各地名校物理高考模擬試題分類及詳解六、動(dòng)量2083294

2021年各地名校物理高考模擬試題分類及詳解六、動(dòng)量互動(dòng)：本考點(diǎn)是高考的必考內(nèi)容，題型全面，選擇題主要考查動(dòng)量的矢量性，辨析“動(dòng)量和動(dòng)能〞、“沖量與功〞的根本概念；常設(shè)置一個(gè)瞬間碰撞的情景，用動(dòng)量定理求變力的沖量；或求出平均力；或用動(dòng)量守恒定律來判定在碰撞后的各個(gè)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的可能值；計(jì)算題主要考查綜合運(yùn)用牛頓定律、能量守恒、動(dòng)量守恒解題的能力；一般計(jì)算題具有過程錯(cuò)綜復(fù)雜，圖景“撲朔迷離〞、條件隱晦難辨,知識(shí)覆蓋廣的特點(diǎn),經(jīng)常是高考的壓軸題.本考點(diǎn)仍是2021的高考的重和熱點(diǎn)，可能以選擇題的形式出現(xiàn)，考查動(dòng)量的矢量性，辨析“動(dòng)量和動(dòng)能〞、“沖量與功〞的根本概念；也可能常設(shè)置一個(gè)瞬間碰撞的情景，用動(dòng)量定理求變力的沖量；或求出平均力；或用動(dòng)量守恒定律來判定在碰撞后的各個(gè)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的可能值；計(jì)算題的命題多與其他知識(shí)〔如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系、電場(chǎng)、磁場(chǎng)和原子物理等〕交叉綜合，也常與生產(chǎn)、生活、科技內(nèi)容〔如碰撞、爆炸、反沖等〕相結(jié)合，這類問題一般過程復(fù)雜、難度大、能力要求高，經(jīng)常是高考的壓軸題．hmM1.((廣東省2021屆新洲中學(xué)高三摸底考試試卷．物理．15)如圖11所示，質(zhì)量為M=400g的鐵板固定在一根輕彈簧上方，鐵板的上外表保持水平．彈簧的下端固定在水平面上，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．在鐵板中心的正上方有一個(gè)質(zhì)量為m=100g的木塊，從離鐵板上外表高h(yuǎn)=80cm處自由下落．木塊撞到鐵板上以后不再離開，兩者一起開始做往復(fù)運(yùn)動(dòng)．木塊撞到鐵板上以后，共同下降l1=hmM繼續(xù)下降了l2=8.0cm后，它們的共同速度第一次減小為零．空氣阻力忽略不計(jì)，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度取g=10m/s2．求：〔1〕彈簧的勁度系數(shù)k．〔2〕從木塊和鐵板共同開始向下運(yùn)動(dòng)到它們的共同速度第一次減小到零的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加了多少？圖112．〔山東青島市高三第一次質(zhì)檢卷．物理．31〕如圖12所示，物體A、B的質(zhì)量分別是，用輕彈簧相連結(jié)放在光滑的水平面上，物體B左側(cè)與豎直墻相接觸。另有一個(gè)物體C從t=0時(shí)刻起以一定的速度向左運(yùn)動(dòng)，在t=0.5s時(shí)刻與物體A相碰，碰后立即與A粘在一起不再分開。物體C的v–t圖象如圖13所示。試求：①物塊C的質(zhì)量m3；②在5.0s到15s的時(shí)間內(nèi)物塊A的動(dòng)量變化的大小和方向。 圖12圖133．〔江蘇蘇州市高三五校聯(lián)考卷．物理．17〕如圖14所示，質(zhì)量M＝0.40㎏的靶盒A位于光滑水平導(dǎo)軌上，開始時(shí)靜止在O點(diǎn)，在O點(diǎn)右側(cè)有范圍很廣的“相互作用區(qū)域〞，如圖中的虛線區(qū)域。當(dāng)靶盒A進(jìn)入相互作用區(qū)域時(shí)便有向左的水平恒力F＝20N作用。在P處有一固定的發(fā)射器B，它可根據(jù)需要瞄準(zhǔn)靶盒每次發(fā)射一顆水平速度V0＝50m/s、質(zhì)量ｍ＝0.10㎏的子彈，當(dāng)子彈打入靶盒A后，便留在盒內(nèi)，碰撞時(shí)間極短。假設(shè)每當(dāng)靶盒A停在或到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，就有一顆子彈進(jìn)入靶盒A內(nèi)，求：〔1〕當(dāng)?shù)谝活w子彈進(jìn)入靶盒A后，靶盒A離開O點(diǎn)的最大距離。圖14〔2〕當(dāng)?shù)谌w子彈進(jìn)入靶盒A后，靶盒A從離開O點(diǎn)到又回到O點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間〔3〕當(dāng)?shù)?00顆子彈進(jìn)入靶盒時(shí)，靶盒已經(jīng)在相互作用區(qū)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和。4．〔遼寧省錦州市2021屆高三期末試卷．物理．13〕如圖15所示，質(zhì)量均為2m的完全相同的長(zhǎng)木板A、B并排放置在光滑水平面上靜止．一個(gè)質(zhì)量為m的鐵塊Cv0CAB圖15以水平速度v0=1.8m/s從左端滑到A木板的上外表，并最終停留在長(zhǎng)木板B上．B、C最終的共同速度為v0CAB圖15⑴A木板的最終速度v1．⑵鐵塊C剛離開長(zhǎng)木板A時(shí)刻的瞬時(shí)速度v2．5．(廣東中山龍山中學(xué)2021屆高三第二次月考試卷．物理．18)如圖16所示，EF為水平地面，O點(diǎn)左側(cè)是粗糙的、右側(cè)是光滑的。一輕質(zhì)彈簧右端與墻壁固定，左端與靜止在O點(diǎn)質(zhì)量為m的小物塊A連結(jié)，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。質(zhì)量為m的物塊B在大小為F的水平恒力的作用下由C處從靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，物塊B與地面EO段間的滑動(dòng)摩擦力大小為，物塊B運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)與物塊A相碰并一起向右運(yùn)動(dòng)〔設(shè)碰撞時(shí)間極短〕，運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去外力F。CO=4S，OD=S。求撤去外力后：圖16〔1〕彈簧的最大彈性勢(shì)能〔2〕物塊B最終離O點(diǎn)的距離。6．〔湖南長(zhǎng)郡中學(xué)2021屆高三第二次月考試題．物理．18〕如圖17所示，P是固定的豎直擋板，A是置于光滑水平面上的平板小車(小車外表略低于檔板下端)，B是放在小車最左端外表上的小物塊.開始時(shí)，物塊隨小車一起以相同的水平速度向左運(yùn)動(dòng)，接著物塊與擋板發(fā)生了第一次碰撞，碰后物塊相對(duì)于車靜止時(shí)的位置離小車最左端的距離等于車長(zhǎng)的.此后物塊又與擋板發(fā)生了屢次碰撞，最后物塊恰未從小車上滑落.假設(shè)物體與小車外表間的動(dòng)摩擦因數(shù)是個(gè)定值，物塊與擋板發(fā)生碰撞時(shí)無機(jī)械能損失且碰撞時(shí)間極短，圖17試確定小車與物塊的質(zhì)量關(guān)系.7．〔湖南省長(zhǎng)沙市一中高三第二次月考卷．物理．14〕如圖18所示，光滑水平面上，輕彈簧兩端分別拴住質(zhì)量均為m的小物塊A和B，B物塊靠著豎直墻壁。今用水平外力緩慢推A，使A、B間彈簧壓縮，當(dāng)壓縮到彈簧的彈性勢(shì)能為E時(shí)撤去此水平外力，讓A和B在水平面上運(yùn)動(dòng)．求：〔1〕當(dāng)B離開墻壁時(shí)，A物塊的速度大?。弧?〕當(dāng)彈簧到達(dá)最大長(zhǎng)度時(shí)A、B的速度大?。弧?〕當(dāng)B離開墻壁以后的運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧彈性勢(shì)能的最大值．圖18圖18F8．〔山東省萊陽一中2021屆高三上學(xué)期學(xué)段檢測(cè)．物理．15〕某興趣小組設(shè)計(jì)了一種測(cè)量子彈射出槍口時(shí)速度大小的方法.在離地面高度為h的光滑水平桌面上放置一木塊，將槍口靠近木塊水平射擊，子彈嵌入木塊后與木塊一起水平飛出，落地點(diǎn)與桌邊緣的水平距離是s1；然后將木塊重新放回原位置，再打一槍，子彈與木塊的落地點(diǎn)與桌邊的水平距離是s2，求子彈射出槍口時(shí)速度的大小.9．〔山東省濟(jì)南一中高三期中測(cè)試卷．物理．15〕在賽車場(chǎng)上，為了平安起見，在車道外圍一定距離處一般都放有廢舊的輪胎組成的圍欄。在一次比擬測(cè)試中，將廢舊輪胎改為由彈簧連接的緩沖器，緩沖器與墻之間用輕繩束縛。如圖19所示，賽車從C處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，牽引力恒為F，到達(dá)O點(diǎn)與緩沖器相撞〔設(shè)相撞時(shí)間極短〕，而后他們一起運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)速度變?yōu)榱?，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)恰好熄滅〔即牽引力變?yōu)榱恪?。賽車與緩沖器的質(zhì)量均為m，OD相距為S，CO相距4S，賽車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受地面摩擦力大小始終為，緩沖器的底面光滑，可無摩擦滑動(dòng)，在O點(diǎn)時(shí)彈簧無形變。問：〔1〕彈簧的最大彈性勢(shì)能為多少？圖19〔2〕賽車由C點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到被緩沖器彈回后停止運(yùn)動(dòng)，賽車克服摩擦力共做了多少？10．〔江蘇省江安中學(xué)2021屆高三年級(jí)第三次月考試題．物理．16〕如圖20所示，一塊足夠長(zhǎng)的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右并排放有序號(hào)是1，2，3，…，n的物體，所有物塊的質(zhì)量均為m，與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同，開始時(shí)，木板靜止不動(dòng)，第1，2，3，…n號(hào)物塊的初速度分別是v，2v，3v，…nv，方向都向右，木板的質(zhì)量與所有物塊的總質(zhì)量相等,最終所有物塊與木板以共同速度勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)物塊之間均無相互碰撞，木板足夠長(zhǎng)。試求：〔1〕所有物塊與木板一起勻速運(yùn)動(dòng)的速度v；12nV12nV02V0nV0〔3〕通過分析與計(jì)算說明第k號(hào)〔k＜n〕物塊的最小速度v圖2011．〔湖南長(zhǎng)長(zhǎng)沙一中2021屆高三第二次月考試卷．物理．18〕利用航天飛機(jī)，可將物資運(yùn)送到空間站，也可以維修空間站出現(xiàn)的故障.(1)假設(shè)地球半徑為R，地球外表重力加速度為g.，某次維修作業(yè)中，與空間站對(duì)接的航天飛機(jī)的速度計(jì)顯示飛機(jī)的速度為，那么該空間站軌道半徑為多大？(2)為完成某種空間探測(cè)任務(wù)，在空間站上發(fā)射的探測(cè)器通過向后噴氣而獲得反沖力使其啟動(dòng).探測(cè)器的質(zhì)量為M，每秒鐘噴出的氣體質(zhì)量為m，為了簡(jiǎn)化問題，設(shè)噴射探測(cè)器對(duì)氣體做功的功率恒為P，在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)探測(cè)器的質(zhì)量變化較小，可以忽略不計(jì).求噴氣秒后探測(cè)器獲得的動(dòng)能是多少？答案：1．【解析】〔1〕M靜止時(shí)，設(shè)彈簧壓縮量為l0，那么Mg＝kl0①速度最大時(shí)，M、m組成的系統(tǒng)加速度為零，那么(M＋m)g－k(l0＋l1)＝0②-聯(lián)立①②解得：k＝50N/m③［或：因M初位置和速度最大時(shí)都是平衡狀態(tài)，故mg＝kl1，解得：k＝50N/m］〔2〕m下落h過程中，mgh＝mv02=4\*GB3④-m沖擊M過程中，mv0＝(M＋m)v=5\*GB3⑤-所求過程的彈性勢(shì)能的增加量：ΔE＝(M＋m)g(l1＋l2)＋(M＋m)v2=6\*GB3⑥聯(lián)立=4\*GB3④=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥解得：ΔE＝0.66J=7\*GB3⑦〔用彈性勢(shì)能公式計(jì)算的結(jié)果為ΔE＝0.65J也算正確〕【答案】ΔE＝0.66J2．【解析】①根據(jù)圖象可知，物體C與物體A相碰前的速度為：v1=6m/s 相碰后的速度為：v2=2m/s根據(jù)定量守恒定律得：… 解得：m3=2.0kg ②規(guī)定向左的方向?yàn)檎较?，在?.0s和第15s末物塊A的速度分別為： v2=2m/s，v3=－2m/s所以物塊A的動(dòng)量變化為： 即在5.0s到15s的時(shí)間內(nèi)物塊A動(dòng)量變化的大小為：16kg·m/s方向向右【答案】〔1〕m3=2.0kg〔2〕16kg·m/s方向向右3．【解析】(1)設(shè)第一顆子彈進(jìn)入靶盒A后，子彈與靶盒的共內(nèi)速度為。根據(jù)碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有：設(shè)A離開O點(diǎn)的最大距離為，由動(dòng)能定理有：解得：(2)根據(jù)題意，A在的恒力F的作用返回O點(diǎn)時(shí)第二顆子彈正好打入，由于A的動(dòng)量與第二顆子彈動(dòng)量大小相同，方向相反，故第二顆子彈打入后，A將靜止在O點(diǎn)。設(shè)第三顆子彈打入A后，它們的共同速度為，由系統(tǒng)動(dòng)量守恒得：〔2分〕設(shè)A從離開O點(diǎn)到又回到O點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間為ｔ，取碰后A運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量定理得：解得：(3)從第(2)問的計(jì)算可以看出，第1、3、5、……〔2ｎ＋1〕顆子彈打入A后，A運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為故總時(shí)間【答案】〔1〕〔2〕〔3〕4．【解析】對(duì)A、B、C整體，從C以v0滑上木塊到最終B、C到達(dá)共同速度V，其動(dòng)量守恒既：mv0=2mV1+3mv1.8=2V1+3×0.4V1=0.3m/s對(duì)A、B、C整體，從C以v0滑上木塊到C以V2剛離開長(zhǎng)木板，此時(shí)A、B具有共同的速度V1。其動(dòng)量守恒即：mv0=mV2+4mv11.8=V2+4×0.3V2=0.6m/s【答案】〔1〕V1=0.3m/s〔2〕V2=0.6m/s5．【解析】〔1〕B與A碰撞前速度由動(dòng)能定理得B與A碰撞，由動(dòng)量守恒定律得碰后到物塊A、B運(yùn)動(dòng)至速度減為零，彈簧的最大彈性勢(shì)能〔2〕設(shè)撤去F后，A、B一起回到O點(diǎn)時(shí)的速度為，由機(jī)械能守恒得返回至O點(diǎn)時(shí)，A、B開始別離，B在滑動(dòng)摩擦力作用下向左作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)物塊B最終離O點(diǎn)最大距離為x由動(dòng)能定理得：【答案】〔1〕〔2〕6．【解析】設(shè)小車初速度為V0，A與車相互作用摩擦力為f，第一次碰后A與小車相對(duì)靜止時(shí)速為V1，由動(dòng)量守恒，得mAV0－mBV0＝(mA＋mB)V1由能量守恒，得mAV02＋mBV02＝f·Ｌ+(mA＋mB)V12…圖14屢次碰撞后，A停在車右端，系統(tǒng)初動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，由能量守恒，得fL＝(mA＋mB)V02…聯(lián)系以上三式，解得：(mA＋mB)2＝4(mA-mB)2＝∴mA＝3mB【答案】mA＝3mB7．【解析】〔1〕當(dāng)B離開墻壁時(shí)，A的速度為v0，由機(jī)械能守恒有mv02＝E解得v0=〔2〕以后運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)彈簧彈性勢(shì)能最大時(shí)，彈簧到達(dá)最大程度時(shí)，A、B速度相等，設(shè)為v,由動(dòng)量守恒有2mv=mv0解得v=〔3〕根據(jù)機(jī)械能守恒，最大彈性勢(shì)能為Ep=mv02－2mv2=E【答案】〔1〕v0=〔2〕v=〔3〕Ep=E8．【解析】設(shè)子彈的質(zhì)量為m，木塊的質(zhì)量為M，子彈射出槍口時(shí)的速度為v0。第一顆子彈射入木塊時(shí)，動(dòng)量守恒木塊帶著子彈做平拋運(yùn)動(dòng)第二顆子彈射入木塊時(shí)，動(dòng)量守恒木塊帶著兩顆子彈做平拋運(yùn)動(dòng)聯(lián)立以上各式解得【答案】9．【解析】〔1〕賽車由C到O，有①車與緩沖器短時(shí)相撞過程根據(jù)動(dòng)量守恒:②2分O到D過程③由①②③求得：〔2〕D到O過程④賽車從O點(diǎn)到停止運(yùn)動(dòng)⑤車整個(gè)過程克服摩擦力做功⑥由④⑤⑥求得：【答案】(1)(2)10．【解析】〔1〕設(shè)所有物塊都相對(duì)木板靜止時(shí)的速度為v，因木板與所有物塊系統(tǒng)水平方向不受外力，動(dòng)量守恒，應(yīng)有：mv+m·2v+m·3v+…+m·nv=〔M+nm〕veq\o\ac(○,1)M=nm，eq\o\ac(○,2)解得:v=〔n+1〕v，