高考物理 第十二章 第二講 創(chuàng)新演練大沖關(guān)

創(chuàng)新演練大沖關(guān)(時(shí)間45分鐘，滿分100分)一、選擇題(本題包括10小題，每小題7分，共70分．至少一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1．木塊a和b用一根輕彈簧連接起來，放在光滑水平面上，a緊靠在墻壁上，在b上施加向左的水平力使彈簧壓縮，如圖1所示，當(dāng)撤去外力后，下列說法中正確的是()圖1①a尚未離開墻壁前，a和b系統(tǒng)的動(dòng)量守恒②a尚未離開墻壁前，a與b系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒③a離開墻后，a、b系統(tǒng)動(dòng)量守恒④a離開墻后，a、b系統(tǒng)動(dòng)量不守恒A．①③ B．②④C．①④ D．②③解析：以a、b、彈簧為系統(tǒng)，撤去外力后，b向右運(yùn)動(dòng)，在a尚未離開墻壁前，系統(tǒng)受到墻壁的彈力FN，因此，該過程a、b系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，當(dāng)a離開墻壁后，系統(tǒng)水平方向不受外力，故系統(tǒng)動(dòng)量守恒．答案：D2．(·張掖聯(lián)考)放在光滑水平面上的甲、乙兩物體，系在同一根繩的兩端，開始時(shí)繩是松弛的，今使甲、乙沿平面反向運(yùn)動(dòng)并將繩拉斷，那么在繩拉斷后，對(duì)甲、乙可能的運(yùn)動(dòng)情況分析錯(cuò)誤的是()A．甲和乙同時(shí)都停下來B．甲和乙仍按各自原來的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)C．其中一個(gè)停下來，另一個(gè)反向運(yùn)動(dòng)D．其中一個(gè)停下來，另一個(gè)仍按原方向運(yùn)動(dòng)解析：作用前后總動(dòng)量守恒，如果一個(gè)停下來，另一個(gè)反方向運(yùn)動(dòng)，則違背動(dòng)量守恒定律，A、B、D三個(gè)選項(xiàng)都遵從動(dòng)量守恒定律．答案：C3．如圖2所示，質(zhì)量為M的盒子放在光滑的水平面上，盒子內(nèi)表面不光滑，盒內(nèi)放有一塊質(zhì)量為m的物體，某時(shí)刻給物體一個(gè)水平向右的初速度v0，那么在物體與盒子前后壁多次往復(fù)碰撞后()圖2A．兩者的速度均為零B．兩者的速度總不會(huì)相等C．盒子的最終速度為eq\f(mv0,M)，方向水平向右D．盒子的最終速度為eq\f(mv0,M＋m)，方向水平向右解析：由于盒子內(nèi)表面不光滑，在多次碰后物體與盒相對(duì)靜止，由動(dòng)量守恒得：mv0＝(M＋m)v′，解得：v′＝eq\f(mv0,M＋m)，故D對(duì)．答案：D4．在高速公路上發(fā)生一起交通事故，一輛質(zhì)量為1500kg向南行駛的長(zhǎng)途客車迎面撞上了一輛質(zhì)量為3000kg向北行駛的卡車，碰后兩輛車接在一起，并向南滑行了一小段距離停止．根據(jù)測(cè)速儀的測(cè)定，長(zhǎng)途客車碰前以20m/s的速度行駛，由此可判斷卡車碰前的行駛速率()A．小于10m/sB．大于10m/s，小于20m/sC．大于20m/s，小于30m/sD．大于30m/s，小于40m/s解析：取向南為正方向，由題意知系統(tǒng)的總動(dòng)量向南，由動(dòng)量守恒定律有m1v1－m2v2>0，即v2<eq\f(m1,m2)v1＝eq\f(1500,3000)×20m/s＝10m/s，A選項(xiàng)正確．答案：A5．斜面體的質(zhì)量為M，斜面的傾角為α，放在光滑的水平面上處于靜止．一個(gè)小物塊質(zhì)量為m，以沿斜面方向的速度v沖上斜面體，若斜面足夠長(zhǎng)，物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，μ>tanα，則小物塊沖上斜面的過程中()A．斜面體與物塊的總動(dòng)量守恒B．斜面體與物塊的水平方向總動(dòng)量守恒C．斜面體與物塊的最終速度為eq\f(mv,M＋m)D．斜面體與物塊的最終速度為eq\f(Mv,M＋m)解析：物塊與斜面體組成的系統(tǒng)水平方向不受力，水平方向動(dòng)量守恒，豎直方向動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)，B對(duì)；由于μ>tanα，物體滑到最高點(diǎn)時(shí)停下來，不再沿斜面下滑，故mvcosα＝(M＋m)v′，斜面體與物體的最終速度v′＝eq\f(mvcosα,M＋m)，故C、D錯(cuò)．答案：B6．(·安順模擬)如圖3所示，兩條形磁鐵各固定在甲、乙兩車上，它們能在水平面上無摩擦地運(yùn)動(dòng)，甲車和磁鐵的總質(zhì)量為1kg，乙車和磁鐵的總質(zhì)量為0.5kg，兩磁鐵N極相對(duì)，推動(dòng)一下使兩車在同一直線上相向而行，某時(shí)刻甲車的速度為2m/s，乙車的速度為3m/s，可以看到它們還未碰上便分開了．下列說法正確的是()圖3A．乙車開始反向時(shí)，甲車的速度為1m/s，方向不變B．兩車距離最近時(shí)，乙車的速度為零C．兩車距離最近時(shí)，乙車的速度為0.33m/s，與乙車原來的速度方向相反D．甲對(duì)乙的沖量等于乙對(duì)甲的沖量解析：乙車開始反向時(shí)，速度為零，由動(dòng)量守恒可推得這時(shí)甲車速度為0.5m/s，沿原方向，兩車相距最近應(yīng)是速度相等之時(shí)，v甲＝v乙＝eq\f(0.5,1.5)m/s≈0.33m/s，甲、乙沖量大小相等、方向相反．則C正確．答案：C7．甲、乙兩人站在靜止小車左右兩端，如圖4所示，當(dāng)他倆同時(shí)相向而行時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車向右運(yùn)動(dòng)，下列說法中錯(cuò)誤的是(軌道光滑)()圖4A．乙的速度必定大于甲的速度B．乙對(duì)小車的沖量必定大于甲對(duì)小車的沖量C．乙的動(dòng)量大小必定大于甲的動(dòng)量大小D．甲、乙動(dòng)量總和必定不為零解析：對(duì)甲、乙和小車組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒可得：m甲v甲－m乙v乙＋m車v車＝0(取向右為正方向)，由上式很容易得出C、D均正確；因不知m甲、m乙的大小關(guān)系，所以甲、乙的速度關(guān)系不能確定，A錯(cuò)誤；對(duì)小車用動(dòng)量定理得：I乙－I甲＝m車v車(取向右為正方向)，所以I乙＞I甲，B項(xiàng)正確．答案：A8．如圖5所示，一光滑地面上有一質(zhì)量為m′的足夠長(zhǎng)的木板ab，一質(zhì)量為m的人站在木板的a端，關(guān)于人由靜止開始運(yùn)動(dòng)到木板的b端(M、N表示地面上原a、b對(duì)應(yīng)的點(diǎn))，圖6所示中正確的圖5是()圖6解析：根據(jù)動(dòng)量守恒定律，木板與人組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，對(duì)于題中的“人板模型”，各自對(duì)地的位移為sm′、sm，且有m′sm′＝msm，sm′＋sm＝L板長(zhǎng)，以M點(diǎn)為參考點(diǎn)，人向右運(yùn)動(dòng)，木板向左運(yùn)動(dòng)，易得D是正確的．答案：D9．(·東城模擬)如圖7所示，一沙袋用輕細(xì)繩懸于O點(diǎn)．開始時(shí)沙袋靜止，此后用彈丸以水平速度擊中沙袋后均未穿出．第一粒彈丸的速度為v1，打入沙袋后二者共同擺動(dòng)的最大擺角為30°.當(dāng)其第一次返回圖示位置時(shí)，第二粒彈丸以水平速度v2又擊中沙袋，使沙袋向右擺動(dòng)且最大擺角仍為30°.若彈丸質(zhì)量是沙袋質(zhì)量的eq\f(1,40)，則以下結(jié)論中正確的是()圖7A．v1＝v2 B．v1∶v2＝41∶42C．v1∶v2＝42∶41 D．v1∶v2＝41∶83解析：根據(jù)擺動(dòng)過程中機(jī)械能守恒和兩次擊中沙袋擺動(dòng)的角度相等可知，兩次擊中沙袋后的速度相同，設(shè)為v，用M表示沙袋的質(zhì)量，m表示彈丸的質(zhì)量，由動(dòng)量守恒得第一次：mv1＝(M＋m)v第二次：mv2－(M＋m)v＝(M＋2m)v，m＝eq\f(1,40)M，解以上三式得：v1∶v2＝41∶83，故選項(xiàng)D是正確的．答案：D10．水平傳送帶上表面與水平桌面等高，右端與桌面緊密相接，左端足夠長(zhǎng)，傳送帶始終順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)傳送木箱．如圖8所示，木箱與傳送帶已有相同的速度，當(dāng)木箱到達(dá)傳送帶右端時(shí)，突然遇到水平向左射來的子彈，二者迅速結(jié)為一體．已知木箱動(dòng)量圖8p1的大小小于子彈動(dòng)量p2的大小，最終木箱停在桌面上的Q點(diǎn)，下列說法中正確的是()A．若只增大子彈射入的速度，木箱可能停在Q點(diǎn)的右側(cè)B．若只增大子彈射入的速度，木箱可能停在Q點(diǎn)的左側(cè)C．若只增大木箱與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，木箱可能停在Q點(diǎn)的右側(cè)D．若只增大木箱與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，木箱可能停在Q點(diǎn)的左側(cè)解析：p1<p2，子彈和木箱合為一體后總動(dòng)量方向向左，結(jié)合體向左減速，然后反向加速，到達(dá)傳送帶右端時(shí)，由動(dòng)能定理μmgs＝eq\f(1,2)mv2，最后停于Q點(diǎn)．若只增大子彈射入的速度，其合為一體時(shí)總動(dòng)量增大，結(jié)合體仍向左減速，然后向右加速，可能一直加速，也可能先加速后勻速，故到達(dá)傳送帶右端時(shí)速度大于或等于碰后的速度，故可能仍在Q點(diǎn)或在Q點(diǎn)右側(cè)，A對(duì)，B錯(cuò)．若增大木箱與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，到達(dá)右端時(shí)速度不變，故仍在Q點(diǎn)，C、D錯(cuò)．答案：A二、計(jì)算題(本題共2小題，共30分)11．(15分)(·山東高考)如圖9所示，滑塊A、C質(zhì)量均為m，滑塊B質(zhì)量為eq\f(3,2)m.開始時(shí)A、B分別以v1、v2的速度沿光滑水平軌道向固定在右側(cè)的擋板運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將C無初速地放在A上，并與A粘合不再分開，此時(shí)A與B相距較近，B與擋板相距足夠遠(yuǎn)．若B與擋圖9板碰撞將以原速率反彈，A與B碰撞將粘合在一起．為使B能與擋板碰撞兩次，v1、v2應(yīng)滿足什么關(guān)系？解析：設(shè)向右為正方向，A與C粘合在一起的共同速度為v′，由動(dòng)量守恒定律得mv1＝2mv′ ①為保證B碰擋板前A未能追上B，應(yīng)滿足v′≤v2 ②設(shè)A與B碰后的共同速度為v″，由動(dòng)量守恒定律得2mv′－eq\f(3,2)mv2＝eq\f(7,2)mv″ ③為使B能與擋板再次碰撞應(yīng)滿足v″＞0 ④聯(lián)立①②③④式得1．5v2＜v1≤2v2或eq\f(1,2)v1≤v2＜eq\f(2,3)v1. ⑤答案：1.5v2<v1≤2v2或eq\f(1,2)v1≤v2<eq\f(2,3)v112．(15分)如圖10所示，mA＝1kg，mB＝4kg，小物塊mC＝1kg，ab、dc段均光滑，dc段足夠長(zhǎng)；物體A、B上表面粗糙，最初均處于靜止．最初小物塊C靜止在a點(diǎn)，已知ab長(zhǎng)度L＝16m，現(xiàn)給小物塊C一個(gè)水平向右的瞬間沖量I0＝6N·s.圖10(1)當(dāng)C滑上A后，若剛好在A的右邊緣與A具有共同的速度v1(此時(shí)還未與B相碰)，求v1的大小；(2)A、C共同運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后與B相碰，若已知碰后A被反彈回來，速度大小為0.2m/s，C最后和B保持相對(duì)靜止，求B、C最終具有的共同速度v2.解析：(1)對(duì)物塊C，由動(dòng)量定理，取向右為正方向I0＝m