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(dòng) 量
一.不定項(xiàng)選擇題
(實(shí)驗(yàn)中學(xué))1.甲、乙兩個(gè)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(dòng)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(shí)對甲的沖量小于從乙車跳回甲車時(shí)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(shí)驗(yàn)中學(xué))2.如圖所示,質(zhì)量M=
A. B.
C. D.
(潮州市)3.一不計(jì)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(yùn)動(dòng),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(shí)間極短.在此碰撞過程中,下列哪個(gè)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(shí),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(yùn)動(dòng),d1<d2
D.木塊向左運(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng)。兩球質(zhì)量關(guān)系為,規(guī)定向右為正方向,A、B兩球的動(dòng)量均為,運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞,碰撞后A球的動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(yùn)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(shí)驗(yàn)。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(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn)時(shí),A恰好未撞到B;
?.在冰面上做實(shí)驗(yàn)時(shí),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(shí)驗(yàn),請你與他們共同探討以下三個(gè)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(yàn)證碰撞過程中的動(dòng)量守恒。圖中PQ是斜槽,QR為水平槽。O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn),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(diǎn)痕跡,重復(fù)10次,得到10個(gè)落點(diǎn)。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(diǎn)痕跡,重復(fù)10次。A、B兩球在記錄紙上留下的落點(diǎn)痕跡如圖乙所示,其中米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對齊。
(1)碰撞后A球的水平射程應(yīng)取_____________cm。
(2)本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(diǎn)距地面的高度
(3)利用此次實(shí)驗(yàn)中測得的數(shù)據(jù)計(jì)算碰撞前的總動(dòng)量與碰撞后的總動(dòng)量的比值為 。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
三.計(jì)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(gè)裝置處在場強(qiáng)大小為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球A,從距B球?yàn)镾處自由釋放,并與B球發(fā)生碰撞。碰撞中無機(jī)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(gè)小木塊A和B,其質(zhì)量mA=
(實(shí)驗(yàn)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(diǎn)的物體,與、與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,開始時(shí)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(shí),始終向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)與的左壁最后一次碰撞后,立刻停止運(yùn)動(dòng),繼續(xù)向右滑行()后也停止運(yùn)動(dòng)。
(1)與第一次碰撞前,是否運(yùn)動(dòng)?
(2)若第一次與碰后瞬間向左運(yùn)動(dòng)的速率為,求此時(shí)矩形盒的速度大小
(3)當(dāng)停止運(yùn)動(dòng)時(shí),的速度是多少?
(實(shí)驗(yàn)中學(xué))
4.如圖所示,n個(gè)相同的木塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),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(gè)木塊到桌邊的距離也是l,木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.開始時(shí),第1個(gè)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(yùn)動(dòng).最后第n個(gè)木塊剛好滑到桌邊而沒有掉下.
(1) 求在整個(gè)過程中因碰撞而損失的總動(dòng)能.
(2) 求第i次(i≤n一1)碰撞中損失的動(dòng)能與碰撞前動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shí)損失的機(jī)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(shí)損失的機(jī)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(gè)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(diǎn)的物體A,A與B、B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,開始時(shí)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(shí),B始終向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)A與B的左壁最后一次碰撞后,B立刻停止運(yùn)動(dòng),A繼續(xù)向右滑行s(s<L)后也停止運(yùn)動(dòng)。
(1)A與B第一次碰撞前,B是否運(yùn)動(dòng)?
(2)若A第一次與B碰后瞬間向左運(yùn)動(dòng)的速率為v1,求此時(shí)矩形盒B的速度大;
(3)當(dāng)B停止運(yùn)動(dòng)時(shí),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(shí),滑塊A的速度;
(2) 滑塊A起始運(yùn)動(dòng)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(jì))從軌道AB的A點(diǎn)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(yùn)動(dòng). 當(dāng)小車右端與壁DE剛接觸時(shí),物體m恰好滑動(dòng)到小車右端相對于小車靜止,同時(shí)小車與DE相碰后立即停止運(yùn)動(dòng)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(diǎn)滑到B點(diǎn)時(shí)的速率和滑上EF前的瞬時(shí)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(diǎn),則Q點(diǎn)距小車右端的距離.
一.不定項(xiàng)選擇題
1.BCD 2.B 3.AC 4.BC 5.B 6.A
二.實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(jì)算題
1、
解:(1)設(shè)A球與B球碰撞前瞬間的速度為v0,
由動(dòng)能定理得, ①……………………(2分)
解得: ② ………………………(2分)
碰撞過程中動(dòng)量守恒 ③………………(2分)
機(jī)械能無損失,有 ④……………(2分)
解得 負(fù)號(hào)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(shí)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(shí),子彈與A動(dòng)量守恒,
由動(dòng)量守恒定律: ……………………… ① 3分
而由 得:v1=300m/s
得: ………………………②
子彈穿過B時(shí), 子彈與B動(dòng)量守恒,
由動(dòng)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(dòng)量守恒
由動(dòng)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(yùn)動(dòng)………………………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(dòng)能定理有………………………………………………………………..1分
……………………………………..2分
碰撞過程中動(dòng)量守恒…………………………………………………………..1分
有 ………………………………………………..2分
解得………………………………………………….2分
(3)當(dāng)停止運(yùn)動(dòng)時(shí), 繼續(xù)向右滑行()后停止,設(shè)B停止時(shí),的速度為,則由動(dòng)能定理……………………………………………………………………1分
得……………………………………………………..2分
解得…………………………………………………………………..1分
4.
答案:(1)整個(gè)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(gè)過程中因碰撞而損失的總動(dòng)能為
……………………………..1分
(2)設(shè)第i次(i≤n-1)碰撞前瞬間,前i個(gè)木塊粘合在一起的速度為vi,
動(dòng)能為
與第i+1個(gè)(i≤n-1)木塊碰撞粘合在一起后瞬間的速度為vi',
由動(dòng)量守恒定律 ………………………………………….2分
則
第i次(i≤n-1)碰撞中損失的動(dòng)能為
…….2分
則第i次(i≤n-1)碰撞中損失的動(dòng)能與碰撞前動(dòng)能之比為
(i≤n-1)………………………………………………………1分
(3)n=4時(shí),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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)量守恒,假設(shè)A運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较颍瑒t
Mv1-mv2=0 2分
設(shè)從彈開到相遇所需時(shí)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(jī)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng) 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(dòng)能定理有
2分
碰撞過程中動(dòng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)至碰撞B之前,根據(jù)動(dòng)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(shí)速率為
(2分)
(1分)
物體與小球相互作用過程中,系統(tǒng)動(dòng)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(yùn)動(dòng),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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