高考名师预测物理试题：知识点05动量和能量.doc

高考物理预测专题5:动量和能量

高考预测
动量和能量综合问题涉及的内容是力和运动规律的延伸，是动力学内容的继续和深化，又由于动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用的基本规律，故本专题是高中物理学习的重点，也是高考考查的热点之一。要求考生在复习备考中对本专题内容要特别关注，加强对概念、规律的理解和掌握，培养和提高综合应用动量与能量的观点处理问题的能力。纵观近几年高考，动量、能量知识年年必考，并常以压轴题的形式出现，预测也是2010年高考的热点和命题点。
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分）
1．以下说法中，正确的是（ ）
A．一个物体所受的合外力为零，它的机械能一定守恒
B．一个物体所受合外力的冲量为零，它的机械能可能守恒
C．一个物体做匀速直线运动，它的机械能一定守恒
D．一个物体所受的合外力对它不做功，这个物体的动量一定不发生变化
答案：B
２．两个小球A､B,质量分别为M=1.5kg和m=0.5kg,两小球在光滑水平直线轨道上碰撞.两个小球碰撞前后的位移—时间图象如图所示,由图象可知( )

A.两小球碰撞前后动量不守恒
B.两小球碰撞前后B球的速度方向相同
C.两小球碰撞前后动能减小了
D.两小球碰撞前后动能不变
答案：D
3．质量为1.0kg的小球从高20m处自由下落(空气阻力不计，g取10m/s2)到软垫上，反弹后上升最大高度为5.0m，小球与软垫接触的时间为1.0s，在接触时间内小球受到软垫的平均作用力为（　　　　）
A.30N　　　B.40N　　　　　　C.60N　　　　D.80N
答案：B
4. 质量为m的带正电小球由空中A点无初速度自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点，不计空气阻力且小球从末落地。则
A．整个过程中小球电势能变化了
B．整个过程中小球动量增量的大小为2mgt
C．从加电场开始到小球运动到最低点时小球冬耕变化了mg2t2
D．从A点到最低点小球重力势能变化了
答案：BD
５．质量为m的质点，在水平面内以速度v做半径为R的匀速圆周运动．如图2所示，质点从位置A开始经半个周期到位置B的过程中，所受的合外力的冲量是（ ）
A. 0　　　B.　 mv　　　　　C. 2mv　　　　D.
答案：C
６．甲､乙两球在光滑水平轨道上同向运动,已知它们的动量分别是p甲=5 kg· m/s,p乙=7 kg· m/s,甲追上乙并发生碰撞,碰撞后乙球的动量变为p乙′=10 kg· m/s.则两球质量m甲与m乙的关系可能是( )
A.m甲=m乙 B.m乙=2m甲
C.m乙=4m甲 D.m乙=6m甲
答案：C
7. 如图所示,小车的上面是中突的两个对称的曲面组成,整个小车的质量为m,原来静止在光滑的水平面上.今有一个可以看做质点的小球,质量也为m,以水平速度v从左端滑上小车,恰好到达小车的最高点后,又从另一个曲面滑下.关于这个过程,下列说法正确的是
A.小球滑离小车时,小车又回到了原来的位置
B.小球在滑上曲面的过程中,对小车压力的冲量大小是
C.小球和小车作用前后,小车和小球的速度可能没有变化
D.车上曲面的竖直高度不会大于
答案：BCD
8．在粗糙的水平面商运动的物体，从a点开始受到一个水平恒力F的作用沿直线运动到b点，已知物体在b点的速度与在a点的速度大小相等，则从a点到b点（ ）
A.物体一定做匀速运动
B.恒力F的方向始终与摩擦力的方向相反
C.恒力F与摩擦力对物体的总冲量一定为零
D.恒力F与摩擦力对物体所做的总功量一定为零
答案：D
9．如图3所示，斜面上除了AB段粗糙外，其余部分均是光滑的，小物体与AB段的动摩擦因数处处相等，今使该物体从斜面的顶端由静止开始下滑，经过A点时的速度与经过C点时的速度相等，已知AB＝BC，则下列说法正确的是（ ）
A.物体在AB段与BC段 的加速度大小相等
B.物体在AB段与BC段的运动时间相等
C.重力在这两段中所做的功相等
D.物体在AB段与BC段的动量变化相等
答案：ABC
10. 有一种硬气功表演，表演者平卧于地面，将一大石板置于他的身子上，另一人将重锤举到高出并砸向石板，石板被砸碎，表演者却安然无恙，假设重锤与石板撞击后两者具有相同的速度，表演者在表演时尽量挑选质量较大的石板。对这一现象说法正确的是（　　　）
Ａ.重锤在与石板撞击的过程中，重锤与石板的总机械能守恒
B.石板的质量越大，石板获得的动量就越小
Ｃ.石板的质量越大，石板所受到的打击力就越小
Ｄ.石板的质量越大，石板获得的速度就越小
答案：D
二、填空题（共2小题，共26分，把答案填在题中的横线上）
11. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 HZ，当地重力加速度的值为9.80m／s2，测得所用重物的质量为1.00kg。甲、乙、丙三学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.12cm，0.19cm和0.25cm，可见操作上有错误的是 ，错误操作：_______。
若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A，B，C到第一个点的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02s)，那么
(1)纸带的_____端与重物相连；
(2)打点计时器打下计数点B时，
物体的速度vB=_______；
(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔEP=_____，此过程中物体动能的增加量是ΔEK_______(取g=9.8 m／s2)；
(4)通过计算，数值上ΔEP______ΔEK (填“>、=、<”)，这是因为_____；
(5)实验的结轮是________。

12. 如图5所示气垫是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在轨道上，滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板Ｃ和Ｄ的气垫轨道以及滑块Ａ和Ｂ来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
ａ.调整气垫轨道，使导轨处于水平；
b.在Ａ和Ｂ间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
ｃ.按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块Ａ、Ｂ运动时间的计数器开始工作，当Ａ、Ｂ滑块分别碰撞Ｃ、Ｄ挡板时停止计时，记下滑块Ａ、Ｂ分别到达挡板Ｃ、Ｄ的运动时间和；
ｄ.用刻度尺测出滑块Ａ的左端至Ｃ挡板的距离、滑块Ｂ的右端到Ｄ挡板的距离。
（１）试验中还应测量的物理量是　　　　　；
（２）利用上述过程测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是　　　　　；
（３）利用上述实验数据导出的被压缩弹簧的弹性势能的表达式是 .

三、计算题（共6小题，共92分，解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．如图，A、B、C三个木块的质量均为m。置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连。将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体。现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起。以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离。已知C离开弹簧后的速度恰为v0。求弹簧释放的势能。
A
B
C

13． 解析：设碰后A、B和C的共同速度的大小为v，由动量守恒得 ①
设C离开弹簧时，A、B的速度大小为，由动量守恒得 ②
设弹簧的弹性势能为，从细线断开到C与弹簧分开的过程中机械能守恒，有
　　　　　　 ③
由①②③式得弹簧所释放的势能为。
14. 小球A和B的质量分别为mA和mB,且mA>mB.在某高处将A和B先后从静止释放.小球A与水平地面碰撞后向上弹回,在释放处下方与释放处距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正碰.设所有碰撞都是弹性的,碰撞时间极短.求小球A､B碰撞后B上升的最大高度.
14. 解析:本题考查动能定理､动量守恒定律及运动学知识.根据题意,由运动学规律可知,小球A与B碰撞前的速度大小相等,设均为v0,由机械能守恒有mAgH= ①
设小球A与B碰撞后的速度分别为v1和v2,以竖直向上方向为正,由动量守恒有mAv0+mB(-v0)=mAv1+mBv2 ②
由于两球碰撞过程中能量守恒,故
③
联立②③式得v2=v0 ④
设小球B能上升的最大高度为h,由运动学公式有 ⑤
由①④⑤式得 ⑥
答案:
15．质量Ｍ＝0.6ｋｇ的平板小车静止在光滑水面上，如图7所示，当ｔ＝０时，两个质量都为ｍ＝0.2ｋｇ的小物体Ａ和Ｂ，分别从小车的左端和右端以水平速度和同时冲上小车，当它们相对于小车停止滑动时，没有相碰。已知Ａ、Ｂ两物体与车面的动摩擦因数都是0.20，取ｇ＝10，求：
（１）Ａ、Ｂ两物体在车上都停止滑动时车的速度；
（２）车的长度至少是多少？
15．解：（１）设物体Ａ、Ｂ相对于车停止滑动时，车速为v，根据动量守恒定律

方向向右
（２）设物体Ａ、Ｂ在车上相对于车滑动的距离分别为，车长为Ｌ，由功能关系

可知Ｌ至少为6.8ｍ
16．如图8所示，Ａ、Ｂ两球质量均为ｍ，期间有压缩的轻短弹簧处于锁定状态。弹簧的长度、两球的大小均忽略，整体视为质点，该装置从半径为Ｒ的竖直光滑圆轨道左侧与圆心等高处由静止下滑，滑至最低点时，解除对弹簧的锁定状态之后，Ｂ球恰好能到达轨道最高点，求弹簧处于锁定状态时的弹性势能。
16．解：设Ａ、Ｂ系统滑到圆轨道最低点时锁定为，解除弹簧锁定后Ａ、Ｂ的速度分别为，Ｂ到轨道最高点的速度为Ｖ，则有

解得：
17．炮竖直向上发射炮弹.炮弹的质量为M=6.0 kg（内含炸药的质量可以忽略不计），射出的初速度v0=60 m/s.当炮弹到达最高点时爆炸分裂为沿水平方向运动的两片，其中一片质量为m=4.0 kg.现要求这一片不能落到以发射点为圆心、以R=600 m为半径的圆周范围内，则刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大？（g=10 m/s2，忽略空气阻力）
17．解：炮弹上升到达最高点的高度为H，根据匀变速直线运动规律，有 v02=2gH
设质量为m的弹片刚爆炸后的速度为V，另一块的速度为v，根据动量守恒定律，
有mV=（M-m）v
设质量为m的弹片运动的时间为t，根据平抛运动规律，有 H=gt2 R=Vt
炮弹刚爆炸后，由能量守恒定律可得：两弹片的总动能Ek=mV2+（M－m）v2
解以上各式得 Ek=＝6.0×104 J