能：Ek=Q=N mgL D對。2. (2011年高考 四川理綜卷)質(zhì)量為 m的帶正電小球由空中 A點(diǎn)無初速度自由下落，在 t秒末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場，再經(jīng)過t秒小球又回到 A點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力且小球從末落地。則A.整個(gè)過程中小球電勢能變化了2mg2t2B.整個(gè)過程中小球動量增量的大小為2mgtC.從

3、加電場開始到小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí)小球冬耕變化了mg2t2D.從A點(diǎn)到最低點(diǎn)小球重力勢能變化了2 mg2t212122.BD 解析：整個(gè)過程中小球的位移為 0, gt +gtxt-at =0得a= 3g,根據(jù)牛頓第二定律電場力是重力221 O-的4倍為4mg,根據(jù)動重7£理4 P= mgt 3mgt = -2mgt, B正確；電勢能變化重為 4mg >2gt2=2mg2t2,A錯(cuò)誤；小1 O O球減速到最低點(diǎn)和最初加速時(shí)的動能變化量大小相等為一mg2t2, C錯(cuò)誤；從A點(diǎn)到最低點(diǎn)重力勢能變化了2,1.21 1,2、22.2mgx（-gt + gt ） =mg t , D正確。答案為

4、 B Do 23233. （2011年高考福建理綜卷）在光滑水平面上，一質(zhì)量為m、速度大小為v的A球與質(zhì)量為2m靜止的B球碰撞后，A球的速度方向與碰撞前相反。則碰撞后B球的速度大小可能是 。（題選項(xiàng)前的字母）A. 0.6 VB. 0.4VC. 0.3 VD. 0.2 V3. A解析：由碰撞中的動量守恒得mv = 2mvBmvA, Va>。，則Vb> 0.5v,故小于0.5v的值不可能有，A正確。4. （2011年高考上海卷）光滑水平面上兩小球a、b用不可伸長的松弛細(xì)繩相連。開始時(shí)a球靜止，b球以一定速度運(yùn)動直至繩被拉緊，然后兩球一起運(yùn)動，在此過程中兩球的總動量 （填“守恒”或“不守

5、恒”）；機(jī)械能（填“守恒”或“不守通”）。4.守恒，不守恒解析：本題考查動量守恒定律及機(jī)械能守恒定律。兩球在光滑水平地面上，外力和為零，故系統(tǒng)的總動量守恒。由于繩子在瞬間繃緊，系統(tǒng)的動能將有一部分轉(zhuǎn)化為熱量，故機(jī)械能不守恒。5. （2011年高考山東理綜卷）如圖所示，甲、乙兩船的總質(zhì)量（包括船、人和貨物）分別為10m、12m,兩船沿同一直線同一方向運(yùn)動，速度分別為2v。、v。為避免兩船相撞，乙船上的人將一質(zhì)量為m的貨物沿水平方向拋向甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的最小速度。（不計(jì)水的阻力）2 V0V0 甲/ '乙/5.4V0解析：設(shè)乙船上的人拋出貨物的最小速度為Vmin,拋出貨

6、物后的速度為 “，甲船上的人接到貨物后速度為 V2,由動量守恒定律得：12mMV0 =11m><V1mMVmin ，10mM2V0 -mVm =11mM V2為避免兩船相撞應(yīng)滿足：V1 =V2，聯(lián)立式得：Vmin =4V0。6. （2011年高考 四川理綜卷）隨著機(jī)動車數(shù)量的增加，交通安全問題日益凸顯。分析交通違法事例，將警示 我們遵守交通法規(guī)，珍惜生命。一貨車嚴(yán)重超載后的總質(zhì)量為49t,以54km/h的速率勻速行駛。發(fā)現(xiàn)紅燈時(shí)司機(jī)剎車，貨車即做勻減速直線運(yùn)動，加速度的大小為2.5m/s2 （不超載時(shí)則為5m/s2）。若前方無阻擋，問從剎車到停下來此貨車在超載及不超載時(shí)分別前進(jìn)多遠(yuǎn)

7、？若超載貨車剎車時(shí)正前方25m處停著總質(zhì)量為1t的轎車，兩車將發(fā)生碰撞，設(shè)相互作用 0.1s后獲得相同速度，問貨車對轎車的平均沖力多大？6.解析：（1）貨車剎車時(shí)的初速是 V0=15Vm/s ,末速是0,加速度分別是2.5m/s2和5m/s2,根據(jù)位移推論式得2-VoS二 代入數(shù)據(jù)解得：超載 S=45m；不超載S = 22.5m。 2a(2)貨車與轎車相撞時(shí)的速度為v =V； 2aS = <225-2x2.5x25 = 10m/s相撞時(shí)動量守恒，有Mv = (M + m)V得V = 9.8 m/s對轎車根據(jù)動量定理有ft = mV 解得 f = 9.8父104 N7. (2011年高考

8、天津理綜卷)如圖所示，圓管構(gòu)成的半圓形軌道豎直固定在水平地面上，軌道半徑為R, MN為直徑且與水平面垂直，直徑略小于圓管內(nèi)徑的小球A以某一速度沖進(jìn)軌道，到達(dá)半圓軌道最高點(diǎn)M時(shí)與靜止于該處的質(zhì)量與 A相同的小球B發(fā)生碰撞，碰后兩球粘在一起飛出軌道，N為2 R。重力加速度為 g,忽略圓管內(nèi)徑，空氣阻力及各處摩擦均不計(jì),粘合后的兩球從飛出軌道到落地的時(shí)間t;小球A沖進(jìn)軌道時(shí)速度v的大小。7.解析：(1)粘合后的兩球飛出軌道后做平拋運(yùn)動，豎直方向分運(yùn)動為自由落體運(yùn)動，有122R= 2gt解得推薦下載(2)設(shè)球A的質(zhì)量為m,碰撞前速度大小為 Vi,把球A沖進(jìn)軌道最低點(diǎn)時(shí)的重力勢能定為0,由機(jī)械能守恒1c

9、leth 律知 mv =-mv1 +2mgR22設(shè)碰撞后粘合在一起的兩球速度大小為V2,由動量守恒定律知m%=2mv2飛出軌道后做平拋運(yùn)動，水平方向分運(yùn)動為勻速直線運(yùn)動，有2R = v2t綜合式得 v2 =2 2gR8. (2011年高考 海南理綜卷)一質(zhì)量為 2m的物體P靜止于光滑水平地面上，其截面如圖所示。圖中 ab為粗 糙的水平面，長度為 L； bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過與ab和bc均相切的長度可忽略的光滑圓弧連接。現(xiàn)有一質(zhì)量為 m的木塊以大小為 vo的水平初速度從 a點(diǎn)向左運(yùn)動，在斜面上上升的最大高度為h,返回后在到達(dá) a點(diǎn)前與物體P相對靜止。重力加速度為go求(i)木塊在ab

10、段受到的摩擦力f;(ii)木塊最后距a點(diǎn)的距離sov0 -6gh.8.S = -02L 解析：(i)設(shè)木塊和物體P共同速度為v,兩物體從開始到第一次到達(dá)共同速度過程由動量和 Vo -3gh1 212能重寸恒得： mv0=(m+2m)v ；一mv0 = (m + 2m)v +mgh + fL 2 2/2由得：f = * -3gh)。3L(ii)木塊返回與物體 P第二次達(dá)到共同速度與第一次相同(動量守恒)全過程能量守恒得:1 212mv0 =(m+2m)v +f(2Ls) 2 2由得：s = v02 -6gh l。vo -3gh9. (2011年高考 全國卷新課標(biāo)版)如圖，A、B、C三個(gè)木塊的質(zhì)量

11、均為 m。置于光滑的水平面上， B C之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸而不固連。將彈簧壓緊到不能再壓縮時(shí)用細(xì)線把 B和C緊連，使彈簧不能伸展，以至于B、C可視為一個(gè)整體?，F(xiàn) A以初速V0沿B、C的連線方向朝 B運(yùn)動，與B相碰并粘合在一起。以后細(xì)線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離。已知C離開彈簧后的速度恰為 V。求彈簧釋放的勢能。129. 一mvo 解析：設(shè)碰后a、B和C的共同速度的大小為 V,由動量守恒得3mv = mv°3設(shè)彈簧的彈性勢能為設(shè)C離開彈簧時(shí)，A、B的速度大小為v1 ,由動量守恒得 3mv = 2mv1+mv0 Ep,從細(xì)線斷開到 C與彈簧分開的過程中機(jī)械

12、能守恒，有 p1_2_1 _212(3m)v Ep(2m)v1mv02p 22由式得彈簧所釋放的勢能為E pp12=mv0。310. (2011年高考 海南理綜卷)如圖， ab和cd是兩條豎直放置的長直光 導(dǎo)軌，MN和M N是兩根用細(xì)線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和2m。豎直向力F作用在桿MN上，使兩桿水平靜止，并剛好與導(dǎo)軌接觸；兩桿的總電阻為 R, 距為1。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面軌電阻可忽略，重力加速度為go在t=0時(shí)刻將細(xì)線燒斷，保持 F不變，金屬桿始終接觸良好。求X X X； Xv vX XX XcX:BN?XN'X滑金屬上的外導(dǎo)軌間垂直。

13、導(dǎo)和導(dǎo)軌精品試卷(1)細(xì)線燒斷后，任意時(shí)刻兩桿運(yùn)動的速度之比;(2)兩桿分別達(dá)到的最大速度。10.解析：設(shè)某時(shí)刻MN和M'N'速度分別為vi、V2。(1) MN和M'N'動量守恒：mv1 2mv2=0求出： 上=2V2(2)當(dāng)MN和M ' N '的加速度為零時(shí)，速度最大對M'N'受力平衡：BIl=2mg ，I =ER由得：vi=2mgR、 V2二嗎R3B2l23B212，E=Blv1+blv211. (2011年高考安徽理綜卷)如圖所示，質(zhì)量M=2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m=1kg的小球通過長L=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑

14、塊上的光滑軸O連接,小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動。開始輕桿處于水平狀態(tài)?，F(xiàn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度v0=4m/s,g 取 10m/s2。若鎖定滑塊，試求小球通過最高點(diǎn)P時(shí)對輕桿的作用力大小和方向。若解除對滑塊的鎖定，試求小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小。在滿足的條件下，試求小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點(diǎn)與小球起始位置點(diǎn)間的距離。PM11.解析：(1)設(shè)小球能通過最高點(diǎn)，且此時(shí)的速度為vi。在上升過程中，因只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒。則1mvi2+mgL=2mvo2,則 v=6m/s,2v1設(shè)小球到達(dá)最局點(diǎn)時(shí)，輕卞f對小球的作用力為F,萬向向下，則 F+mg=m-聯(lián)立解得F= 2N,由牛頓

15、第三定律可知，小球?qū)p桿的作用力大小為2N,方向豎直向上。(2)解除鎖定后，設(shè)小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度為v2,此時(shí)滑塊的速度為 V。在上升過程中，因系統(tǒng)在水平方向上不受外力作用，水平方向的動量守恒。以水平向右的方向?yàn)檎较?，有mv2+MV = 01cle1在上升過程中，因只有重力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則2mv22+2MV2+mgL=2mvo2,聯(lián)立解得v2=2m/s(3)設(shè)小球擊中滑塊右側(cè)軌道的位置點(diǎn)與小球起始點(diǎn)的距離為&,滑塊向左移動的距離為 S2,任意時(shí)刻小球的水平速度大小為 v3,滑塊的速度大小為 V/。由系統(tǒng)水平方向的動量守恒，得mv3 - MV = 0,兩邊同乘以 t,得mv

16、34tMV'A = 0,故對任意時(shí)刻附近的微小間隔 t都成立，累積相加后,推薦下載精品試卷2有 msi Ms2=0,又 &+S2 = 2L, 44 Si = "m312. （2011年高考 全國大綱版理綜卷）裝甲車和戰(zhàn)艦采用多層鋼板比采用同樣質(zhì)量的單層鋼板更能抵御穿甲彈的射擊。通過對一下簡化模型的計(jì)算可以粗略說明其原因。質(zhì)量為2m、厚度為2d的鋼板靜止在水平光滑桌面上。質(zhì)量為m的子彈以某一速度垂直射向該鋼板，剛好能將鋼板射穿。現(xiàn)把鋼板分成厚度均為d、質(zhì)量均為 m的相同兩塊，間隔一段距離水平放置，如圖所示。若子彈以相同的速度垂直射向第一塊鋼板，穿出后再射向第二塊鋼板，求

17、子彈射入第二塊鋼板的深度。設(shè)子彈在鋼板中受到的阻力為恒力，且兩塊鋼板不會發(fā)生碰撞。不計(jì)重力影響。推薦下載12.解析：設(shè)子彈初速度為 vo,射入厚度為2d的鋼板后，最終鋼板和子彈的共同速度為V由動量守恒得 （2m + m）V= mvo一 一1斛得V= vo 31c 1 c此過程中動能損失為£= 2mv02- 2x mV21 o斛得 E= mvo 3分成兩塊鋼板后，設(shè)子彈穿過第一塊鋼板時(shí)兩者的速度分別為V1和V1,由動量守恒得mv1 + mV1 = mv0因?yàn)樽訌椩阡摪逯惺艿降淖枇楹懔?，射穿第一塊鋼板的動能損失為一、-1 o 1 o 1 o AE由能重寸恒得2mv1 +）mV1 =2m

18、vo -聯(lián)立式，且考慮到 “必須大于V1，得 V1 = （1+W3）vo26設(shè)子彈射入第二塊鋼板并留在其中后兩者的共同速度為V2 ,由動量守恒得2mV2= mv11212損失的動能為 E = 2mv12 2 x 2mV221 3 E聯(lián)立式得 £'= 1（1 + 3）x-2E因?yàn)樽訌椩阡摪逯惺艿降淖枇楹懔?，由式keep,射入第二塊鋼板的深度 x為1 3_x= 2（1 +/13. (2011年高考 重慶理綜卷)如圖所示，靜置于水平地面的三輛手推車沿一直線排列，質(zhì)量均為m,人在極距離L時(shí) 與第三 動時(shí)受 若車與 空氣阻短時(shí)間內(nèi)給第一輛車一水平?jīng)_量使其運(yùn)動，當(dāng)車運(yùn)動了與第二輛車相碰，兩車以共同速度繼續(xù)運(yùn)動了距離車相碰，三車以共同速度又運(yùn)動了距離L時(shí)停止。車運(yùn)到的摩擦阻力恒為車所受重力的k倍，重力加速度為車之間僅在碰撞時(shí)發(fā)生相互作用，碰撞時(shí)間很短，忽略L時(shí)地面g，心1力，求：地面整個(gè)過程中摩擦阻力所做的總功；人給第一輛車水平?jīng)_量的大小；第一次與第二次碰撞系統(tǒng)動能損失之比。13.解析：(1)設(shè)運(yùn)動過程中摩擦阻力做的總功為W,則W= k