廣東省各市校2009屆高三下學(xué)期物理模擬試題專題精編
動 量
一.不定項選擇題
(實驗中學(xué))1.甲、乙兩個質(zhì)量都是M的小車靜置在光滑水平地面上。質(zhì)量為m的人站在甲車上并以速度v(對地)跳上乙車,接著仍以對地的速率v反跳回甲車。對于這一過程,下列說法中正確的是( ).
A.最后甲、乙兩車的動量大小相等
B.最后甲、乙兩車的速率之比v甲:v乙=M:(m+M)
C.人從甲車跳到乙車時對甲的沖量小于從乙車跳回甲車時對乙車的沖量
D.全過程中人對甲車的沖量小于人對乙車的沖量
(實驗中學(xué))2.如圖所示,質(zhì)量M=
A. B.
C. D.
(潮州市)3.一不計質(zhì)量的直角形支架的兩直角臂長度分別為
A.OB臂能到達(dá)水平位置
B.OB臂不能到達(dá)水平位置
C.A、B兩球的最大速度之比為vA :vB = 2 : l
D.A、B兩球的最大速度之比為vA :vB = 1 : 2
(廣大附中)4.在質(zhì)量為M的小車中掛有一單擺,擺球的質(zhì)量為m0,小車(和單擺)以恒定的速度v沿光滑水平地面運動,與位于正對面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞,碰撞的時間極短.在此碰撞過程中,下列哪個或哪些說法是可能發(fā)生的( )
A.小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化,分別變?yōu)関1、v2、v3,滿足
B.?dāng)[球的速度不變,小車和木塊的速度變?yōu)関1和v2,滿足
C.?dāng)[球的速度不變,小車和木塊的速度都變?yōu)関1,滿足
D.小車和擺球的速度都變?yōu)関1,木塊的速度變?yōu)関2,滿足
(教苑中學(xué))5.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力大小均相同. 當(dāng)兩顆子彈均相對于木塊靜止時,下列判斷正確的是( )
A.木塊靜止,d1=d2
B.木塊靜止,d1<d2
C.木塊向右運動,d1<d2
D.木塊向左運動,d1=d2
(三校聯(lián)考)6.如圖所示,光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運動。兩球質(zhì)量關(guān)系為,規(guī)定向右為正方向,A、B兩球的動量均為,運動中兩球發(fā)生碰撞,碰撞后A球的動量增量為,則( )
A.左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為
B.左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為
C.右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為
D.右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為
二.實驗題
(樂從中學(xué))1.今年2月我國南方遭受了嚴(yán)重的冰凍災(zāi)害,很多公路路面結(jié)冰,交通運輸受到了很大影響。某校一學(xué)習(xí)小組為了研究路面狀況與物體滑行距離之間的關(guān)系,做了模擬實驗。他們用底部貼有輪胎材料的小物塊A、B分別在水泥面上和冰面上做實驗,A的質(zhì)量是B的4倍。使B 靜止,A在距B為L處,以一定的速度滑向B:
?.在水泥面上做實驗時,A恰好未撞到B;
?.在冰面上做實驗時,A撞到B后又共同滑行了一段距離,測得該距離為 。
對于冰面的實驗,請你與他們共同探討以下三個問題:
(1) A碰撞B前后的速度之比_______
(教苑中學(xué))2.用如圖甲所示的裝置,來驗證碰撞過程中的動量守恒。圖中PQ是斜槽,QR為水平槽。O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點,A、B兩球的質(zhì)量之比mA:mB=3:1。先使A球從斜槽上固定位置G由靜止釋放,在水平地面的記錄紙上留下落點痕跡,重復(fù)10次,得到10個落點。再把B球放在水平槽上的末端R處,讓A球仍從位置G由靜止釋放,與B球碰撞,碰后A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡,重復(fù)10次。A、B兩球在記錄紙上留下的落點痕跡如圖乙所示,其中米尺的零點與O點對齊。
(1)碰撞后A球的水平射程應(yīng)取_____________cm。
(2)本實驗巧妙地利用小球飛行的水平距離表示小球的水平速度。下面的實驗條件中,可能不能使小球飛行的水平距離表示為水平速度的是__________________。
A.使A、B兩小球的質(zhì)量之比改變?yōu)?:1
B.升高固定點G的位置
C.使A、B兩小球的直徑之比改變?yōu)?:3
D.升高桌面的高度,即升高R點距地面的高度
(3)利用此次實驗中測得的數(shù)據(jù)計算碰撞前的總動量與碰撞后的總動量的比值為 。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
三.計算題
(茂名市)1.如圖15所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧,左端連著絕緣介質(zhì)小球B,右端連在固定板上,放在光滑絕緣的水平面上。整個裝置處在場強大小為E、方向水平向右的勻強電場中。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球A,從距B球為S處自由釋放,并與B球發(fā)生碰撞。碰撞中無機械能損失,且A球的電荷量始終不變。已知B球的質(zhì)量M=
(1)求A球與B球第一次碰撞后瞬間,A球的速度V1和B球的速度V2;
(2)要使A球與B球第二次仍在B球的初始位置迎面相碰,求勁度系數(shù)k的可能取值。
(深圳一模)2.光滑水平面上有兩個小木塊A和B,其質(zhì)量mA=
(實驗中學(xué))3.如圖所示,矩形盒的質(zhì)量為,底部長度為,放在水平面上,盒內(nèi)有一質(zhì)量為可視為質(zhì)點的物體,與、與地面的動摩擦因數(shù)均為,開始時二者均靜止,在的左端,F(xiàn)瞬間使物體獲得一向右的水平初速度,以后物體與盒的左右壁碰撞時,始終向右運動。當(dāng)與的左壁最后一次碰撞后,立刻停止運動,繼續(xù)向右滑行()后也停止運動。
(1)與第一次碰撞前,是否運動?
(2)若第一次與碰后瞬間向左運動的速率為,求此時矩形盒的速度大小
(3)當(dāng)停止運動時,的速度是多少?
(實驗中學(xué))
4.如圖所示,n個相同的木塊(可視為質(zhì)點),每塊的質(zhì)量都是m,從右向左沿同一直線排列在水平桌面上,相鄰木塊間的距離均為l,第n個木塊到桌邊的距離也是l,木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ.開始時,第1個木塊以初速度υ0向左滑行,其余所有木塊都靜止,在每次碰撞后,發(fā)生碰撞的木塊都粘在一起運動.最后第n個木塊剛好滑到桌邊而沒有掉下.
(1) 求在整個過程中因碰撞而損失的總動能.
(2) 求第i次(i≤n一1)碰撞中損失的動能與碰撞前動能之比.
(3) 若n= 4,l=
(肇慶一模)5.如下圖所示,輕質(zhì)彈簧將質(zhì)量為m的小物塊連接在質(zhì)量為M(M=
(1)若框架與墻壁發(fā)生碰撞后速度為零,但與墻壁不粘連,求框架脫離墻壁后的運動過程中,彈簧彈性勢能的最大值。
(2)若框架與墻壁發(fā)生碰撞以一定速度反彈,在以后過程中彈簧的最大彈性勢能為,求框架與墻壁碰撞時損失的機械能E1。
(3)在(2)情形下試判定框架與墻壁能否發(fā)生第二次碰撞?若不能,說明理由。若能,試求出第二次碰撞時損失的機械能E2。(設(shè)框架與墻壁每次碰撞前后速度大小之比不變)
(廣州市)6.如圖所示,水平面上固定著一個半徑R=
(潮州市)7.如圖所示,矩形盒B的質(zhì)量為M,底部長度為L,放在水平面上,盒內(nèi)有一質(zhì)量為可視為質(zhì)點的物體A,A與B、B與地面的動摩擦因數(shù)均為μ,開始時二者均靜止,A在B的左端,F(xiàn)瞬間使物體A獲得一向右的水平初速度v0,以后物體A與盒B的左右壁碰撞時,B始終向右運動。當(dāng)A與B的左壁最后一次碰撞后,B立刻停止運動,A繼續(xù)向右滑行s(s<L)后也停止運動。
(1)A與B第一次碰撞前,B是否運動?
(2)若A第一次與B碰后瞬間向左運動的速率為v1,求此時矩形盒B的速度大;
(3)當(dāng)B停止運動時,A的速度是多少?
(湛江二中)8.在絕緣水平面上,放一質(zhì)量為m=2.0Χ10
(1)兩滑塊在碰撞前的瞬時,滑塊A的速度;
(2) 滑塊A起始運動位置與滑塊B的距離λ;
(三校聯(lián)考)9.如圖所示,固定在地面上的光滑圓弧軌道AB、EF,他們的圓心角均為90°,半徑均為R. 一質(zhì)量為m、上表面長也為R的小車靜止在光滑水平面CD上,小車上表面與軌道AB、EF的末端B、E相切. 一質(zhì)量為m的物體(大小不計)從軌道AB的A點由靜止下滑,由末端B滑上小車,小車在摩擦力的作用下向右運動. 當(dāng)小車右端與壁DE剛接觸時,物體m恰好滑動到小車右端相對于小車靜止,同時小車與DE相碰后立即停止運動但不粘連,物體則繼續(xù)滑上圓弧軌道EF,以后又滑下來沖上小車,求:
(1)物體從A點滑到B點時的速率和滑上EF前的瞬時速率;
(2)水平面CD的長度;
(3)當(dāng)物體再從軌道EF滑下并滑上小車后,如果小車與壁BC相碰后速度也立即變?yōu)榱,最后物體m停在小車上的Q點,則Q點距小車右端的距離.
一.不定項選擇題
1.BCD 2.B 3.AC 4.BC 5.B 6.A
二.實驗題
1.
設(shè)A物塊碰撞B物塊前后的速度分別為v1和v2,碰撞過程中動量守恒,
代入數(shù)據(jù)得: (4分)
2.①14.45-14.50(4分), ②C(4分),③1.01-1.02 。(4分)
三.計算題
1、
解:(1)設(shè)A球與B球碰撞前瞬間的速度為v0,
由動能定理得, ①……………………(2分)
解得: ② ………………………(2分)
碰撞過程中動量守恒 ③………………(2分)
機械能無損失,有 ④……………(2分)
解得 負(fù)號表示方向向左 ………………(1分)
方向向右 ……………………………(1分) (2)要使m與M第二次迎面碰撞仍發(fā)生在原位置,則必有A球重新回到O處所用的時間t恰好等于B球的 ………………………………(1分)
⑥ …………………………………………………………………(1分)
(n=0 、1 、2 、3 ……) ⑦ …………………………(2分)
由題意得: ⑧ …………………………(1分)
解得: (n=0 、1 、2 、3 ……) ⑨ ……………(2分)
2.
解:子彈穿過A時,子彈與A動量守恒,
由動量守恒定律: ……………………… ① 3分
而由 得:v1=300m/s
得: ………………………②
子彈穿過B時, 子彈與B動量守恒,
由動量守恒定律: ………………………③ 3分
又由 …………………④ 2分
得:v2=100m/s
由③,④得: ………………………⑤
子彈穿過B以后,彈簧開始被壓縮,A、B和彈簧所組成的系統(tǒng)動量守恒
由動量守恒定律: ………………………⑥ 3分
由能量關(guān)系: ……………………⑦ 3分
由② ⑤ ⑥ ⑦得: ………………………⑧ 2分
3.
解(1) 與第一次碰撞前,A、B之間的壓力等于A的重力,即…………1分
A對B的摩擦力…………………………………………1分
而B與地面間的壓力等于A、B重力之和,即…………1分
地面對B的最大靜摩擦力 ……………………………….1分
故與第一次碰撞前,B不運動………………………2分
(2)設(shè)A第一次碰前速度為v,碰后B的速度為v2
則由動能定理有………………………………………………………………..1分
……………………………………..2分
碰撞過程中動量守恒…………………………………………………………..1分
有 ………………………………………………..2分
解得………………………………………………….2分
(3)當(dāng)停止運動時, 繼續(xù)向右滑行()后停止,設(shè)B停止時,的速度為,則由動能定理……………………………………………………………………1分
得……………………………………………………..2分
解得…………………………………………………………………..1分
4.
答案:(1)整個過程中系統(tǒng)克服摩擦力做的總功為
Wf=µmgl(1+2+3+…+n)=…………………………..2分
整個過程中因碰撞而損失的總動能為
……………………………..1分
(2)設(shè)第i次(i≤n-1)碰撞前瞬間,前i個木塊粘合在一起的速度為vi,
動能為
與第i+1個(i≤n-1)木塊碰撞粘合在一起后瞬間的速度為vi',
由動量守恒定律 ………………………………………….2分
則
第i次(i≤n-1)碰撞中損失的動能為
…….2分
則第i次(i≤n-1)碰撞中損失的動能與碰撞前動能之比為
(i≤n-1)………………………………………………………1分
(3)n=4時,共發(fā)生了i=3次碰撞.
第1次碰前瞬間的速度為,碰撞中動量守恒:
第1次碰后瞬間的速度為……………………….3分
第2次碰前瞬間的速度為
碰撞中動量守恒:
第2次碰后瞬間的速度為……………………….3分
第3次碰前瞬間的速度為
碰撞中動量守恒:
第3次碰后瞬間的速度為………………………...3分
最后滑行到桌邊,速度恰好為零,則……………………….1分
即
整理后得,代入數(shù)據(jù)解得………………………….1分
5.
6.
解:(1)在彈簧彈開的過程中系統(tǒng)動量守恒,假設(shè)A運動的方向為正方向,則
Mv1-mv2=0 2分
設(shè)從彈開到相遇所需時間為t,則有:
v1t+v2t=2πR 2分
聯(lián)立以上兩式得: 2分
所以A球轉(zhuǎn)過的角度為θ=120° 2分
(2)以A、B及彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象,在彈簧張開的過程中,系統(tǒng)機械能守恒,則有 2分
Mv1-mv2=0 2分
解得: v1=2m/s,v2=4m/s 2分
所以,小球B在運動過程中受到光滑軌道的側(cè)壓力是其所需向心力,即:
2分
7.
解:(1)A與B第一次碰撞前,A對B的摩擦力為
2分
地面對B的最大靜摩擦力為
2分
故A與B第一次碰撞前,B不運動 2分
(2)設(shè)A第一次碰前速度為v,碰后B的速度為v2,則由動能定理有
2分
碰撞過程中動量守恒有
2分
解得 2分
8.
(1)設(shè)A與B碰撞前A的速度為 V1 ,碰撞過程動量守恒,有:
mv1=(M+m)v (2分) 代入數(shù)據(jù)解得:v1=
(2)對A,從開始運動至碰撞B之前,根據(jù)動能定理,有:(2分) 代入數(shù)據(jù)解得:
9.
(1)設(shè)物體從A滑落至B時速率為
(2分)
(1分)
物體與小球相互作用過程中,系統(tǒng)動量守恒,設(shè)共同速度為
(2分)
(1分 )
(2)設(shè)二者之間的摩擦力為
(2分)
(2分)
得 (1分)
(3)設(shè)物體從EF滑下后與車達(dá)到相對靜止,共同速度為v2相對車滑性的距離為S1,
車停后物體做勻減速運動,相對車滑行距離為S1
(1分)
(1分)
(2分)
聯(lián)立解得 (1分)
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