高三物理高考精题精练动量、能量守恒.pdf

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1、2010 届高考物理精题精练：动量、能量守恒 一选择题 1. 如图所示， 一个质量为0.18kg 的垒球， 以 25m/s 的水平速度飞向球棒，被球棒打击后 反向水平飞回， 速度大小变为45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s 。下列说法正确 的是（ A ） 球棒对垒球的平均作用力大小为1260N 球棒对垒球的平均作用力大小为360N 球棒对垒球做的功为126J 球棒对垒球做的功为36J A B C D 2. 质量相等的两木块A、B用一轻弹簧栓接，静置于水平地面上，如图(a）所 示。现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做匀加速直线运动， 如图 (b）所示。从木块A开始做匀加速直线

2、运动到木块B将要离开地面时的 这一过程， 下列说法正确的是 （设此过程弹簧始终处于弹性限度内） （ A ） A力F一直增大 B弹簧的弹性势能一直减小 C木块A的动能和重力势能之和先增大后减小 D两木块A、B和轻弹簧组成的系统的机械能先增大后减小 3. 如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A 点冲上倾角为30的斜面，其运动的 加速度为3g/4 ，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则这过程中：( BD ) A、重力势能增加了mgh 4 3 ; B、机械能损失了mgh 2 1 ; C、动能损失了mgh ; D、重力势能增加了mgh。 4. 如图， 一轻弹簧左端固定在长木块M的左端，右端与小木块m

3、连接， 且m 、M及M与地面 间接触光滑。开始时，m和M均静止，现同时对m 、M施加等大反向的水平恒力F1和F2。 从两物体开始运动以后的整个运动过程中，对m 、M和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧 形变不超过其弹性限度）。正确的说法是（.D ） (b) (a) F A A B B A C m h 30 A、由于 F1、F2等大反向，故系统机械能守恒 B、F1、F2分别对 m 、M做正功，故系统动量不断增加 C、F1、F2分别对 m 、M做正功，故系统机械能不断增加 D、当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时， m 、M的动能最大 5. 光滑水平面上静置一质量为M的木块，一颗质量为m的子弹以水平速

4、度v1射入木块，以 v2速度穿出，对这个过程，下列说法正确的是：（ D ） A、子弹对木块做的功等于 2 2 2 1 2 1 vvm； B、子弹对木块做的功等于子弹克服阻力做的功； C、子弹对木块做的功等于木块获得的动能与子弹跟木块摩擦生热的内能之和； D、子弹损失的动能等于木块的动能跟子弹与木块摩擦转化的内能和。 6. 质量为m的物体置于倾角为 的斜面上，物体与 斜面间的动摩擦系数为，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运 动，运动中物体m与斜面体相对静止。则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中 错误的是（ B ） A支持力一定做正功 B摩擦力一定做正功 C摩擦力可能不做功

5、 D摩擦力可能做负功 7. 如图所示，在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为m 1、m2的两个小球（ m 1m2），原来 随车一起运动，当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球（ B） A一定相碰 B一定不相碰 C不一定相碰 D无法确定，因为不知小车的运动方向 8. 如图，电梯内固定的光滑水平桌面上， 一轻弹簧左端固定，一小球与弹簧接触而不粘连。 先用手推着球使弹簧压缩到一定程度，再释放， 小球离开弹簧时获得了一定的动能。当电梯 向上减速时，球对桌面的压力用FN1表示，球获得的动能用EK1表示，电梯向上匀速时，球对 桌面的压力用FN2表示，获得的动能用EK2表示，当电梯向上加速时，球对桌面

6、的压力用FN3 表示，获得的动能用EK3表示，则下列表达式成立的是 ( BC ) AFN1=FN2=FN3 BFN1FN2FN3 CEK1=EK2=EK3 DEK1 EK2EK3 9.在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项质量为m的跳水运动员进入水中后 受到水的阻力而竖直向下做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降深 F1 F2 m m a 度 为h的 过 程 中 ， 下 列 说 法 正 确 的 是 （g为 当 地 的 重 力 加 速 度 ） （ BD ） A他的动能减少了Fh B他的重力势能减少了mgh C他的机械能减少了(Fmg)h D他的机械能减少了Fh 10.如图所

7、示， A、B两质量相等的长方体木块放在光滑的水平面上，一颗子弹以水平速度v 先后穿过A和 B(此过程中 A和 B没相碰 ) 。子弹穿过B后的速度变为2v/5 ，子弹在 A和 B 内 的 运 动 时 间t1 : t2=1:2 ， 若 子 弹 在 两 木 块 中 所 受 阻 力 相 等 ， 则 ： （AC ） A子弹穿过B后两木块的速度大小之比为1： 2 B子弹穿过B后两木块的速度大小之比为1： 4 C子弹在A和 B内克服阻力做功之比为3：4 D子弹在 A和 B内克服阻力做功之比为1：2 11. 如图所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另一端固定在墙上P点，已知物体的质 量为m=2.0kg ，物

8、体与水平面间的动摩擦因数=0.4 ，弹簧的劲度系数k=200N/m.现用力F 拉物体，使弹簧从处于自然状态的O点由静止开始向左移动10cm ，这时弹簧具有弹性势能 EP=1.0J ，物体处于静止状态. 若取g=10m/s2，则撤去外力F后（ CD ） A. 物体回到 O点时速度最大 B . 物体向右滑动的距离可以达到12.5cm C . 物体向右滑动的距离一定小于12.5cm D. 物体到达最右端时动能为0，系统机械能不为0 12.子弹在射入木块前的动能为E1，动量大小为 1 p；射穿木板后子弹的动能为E2，动量大 小为 2 p。若木板对子弹的阻力大小恒定，则子弹在射穿木板的过程中的平均速度大

9、小为 (BC) A、 21 21 pp EE B、 12 12 pp EE C、 2 2 1 1 p E p E D、 2 2 1 1 p E p E 13.如图所示，一质量为m 的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属轨道的底端 向上滑行，轨道平面与水平面成 角，两导轨上端用一电阻相连，磁场方向垂直轨道平 面向上，轨道与金属杆ab的电阻不计并接触良好。金属杆向上滑行到某一高度h后又返回 到底端，在此过程中（ B ） A整个过程中合外力的冲量大小为2mv0 B下滑过程中合外力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热 C下滑过程中电阻R上产生的焦耳热小于mghmv 2 0 2 1 D整个过程中重

10、力的冲量大小为零 14一物体竖直向下匀加速运动一段距离，对于这一运动过程，下列说法正确的是 （ C ） A物体的机械能一定增加 B物体的机械能一定减少 C相同时间内，物体动量的增量一定相等 D相同时间内，物体动能的增量一定相等 15如图所示，小车由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC组成， 静止在光滑水平面上，当 小车固定时， 从 A点由静止滑下的物体到C点恰好停止。 如果小车不固定，物体仍从A点静 止滑下，则 (B) A还是滑到C点停住 B滑到 BC间某处停住 C会冲出C点落到车外 D上述三种情况都有可能 16. 在探究功与物体速度变化的关系实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图所示的纸 带

11、，这条纸带上的点两端较密，中间疏，出现这种情况的原因可能是 (C) B C A h a b R B B h A B 0C 0 0 A B A电源的频率不稳定 B木板倾斜程度太大 C没有使木板倾斜或倾斜角度太小 D是由于橡皮筋的拉伸程度过大而导致的 17. 下列说法正确的是（ B ） A质点做自由落体运动，每秒内重力所做的功都相同 B质点做平抛运动，每秒内动量的增量都相同 C质点做匀速圆周运动，每秒内合外力的冲量都相同 D质点做简谐运动，每四分之一周期内回复力做的功都相同 18. 如图所示，一物体以初速度v0冲向光滑斜面AB，并能沿斜面升高h，下列说法中正确 的是（ D ） A若把斜面从C点锯断

12、，由机械能守恒定律可知，物体冲出C点后仍能升高h B若把斜面变成圆弧形AB ，物体仍能沿AB 升高h C无论是把斜面从C点锯断或把斜面弯成圆弧形，物体都不能升高h，因为机械能不守恒 D无论是把斜面从C点锯断或把斜面弯成圆弧形，物体都不能升高h，但机械能守恒 19. . 如图中 AB为一段粗糙的波浪形路面，一个物体从A端以初速度v0开始滑行，到达B端 时的速度大小为v1，若此物体以同样大小的初速度v0从 B端开始滑行，到达A 端时速度大 小为v2，则v1与v2相比（ B） Av1=v2 Bv1v2 Cv1 W2 CW 1 W2 D 小船经过 C点时的动能大于它经过B点时的动能 22. 如图所示，

13、一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a 和 b，跨在两根固定在同一高度 的光滑水平细杆上，质量为3m的 a 球置于地面上，质量为m的 b 球从水平位置静止释放。 当 a 球对地面压力刚好为零时，b 球摆过的角度为。下列结论正确的是(AC) A=90 B=45 Cb 球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小 Db 球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率一直增大 23.静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F的作用， 拉力F随时间t变化的图象 如图所示，则（BCD ） A.0 4s 内物体的位移为零 B.0 4s 内拉力对物体做功为零 C. 4s 末物体的速度为零 -1 t/s

14、 F/N 0 1 2 4 C B A D.0 4s 内拉力对物体冲量为零 24. 如图 15 所示，BD是竖直平面上圆的一条竖直直径，AC是该圆的任意一条直径，已知AC 和BD不重合，且该圆处于匀强电场中，场强大小为E，方向在圆周平面内。将一带负电的 粒子Q从O点以相同的动能射出，射出方向不同时，粒子会经过圆周上不同的点，在这些所 有的点中， 到达A点时粒子的动量总是最小。如果不考虑重力作用的影响，则关于电场强度 的下列说法中正确的是（） A一定由C点指向A点 B一定由A点指向C点 C可能由B点指向D点 D可能由D点指向B点 二、非选择题 25. 如图所示， 斜面顶端距水平面高度为h，质量为

15、m1的小物块A从 斜面顶端由静止滑下，进入水平滑道时无机械能损失，为使A制动， 将轻弹簧的一端固定在水平滑道左端M 处的墙上，另一端与质量为 m2挡板 B 相连，弹簧处于原长时，B 恰位于滑道上的 O 点。 A与 B 碰撞时间极短， 碰后结合在一起共同压缩弹簧，已知在 OM段 A、 B 与 水平面间的动摩擦因数均为，其余各处的摩擦不计，重力加速度 为 g, 求 （1）物块 A 在与挡板 B 碰撞前瞬间速度 v 的大小； （2）物块 A 在与挡板 B 碰撞后瞬间速度v的大小； （3）弹簧最大压缩量为 d 时的弹性势能 Ep（设弹簧处于原长时弹性势能为零）。 答案： （1）由机械能守恒定律，有 2

16、 11 1 2 m ghm v 2vgh（4 分） （2）A、B在碰撞过程中内力远大于外力，由动量守恒，有 112 () mvmm v gh mm m v mm m v2 21 1 21 1 （4 分） （3）A、B克服摩擦力所做的功 12 ()Wmm gd O B A C D 图 15 由能量守恒定律，有 2 1212 1 () () 2 p mmvEmmgd 解得 2 1 12 12 () p m Eghmm gd mm （4 分） 26.如图所示，两物块A、B并排静置于高h=0.80m 的光滑水平桌面上，物块的质量均为 M=0.60kg 。一颗质量m=0.10kg 的子弹C以v0=100

17、m/s 的水平速度从左面射入A，子弹射穿 A后接着射入B并留在B中，此时A、B都没有离开桌面。已知物块A的长度为0.27m，A 离开桌面后，落地点到桌边的水平距离s=2.0m。设子弹在物块A、B 中穿行时受到的阻力 保持不变，g取 10m/s 2。 （1）物块A和物块B离开桌面时速度的大小分别是多少； （2）求子弹在物块B中穿行的距离； （3）为了使子弹在物块B中穿行时物块B未离开桌面， 求物块B到桌边的最小距离。 答案 (1) 子弹射穿物块A后，A以速度vA沿桌面水平向右匀速运动，离开桌面后做平抛运动 2 2 1 gth t=0.40s A离开桌边的速度 t s vA A v=5.0m/s

18、设子弹射入物块B后，子弹与B的共同速度为vB，子弹与两物块作用过程系统动量守恒： BA vmMMvmv)( 0 B离开桌边的速度 B v=10m/s （2） 设子弹离开A时的速度为 1 v， 子弹与物块A作用过程系统动量守恒： A Mvmvmv2 10 v A B h s 40 1 vm/s 子弹在物块B中穿行的过程中，由能量守恒 22 1 2 )( 2 1 2 1 2 1 BAB vmMmvMvfL 子弹在物块A中穿行的过程中，由能量守恒 22 1 2 0 )( 2 1 2 1 2 1 AA vMMmvmvfL 由解得 2 105. 3 B Lm （3）子弹在物块A中穿行的过程中，物块A在水

19、平桌面上的位移为s1, 根据动能定理 0)( 2 12 1AvMMfs 子弹在物块B中穿行的过程中，物块B在水平桌面上的位移为s2，根据动能定理 22 2 2 1 2 1 ABMvMvfs 由解得物块B到桌边的最小距离 21min sss smin=2.5 10 -2 m 27. 如图所示，质量为m=0.5kg 的小球从距离地面高H=5m处自由下落，到达地面 时恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动，半圆形槽的半径R为 0.4m，小球到达槽 最低点时速率恰好为10m/s，并继续沿槽壁运动直到从槽左端边缘飞出且沿竖直 方向上升、下落，如此反复几次，设摩擦力大小恒定不变，求： （1）小球第一次飞出半圆槽

20、上升距水平地面的高度h 为多少？ （2）小球最多能飞出槽外几次？（g=10m/s 2）。 解：对小球下落到最低点过程，设克服摩擦力做功为Wf，由动能定理得： mg(H+R) wf 2 1 mv 20 从下落到第一次飞出达最高点设距地面高为h，由动能定理得： mg(H h)2wf 00 解之得：h g v 2 H 2R 10 10 2 520.4 4.2m 设恰好能飞出n次，则由动能定理得： mgH 2nwf 00 H R 地面 地面 解之得：n f w mgH 2 2 2 1 2mvRHmg mgH 2 2vRHg gH 6.25( 次) 应取：n6 次 28. . 如图所示， 一质量为M的平

21、板车B放在光滑水平面上，在其右端放一质 量为 m的小木块A，m M，A、B间动摩擦因数为，现给 A和 B以大小相等、 方向相反的初速度v0，使 A开始向左运动，B开始向右运动，最后A不会滑 离 B，求： （1）A、B最后的速度大小和方向. （2）从地面上看，小木块向左运动到离出发点最远处时，平板车向右运动的位移大小. 答案 :（1）A刚好没有滑离B板，表示当A滑到B板的最左端时，A、B具有相同的速度，设 此速度为v，A和B的初速度的大小为v0，则据动量守恒定律可得： Mv0mv0=（M+m）v 解得：v mM mM v0，方向向右 （2）从地面上看， 小木块向左运动到离出发点最远处时，木块速度

22、为零， 平板车速度为v， 由动量守恒定律得vmmvMv 00 这一过程平板向右运动S， 2 2 0 2 1 2 1 vmMVmgs 解得 s= 2 0 2 2 v Mg mM 29.如图，一质量为M =1.2kg 的物块静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h =1.8m。 一质量为m=20g 的子弹以水平速度v0=100m/s 射入物块，在很短的时间内以水平速度10m/s 穿出。重力加速度g取 10m/s 2。求： （1）子弹穿出木块时，木块获得的水平初速度V； （2）木块落地点离桌面边缘的水平距离X。 答案（1） mv0=mv+MV V=(mv0-mv)/M =1.5m/s （2）h =

23、2 1 gt 2 X=Vt X=V g h2 =0.9m 30. 质量为 m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P 点，随传送带运动到A点后水平抛出， 小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑 圆孤轨道下滑。B、C为圆弧的两端点，其连线水平。已知圆弧半径R=1.0m圆弧对应圆心角 106，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h=0.8m。小物块离开C点后恰能无碰撞的 沿固定斜面向上运动，0.8s后经过D 点，物块与斜面间的滑动摩擦因数为 1=0.33 （g=10m/s 2,sin37 =0.6,cos37 =0.8 ）试求： （1）小物块离开A点的水平初速度v1 （2）小物块经

24、过O点时对轨道的压力 （3）斜面上CD间的距离 （4）假设小物块与传送带间的动摩擦因数为 2 0.3 ，传送带的速度为5m/s，则 PA间的 距离是多少？ 答案：（ 1）对小物块，由A到 B有：ghvy2 2 在 B点 1 2 tan v vy 所以 smv/3 1 （2）对小物块，由B到 O有： 22 0 2 1 2 1 )37sin1( B mvmvmgR 其中 smsmvB/5/43 22 在 O点 R v mmgN 2 0 所以 N=43N 由牛顿第三定律知对轨道的压力为NN43 （3）物块沿斜面上滑： 11 53cos53sinmamgmg 所以 2 1 /10sma A B v0 物块沿斜面上滑： 21 53cos53sinmamgmg 由机械能守恒知smvv Bc /5 小物块由C上升到最高点历时 s a v t c 5 .0 1 1 小物块由最高点回到D点历时 ssst3. 05.08. 0 2 故 2 221 2 1 2 tat v S c CD 即mSCD 98.0 （4）小物块在传送带上加速过程： 32 mamg PA间的距离是m a v SPA5 .1 2 3 2 1