湖北省红安一中2020高三物理 模拟试题分类 动量

湖北省红安一中2020高三物理 模拟试题分类 动量

动量 ‎ ‎1.【2020•石景山模拟】如图6所示，一轻杆两端分别固定a、b两个半径相等的光滑金属球，a球质量大于b球质量．整个装置放在光滑的水平地面上，将此装置从图示位置由静止释放，则 ( )‎ A．在b球落地前瞬间，a球的速度方向向右 B．在b球落地前瞬间，a球的速度方向向左 C．在b球落地前瞬间，b球的速度方向向右 D．在b球落地前的整个过程中，轻杆对b球做的功为零 ‎【答案】D ‎2.【2020•石景山模拟】如图16所示为某种弹射装置的示意图，光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接，传送带长度 L = ‎4.0 m，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率v = ‎3.0 m/s 匀速传动．三个质量均为m = ‎1.0 kg 的滑块A、B、C置于水平导轨上，开始时滑块B、C之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，处于静止状态．滑块A以初速度v0 = ‎2.0 ‎m/s 沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短．连接B、C的细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．滑块C脱离弹簧后以速度vC = ‎2.0 m／s 滑上传送带，并从右端滑出落至地面上的P点．‎ 已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ = 0.20，重力加速度g取‎10 m／s2．求：‎ ‎（1）滑块C从传送带右端滑出时的速度大小；‎ ‎（2）滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能Ep；‎ ‎（3）若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同，要使滑块C总能落至P点，则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值Vm是多少?‎ ‎【解析】（1）滑块C滑上传送带后做匀加速运动，设滑块C从滑上传送带到速度达到传送带的速度v所用的时间为t，加速度大小为a，在时间t内滑块C的位移为x．‎ 根据牛顿第二定律和运动学公式 μmg=ma，‎ v=vC+at，‎ ‎．‎ 解得 x=‎1.25m＜L 即滑块C在传送带上先加速，达到传送带的速度v后随传送带匀速运动，并从右端滑出，则滑块C从传送带右端滑出时的速度为v=‎3.0m/s ‎（2）设A、B碰撞后的速度为v1，A、B与C分离时的速度为v2，由动量守恒定律 mv0=2mv1‎ ‎　　　　2 mv1=2mv2+mvC 由能量守恒得 解得　　　　EP=1.0J ‎（3）在题设条件下，若滑块A在碰撞前速度有最大值，则碰撞后滑块C的速度有最大值，它减速运动到传送带右端时，速度应当恰好等于传递带的速度v．‎ 设A与B碰撞后的速度为，分离后A与B的速度为，滑块C的速度为，‎ 由动量守恒定律 mvm=2mv1′‎ ‎2mv1′=mvC′+2mv2′　　‎ 由能量守恒得　‎ 由运动学公式 　　‎ 解得　　　　vm=‎7.1m/s　　‎ ‎3. 【2020•西城一模】下列物理量中属于矢量的是 A．动能 B．势能 C．动量 D．功率 ‎【答案】C ‎4.【2020•西城一模】如图所示，质量相同的两个小物体A、B处于同一高度。现使A沿固定的光滑斜面无初速地自由下滑，而使B无初速地自由下落，最后A、B都运动到同一水平地面上。不计空气阻力。则在上述过程中，A、B两物体 A B A．所受重力的冲量相同 B．所受重力做的功相同 C．所受合力的冲量相同 D．所受合力做的功相同 ‎【答案】BD ‎5.【2020•西城一模】如图所示，长为L的木板A静止在光滑的水平桌面上，A的左端上方放有小物体B（可视为质点），一端连在B上的细绳，绕过固定在桌子边沿的定滑轮后，另一端连在小物体C上，设法用外力使A、B静止，此时C被悬挂着。A的右端距离滑轮足够远，C距离地面足够高。已知A的质量为‎6m，B的质量为‎3m，C的质量为m。现将C物体竖直向上提高距离‎2L，同时撤去固定A、B的外力。再将C无初速释放，当细绳被拉直时B、C速度的大小立即变成相等，由于细绳被拉直的时间极短，此过程中重力和摩擦力的作用可以忽略不计，细绳不可伸长，且能承受足够大的拉力。最后发现B在A上相对A滑行的最大距离为。细绳始终在滑轮上，不计滑轮与细绳之间的摩擦，计算中可认为A、B之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=‎10m/s2。‎ ‎（1）求细绳被拉直前瞬间C物体速度的大小υ0；‎ ‎（2）求细绳被拉直后瞬间B、C速度的大小υ；‎ B C A ‎（3）在题目所述情景中，只改变C物体的质量，可以使B从A上滑下来。‎ 设C的质量为km，求k至少为多大？‎ ‎【解析】（1）C做自由落体运动，下降高度为‎2L时的速度为v0，根据得 v0=‎ ‎（2）此时细绳被拉直，B、C速度的大小立即变成v，设绳子对B、C的冲量大小为I，根据动量定理得 对B ‎ 对C ‎ 解得B、C速度的大小v=‎ ‎（3）设C物体的质量为km，A、B之间的动摩擦因数为μ 由（2）可知，细绳被拉直时B、C速度的大小v´´=‎ 此后B物体的加速度 ‎ A物体的加速度 ‎ 经时间t，B物体的速度 ‎ B物体的位移 ‎ 同样，A物体的速度 ‎ A物体的位移 ‎ ‎（i）根据题意，若k=1，当v1=v2 时，x1－x2 =，解μ=0.4；‎ ‎（ii）要使v1=v2 时，x1－x2 =L，利用（i）求得的动摩擦因数μ，‎ 可得k==1.29； ‎ 即C物体的质量至少为‎1.29m时，才可以使B物体从A上滑下来。‎ ‎6.【2020•承德模拟】A θ C B K D A D 火药 L 如图所示 ，粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角 θ = 37°，A、C、D滑块的质量为 mＡ= mＣ= mD= m = ‎1 kg，B滑块的质量 mB = ‎4 m = ‎4 kg(各滑块均视为质点)。A、B间夹着质量可忽略的火药。K为处于原长的轻质弹簧，两端分别连接住B和C。现点燃火药（此时间极短且不会影响各物体的质量和各表面的光滑程度），此后，发现A与D相碰后粘在一起，接着沿斜面前进了L = ‎0.8 m 时速度减为零，此后设法让它们不再滑下。已知滑块A、D与斜面间的动摩擦因数均为 μ = 0.5，取 g = ‎10 m/s2，sin37° = 0.6，cos37°= 0.8。求：‎ ‎（1）火药炸完瞬间A的速度vA；‎ ‎（2）滑块B、C和弹簧K构成的系统在相互作用过程中，弹簧的最大弹性势能Ep。(弹簧始终未超出弹性限度)。‎ ‎【解析】（1）AD系统沿斜面滑上，A和D碰完时的速度v1由动能定理，有：‎ 得： 代入数据得m/s 炸药爆炸完毕时，A的速度vA，由动量守恒定律有：‎ ‎ 得： vA ＝ ‎8 m/s ‎（2）炸药爆炸过程，对A和B系统，由动量守恒定律，设B获得的速度为vB，有：‎ ‎ 得： vB = ‎2 m/s B与C相互作用，当两者共速为时，弹簧弹性势能最大，由B、C系统动量守恒，有：‎ ‎　 解得：m/s 弹簧的最大弹性势能为：‎ 代入数据得：EP = 1.6 J　　‎ ‎7.【2020•惠州模拟】如图示，质量M=‎2kg的长木板B静止于光滑水平面上，B的右边放有竖直固定挡板，B的右端距离挡板S。现有一小物体A（可视为质点）质量为m=‎1kg，以初速度从B的左端水平滑上B。已知A与B间的动摩擦因数 ，A始终未滑离B，B与竖直挡板碰前A和B已相对静止，B与挡板的碰撞时间极短，碰后以原速率弹回。‎ 求：(1)B与挡板相碰时的速度大小 ‎（2）S的最短距离 ‎（3）木板B的长度L至少要多长（保留2位小数）‎ ‎【解析】（1）设B与挡板相碰时的速度大小为，由动量守恒定律 ‎(2)A与B刚好共速时B到达挡板S距离最短，由牛顿第二定律，B的加速度 ‎(3)A滑上B至B与挡板相碰过程中，A、B间的相对位移为，根据动能定理，有 解得 ‎ B与挡板碰后，A、B最后一起向左运动，共同速度大小为，由动量守恒定律 此过程中A、B的相对位移为，则有 ‎8.【2020•锦州模拟】一长为，质量为M的木板静止在光滑的水平面上，一质量为的滑块以初速度滑到木板上，木板长度至少为多少才能使滑块不滑出木板.（设滑块与木板间动摩擦因数为）‎ ‎【解析】滑块与木板相互作用系统动量守恒，滑块不从木板上滑出则滑块与木板有相等的末速度.设末速度为，滑块滑动位移为S，则木板滑动位移为，由动量守恒定律得: ①‎ 由动能定理得 ②‎ ‎ ③‎ 由②③得 ‎ 代入得 ‎ ‎9.【2020•苏北模拟】如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是 A．男孩和木箱组成的系统动量守恒 B．小车与木箱组成的系统动量守恒 C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同 ‎【答案】C ‎10.【2020•盐城模拟】总质量为M的火箭被飞机释放时的速度为，方向水平。刚释放时火箭向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气，火箭相对于地面的速度变为多大？‎ ‎【答案】‎