高考物理真題分類匯編動量和能量（詳解精校）

1、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。初始時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，則整個過程中，系統(tǒng)損失的動能為 vla b c dnm gl1.bd解析：本設(shè)最終箱子與小物塊的速度為v1，根據(jù)動量守恒定律：mv(mm)v1，則動能損失ekmv2(mm)v12，解得ekv2，b對；依題意：小物塊與箱壁碰撞n次后回到箱子的正中

2、央，相對箱子運動的路程為s0.5l(n1)l0.5lnl，故系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量即為系統(tǒng)瞬時的動能：ekqnmgl，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、范圍足夠大的勻強電場，再經(jīng)過t秒小球又回到a點，不計空氣阻力且小球從末落地。則a整個過程中小球電勢能變化了b整個過程中小球動量增量的大小為2mgtc從加電場開始到小球運動到最低點時小球冬耕變化了mg2t2d從a點到最低點小球重力勢能變化了2.bd 解析：整個過程中小球的位移為0，得a3g，根據(jù)牛頓第二定律電場力是重力的4倍為4mg，根據(jù)動量定理pmgt3mgt2mgt，b正確

3、；電勢能變化量為4mggt22mg2t2,a錯誤；小球減速到最低點和最初加速時的動能變化量大小相等為，c錯誤；從a點到最低點重力勢能變化了，d正確。答案為b d。3.（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_。（題選項前的字母）a0.6 b0.4 c0.3 d 0.23a 解析：由碰撞中的動量守恒得mv = 2mvbmva，va0，則vb0.5v，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繩相連。開始時a球靜止，

4、b球以一定速度運動直至繩被拉緊，然后兩球一起運動，在此過程中兩球的總動量 （填“守恒”或“不守恒”）；機械能 （填“守恒”或“不守恒”)。4.守恒，不守恒 解析：本題考查動量守恒定律及機械能守恒定律。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動，速度分別為2v0、v0。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。（不計水的阻力）

5、 v02v0甲乙5.4v0 解析：設(shè)乙船上的人拋出貨物的最小速度為，拋出貨物后的速度為，甲船上的人接到貨物后速度為，由動量守恒定律得： ，為避免兩船相撞應(yīng)滿足： ，聯(lián)立式得：。6（2011年高考四川理綜卷）隨著機動車數(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)紅燈時司機剎車，貨車即做勻減速直線運動，加速度的大小為2.5m/s2（不超載時則為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分別前進多遠？若超載貨車剎車時正前方25m處停著總質(zhì)量為1t的轎車，兩車將發(fā)生碰撞

6、，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 代入數(shù)據(jù)解得：超載m；不超載m。（2）貨車與轎車相撞時的速度為m/s相撞時動量守恒，有 得 m/s對轎車根據(jù)動量定理有 解得 nbaronm7（2011年高考天津理綜卷）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以某一速度沖進軌道，到達半圓軌道最高點m時與靜止于該處的質(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，落地點距n為

7、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，求粘合后的兩球從飛出軌道到落地的時間t；小球a沖進軌道時速度v的大小。7解析：（1）粘合后的兩球飛出軌道后做平拋運動，豎直方向分運動為自由落體運動，有解得（2）設(shè)球a的質(zhì)量為m，碰撞前速度大小為v1，把球a沖進軌道最低點時的重力勢能定為0，由機械能守恒定律知 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 飛出軌道后做平拋運動，水平方向分運動為勻速直線運動，有 綜合式得 8.（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

8、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v0的水平初速度從a點向左運動，在斜面上上升的最大高度為h，返回后在到達a點前與物體p相對靜止。重力加速度為g。求v0cpba（i）木塊在ab段受到的摩擦力f；（ii）木塊最后距a點的距離s。8. 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共同速度過程由動量和能量守恒得： ； 由得： 。（ii）木塊返回與物體p第二次達到共同速度與第一次相同（動量守恒）全過程能量守恒得： 由得：。9.（2011年高考全國卷新課標版）如圖，a、b、c三個木塊的質(zhì)量均為m。置于光滑的水平面上，b、c之間有一輕質(zhì)彈簧

9、，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用細線把b和c緊連，使彈簧不能伸展，以至于b、c可視為一個整體。現(xiàn)a以初速v0沿b、c的連線方向朝b運動，與b相碰并粘合在一起。以后細線突然斷開，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v0。求彈簧釋放的勢能。abc9. 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 設(shè)c離開彈簧時，a、b的速度大小為，由動量守恒得 設(shè)彈簧的彈性勢能為，從細線斷開到c與彈簧分開的過程中機械能守恒，有 由式得彈簧所釋放的勢能為。baccdmnnfm10（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滑金屬導(dǎo)軌，

10、mn和mn是兩根用細線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和2m。豎直向上的外力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，導(dǎo)軌間距為l。整個裝置處在磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。導(dǎo)軌電阻可忽略，重力加速度為g。在t=0時刻將細線燒斷，保持f不變，金屬桿和導(dǎo)軌始終接觸良好。求（1）細線燒斷后，任意時刻兩桿運動的速度之比；（2）兩桿分別達到的最大速度。10.解析：設(shè)某時刻mn和速度分別為v1、v2。（1）mn和動量守恒：mv12mv2=0 求出：（2）當mn和的加速度為零時，速度最大對受力平衡：bil2mg ， ，由得：、11（2011年高考安徽理綜卷

11、）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)細桿與滑塊上的光滑軸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)。現(xiàn)給小球一個豎直向上的初速度v0=4m/s，g取10m/s2。若鎖定滑塊，試求小球通過最高點p時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時的速度大小。在滿足的條件下，試求小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點與小球起始位置點間的距離。mmv0opl11.解析：（1）設(shè)小球能通過最高點，且此時的速度為v1。在上升過程中，因只有重力做功，小球的機械能守恒。則mv12mglmv02，則v1m/s，設(shè)小球

12、到達最高點時，輕桿對小球的作用力為f，方向向下，則fmgm聯(lián)立解得f2n，由牛頓第三定律可知，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)小球通過最高點時的速度為v2，此時滑塊的速度為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。以水平向右的方向為正方向，有mv2mv0在上升過程中，因只有重力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，則mv22mv2mglmv02，聯(lián)立解得v2=2m/s（3）設(shè)小球擊中滑塊右側(cè)軌道的位置點與小球起始點的距離為s1，滑塊向左移動的距離為s2，任意時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mv3mv0

13、，兩邊同乘以t，得mv3tmvt0，故對任意時刻附近的微小間隔t都成立，累積相加后，有ms1ms20，又s1s22l，得s1m12（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?，F(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

14、發(fā)生碰撞。不計重力影響。m2mmmm12.解析：設(shè)子彈初速度為v0，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 (2mm)vmv0解得 vv0此過程中動能損失為 emv023mv2解得 emv02分成兩塊鋼板后，設(shè)子彈穿過第一塊鋼板時兩者的速度分別為v1和v1，由動量守恒得 mv1mv1mv0因為子彈在鋼板中受到的阻力為恒力，射穿第一塊鋼板的動能損失為，由能量守恒得 mv12mv12mv02聯(lián)立式，且考慮到v1必須大于v1，得 v1()v0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 2mv2mv1損失的動能為 emv122mv22聯(lián)立式得e(1)因為子彈在鋼板中受到的阻力為恒力，由式keep，射入第二塊鋼板的深度x為x(1)dlll123地面地面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，人在極短時間內(nèi)給第一輛車一水平?jīng)_量使其運動，當車運動了距離l時與第二輛車相碰，兩車以共同速度繼續(xù)運動了距離l時與第三車相碰，三車以共同速度又運動了距離l時停止。車運動時受到的摩擦阻力恒為車所受重力的k倍，重力加速度為g，若車與車之間僅在碰撞時發(fā)生相互作用，碰撞時間很短，忽略空氣阻力，求：整個過程中摩擦阻力所做的總功；人給