2018高考物理精做19滑块碰撞等问题大题精做新人教版119
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滑块木板模型【问题解读】两类情景水平面光滑,木板足够长,木板初速度为零水平面光滑,木板足够长,木板初速度不为零图示v ---t 图像物理规律动量守恒,最终二者速度相同mv 0=(m +M )v 共,机械能不守恒,损失的机械能等于产生的热量Q =fs =12mv 20-12(m +M )v 2,式中s 为木块在木板上相对滑动的距离,f 为木块与木板之间的摩擦力动量守恒,最终二者速度相同M v 0-mv 0=(m +M )v 共,机械能不守恒,损失的机械能等于产生的热量Q =fs =12mv 20+12M v 20-12(m +M )v 共2,式中s 为木块在木板上相对滑动的距离,f 为木块与木板之间的摩擦力。
【高考题典例】1.(14分)(2024年高考新课程卷)如图,一长度l =1.0m 的均匀薄板初始时静止在一光滑平台上,薄板的右端与平台的边缘O 对齐。
薄板上的一小物块从薄板的左端以某一初速度向右滑动,当薄板运动的距离Δl =l6时,物块从薄板右端水平飞出;当物块落到地面时,薄板中心恰好运动到O 点。
已知物块与薄板的质量相等。
它们之间的动摩擦因数μ=0.3,重力加速度大小g =10m/s 2。
求(1)物块初速度大小及其在薄板上运动的时间;解题思路本题考查的考点:动量守恒定律、动能定理、平抛运动规律。
(1)设物块质量m ,初速度为v 0,薄板质量m ,物块滑上薄板,由动量守恒定律mv 0=mv 1+mv 2μmgl =12mv 20-12mv 21-12mv 22物块在薄板上运动加速度a 1=μg =3m/s 2物块在薄板上运动位移s =7l /6v 20-v 21=2a 1s联立解得:v 0=4m/s ,v 1=3m/s ,v 2=1m/s由v 0-v 1=at 1,解得t 1=13s(2)物块抛出后薄板匀速运动,l2-Δl =v 2t 2解得t 2=13s平台距地面的高度h =12gt 22=59m2.(2023年高考选择性考试辽宁卷)如图,质量m 1=1kg 的木板静止在光滑水平地面上,右侧的竖直墙面固定一劲度系数k =20N /m 的轻弹簧,弹簧处于自然状态。
一、单选题二、多选题1. 某超市中,两层楼间有一架斜面式自动扶梯(无阶梯),如图所示,小张带着孩子乘匀速上升的自动扶梯上楼.孩子在电梯上向上跑,小张没有“动”而是随着电梯上楼.则下列判断正确的是A .以扶梯为参考系,小张是运动的.B .以扶梯为参考系,孩子是静止的.C .以地面为参考系,小张是静止的.D .以地面为参考系,孩子是运动的.2. 一物体以大小为2m/s 的初速度做匀加速直线运动,4s 内位移大小为16m ,则( )A .物体的加速度大小为2m/s 2B .4s 内的平均速度大小为6m/sC .4s 末的瞬时速度大小为6m/s3. 远距离输电线路简化如图所示,电厂输送电功率不变,变压器均为理想变压器,图中标示了电压和电流,其中输电线总电阻为R ,则 ( )A.B.输电线损失的电功率为C .提高输送电压U 2,则输电线电流I 2增大D .电厂输送电功率为U 2I 24. 下列说法中正确的是( )A .当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的增大而增大B .气体压强的大小跟气体分子的平均动能有关,与分子的密集程度无关C .有规则外形的物体是晶体,没有确定的几何外形的物体是非晶体D .由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势5. 如图,在灭火抢险的过程中,消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业.为了节省救援时间,消防车向前前进的过程中,人相对梯子匀加速向上运动,在地面上看消防队员的运动,下列说法中正确的是()A .当消防车匀速前进时,消防队员可能做匀加速直线运动B .当消防车匀速前进时,消防队员水平方向的速度保持不变C .当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀变速曲线运动D .当消防车匀减速前进时,消防队员一定做匀变速曲线运动6. 如图所示,“奥托循环”由两条绝热线和两条等容线组成,其中,a-b 和c-d 为绝热过程,b-c 和d-a 为等容过程.下列说法正确的是 2018年全国卷Ⅰ理综物理高考真题解析(精编版)考点精编版三、实验题A .a-b 过程中,外界对气体做功B .a-b 过程中,气体分子的平均动能不变C .b-c 过程中,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多D .c-d 过程中,单位体积内气体分子数减少E .d-a 过程中,气体从外界吸收热量7. 《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献,书中对彩虹作了如下描述:“虹乃雨中日影也,日照雨则有之”。
A . m a m b m e2017年普通高等学校招生全国统一考试物理试题及答案(新课标1卷)注意事项:1 •答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2 •回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用 橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3 •考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量: H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 K 39 Ti 48 Fe 56 I 127、选择题:本题共 8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第 14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得 6分,选对但不全的得 3分,有选错的得0分。
14. 将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空,50 g 燃烧的燃气以大小为 600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。
在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略) 15. 发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)。
速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网;其原因是 A •速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B .速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C •速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D .速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大16. 如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸 面向里,三个带正电的微粒 a 、b 、c 电荷量相等,质量分别为 m a 、m b 、m e 。
已知在该区域内,a 在纸 面内做匀速圆周运动,b 在纸面内向右做匀速直线运动,e 在纸面内向左做匀速直线运动。
下列选项正确的是A . 30 kg m/s2C . 6.0 氷0 kg m/s2B . 5.7 X 0 kg m/s D . 6.3 X 02 kg m/sD . m c m b m a17 .大科学工程 人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。
专题02 相互作用【2018高考真题】1.如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态,现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动,以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是()A. B.C. D.【;;】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标I卷)【答案】 A【点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识,匀变速直线运动规律贯穿高中物理。
2.明朝谢肇淛《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺庙倾侧,议欲正之,非万缗不可。
一游僧见之,曰:无烦也,我能正之。
”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。
假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力F N,则F大A. 若F一定,θ大时NF大B. 若F一定,θ小时NC. 若θ一定,F 大时N F 大D. 若θ一定,F 小时N F 大【;;】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题(天津卷) 【答案】 BC则1211cos 90cos 902cos 902sin 2222N N N N F F F F F θθθθ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=︒-+︒-=︒-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 12N N N F F F ==,故解得2sin2N F F θ=,所以F 一定时, θ越小, N F 越大; θ一定时,F 越大, N F 越大,BC 正确;【点睛】由于木楔处在静止状态,故可将力F 沿与木楔的斜面垂直且向上的方向进行分解,根据平行四边形定则,画出力F 按效果分解的图示.并且可据此求出木楔对A 两边产生的压力.对力进行分解时,一定要分清力的实际作用效果的方向如何,再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可.【2017高考真题】1.【2017·新课标Ⅲ卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm 的两点上,弹性绳的原长也为80 cm 。
绝密★启用前2018年普通高等学校招生全国统一考试(全国I卷)物理试题注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
二、选择题:本题共8小题,每小题6分。
在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14.高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动,在启动阶段列车的动能A.与它所经历的时间成正比B.与它的位移成正比C.与它的速度成正比D.与它的动量成正比15.如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态,现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动,以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是A.B .C .D .16.如图,三个固定的带电小球a 、b 和c ,相互间的距离分别为ab =5 cm ,bc =3 cm ,ca =4 cm 。
小球c所受库仑力的合力的方向平衡于a 、b 的连线。
设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k,则A .a 、b 的电荷同号,169k =B .a 、b 的电荷异号,169k =C .a 、b 的电荷同号,6427k =D .a 、b 的电荷异号,6427k =17.如图,导体轨道OPQS 固定,其中PQS 是半圆弧,Q 为半圆弧的中心,O 为圆心。
轨道的电阻忽略不计。
OM 是有一定电阻。
可绕O 转动的金属杆。
M 端位于PQS 上,OM 与轨道接触良好。
空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B ,现使OQ 位置以恒定的角速度逆时针转到OS 位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到B'(过程Ⅱ)。
2018年全国统一高考物理试卷(新课标Ⅱ)一、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.1.(6分)如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度,木箱获得的动能一定( )A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功2.(6分)高空坠物极易对行人造成伤害。
若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的碰撞时间约为2ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( )A.10N B.102N C.103N D.104N3.(6分)2018年2月,我国500m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期T=5.19ms。
假设星体为质量均匀分布的球体,已知万有引力常量为6.67×10﹣11N•m2/kg2.以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为( )A.5×104kg/m3B.5×1012kg/m3C.5×1015kg/m3D.5×1018kg/m3 4.(6分)用波长为300nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10﹣19J,已知普朗克常量为6.63×10﹣34J•s,真空中的光速为3.00×108m•s﹣1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )A.1×1014Hz B.8×1014Hz C.2×1015Hz D.8×1015Hz5.(6分)如图,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下,一边长为l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动,线框中感应电流i 随时间变化的正确图线可能是( )A.B.C.D.6.(6分)甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动,其速度﹣时间图象分别如图中甲、乙两条曲线所示,已知两车在t2时刻并排行驶,下列说法正确的是( )A.两车在t1时刻也并排行驶B.在t1时刻甲车在后,乙车在前C.甲车的加速度大小先增大后减小D.乙车的加速度大小先减小后增大7.(6分)如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上,L1的正上方有a,b两点,它们相对于L2对称。
2018-2019年物理高考真题试题分类汇编专题07 动量试题部分1.【2018·全国I 卷】高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零均加速直线运动,在启动阶段列车的动能( ) A. 与它所经历的时间成正比 B. 与它的位移成正比 C. 与它的速度成正比 D. 与它的动量成正比2.【2018·全国II 卷】高空坠物极易对行人造成伤害。
若一个50 g 的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的撞击时间约为2 ms ,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( ) A. 10 N B. 102N C. 103N D. 104N3.【2018·全国III 卷】(多选)如图,一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平,两微粒a 、b 所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近,与极板距离相等。
现同时释放a 、b ,它们由静止开始运动,在随后的某时刻t ,a 、b 经过电容器两极板间下半区域的同一水平面,a 、b 间的相互作用和重力可忽略。
下列说法正确是A. a 的质量比b 的大B. 在t 时刻,a 的动能比b 的大C. 在t 时刻,a 和b 的电势能相等D. 在t 时刻,a 和b 的动量大小相等4、【2017·全国Ⅰ卷】将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空,50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。
在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( ) A .30kg m/s ⋅B .5.7×102kg m/s ⋅ C .6.0×102kg m/s ⋅D .6.3×102kg m/s ⋅5、【2017·全国Ⅲ卷】一质量为2 kg 的物块在合外力F 的作用下从静止开始沿直线运动。
F随时间t变化的图线如图所示,则()A.t=1 s时物块的速率为1 m/sB.t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/sC.t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sD.t=4 s时物块的速度为零6、【2017·天津卷】“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市地标之一。
必刷12 滑块、碰撞等问题1.如图所示,在光滑的水平面上放置有两木块A和B,A的质量较大,现同时施加大小相等的恒力F使它们相向运动,然后又同时撤去外力F,A和B迎面相碰后合在一起,则A和B合在一起后的运动情况是()A.停止运动B.因A的质量较大而向右运动C.因B的速度较大而向左运动D.运动方向不确定【答案】A【解析】由动量定理知,A和B在碰撞之前的动量等大反向,合动量为零,碰撞过程中动量守恒,因此碰撞合在一起之后的总动量仍为零,即停止运动,故选A.2.下列关于碰撞的理解正确的是()A.碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程B.在碰撞现象中,一般内力都远大于外力,所以可以认为碰撞时系统的动能守恒C.如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫做非弹性碰撞D.微观粒子的相互作用由于不发生直接接触,所以不能称其为碰撞【答案】A【解析】碰撞是十分普遍的现象,它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象.一般内力远大于外力.如果碰撞中机械能守恒,就叫做弹性碰撞.微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点,所以仍然是碰撞.3.(多选)关于碰撞的特点,下列说法正确的是()A.碰撞的过程时间极短B.碰撞时,质量大的物体对质量小的物体作用力大C.碰撞时,质量大的物体对质量小的物体作用力和质量小的物体对质量大的物体的作用力相等D.质量小的物体对质量大的物体作用力大【答案】AC【解析】两物体发生碰撞,其碰撞时间极短,碰撞时,质量大的物体对质量小的物体的作用力和质量小的物体对质量大的物体的作用力是一对相互作用力,大小相等、方向相反,故A、C 正确,B、D错误.4.如图所示,在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板,A球在水平面上静止放置,B球向左运动与A球发生正碰,B球碰撞前、后的速率之比为3∶1,A球垂直撞向挡板,碰后原速率返回。
两球刚好不发生第二次碰撞,则A、B两球的质量比为()A.1∶2B.2∶1C.1∶4D.4∶1【答案】D【解析】设A、B质量分别为m A、m B,B的初速度为v0,取B的初速度方向为正方向,由题意知,两球刚好不发生第二次碰撞,说明A、B碰撞后速度大小相等,方向相反,分别为和-,则有m B v0=m A·+m B,解得m A∶m B=4∶1,选项D正确。
高考物理《碰撞问题》真题练习含答案1.如图,在光滑水平面上,一质量为100 g 的A 球,以2 m/s 的速度向右运动,与质量为200 g 大小相同的静止B 球发生对心碰撞,撞后B 球的速度大小为1.2 m/s ,取A 球初速度方向为正方向,下列说法正确的是( )A .该碰撞为弹性碰撞B .该碰撞为完全非弹性碰撞C .碰撞前后A 球的动量变化为-1.6 kg·m/sD .碰撞前后A 球的动量变化为-0.24 kg·m/s答案:D解析:以A 球初速度方向为正方向,碰撞过程根据动量守恒得m A v 0=m A v A +m B v B ,解得A 球碰后的速度为v A =-0.4 m/s ,碰撞前后A 球的动量变化为Δp =m A v A -m A v 0=0.1×(-0.4) kg·m/s -0.1×2 kg·m/s =-0.24 kg·m/s ,C 错误,D 正确;碰撞前系统的机械能为E 1=12m A v 20 =12 ×0.1×22 J =0.2 J ,碰撞后系统的机械能为E 2=12 m A v 2A +12 m B v 2B =12×0.1×0.42 J +12×0.2×1.22 J =0.152 J ,由于E 2<E 1,且碰后A 、B 速度并不相同,则该碰撞不是弹性碰撞,也不是完全非弹性碰撞,A 、B 错误.2.[2024·辽宁省沈阳市期中考试]在某次台球比赛中,质量均为m 、材料相同的白球和黑球静止在水平台球桌面上,某时刻一青少年瞬击白球后,白球与一静止的黑球发生了对心碰撞,碰撞前后两球的位置标记如图所示,A 、B 分别为碰前瞬间白球、黑球所在位置,C 、D 分别为碰撞后白球、黑球停止的位置.则由图可知白、黑两球碰撞过程中损失的动能与碰前时刻白球动能的比值为( )A .12B .23C .49D .59答案:C解析:令碰后白球的位移为3x 0,则黑球碰后位移为12x 0,碰撞过程,根据动量守恒定律有m v 0=m v 1+m v 2,碰撞后两球做匀减速直线运动,利用逆向思维,根据速度与位移关系有v 21 =2μg ·3x 0,v 22 =2μg ·12x 0,白、黑两球碰撞过程中损失的动能ΔE k =12 m v 20 -12m v 21 -12 m v 22 ,碰前时刻白球动能E k0=12 m v 20 ,解得ΔE k ΔE k0 =49,C 正确. 3.[2024·北京市顺义区期中考试]如图所示,两物块A 、B 质量分别为m 、2m ,与水平地面的动摩擦因数分别为2μ、μ,其间用一轻弹簧连接.初始时弹簧处于原长状态,使A 、B 两物块同时获得一个方向相反,大小分别为v 1、v 2的水平速度,弹簧再次恢复原长时两物块的速度恰好同时为零.关于这一运动过程,下列说法正确的是( )A .两物块A 、B 及弹簧组成的系统动量不守恒B .两物块A 、B 及弹簧组成的系统机械能守恒C .两物块A 、B 初速度的大小关系为v 1=v 2D .两物块A 、B 运动的路程之比为2∶1答案:D解析:分析可知,物块A 、B 的质量分别为m 、2m ,与地面间的动摩擦因数分别为2μ、μ,因此在滑动过程中,两物块所受的摩擦力大小都等于2μmg ,且方向相反,由此可知系统所受合外力为零,系统动量守恒,A 错误;在系统运动过程中要克服摩擦力做功,系统的机械能转化为内能,系统机械能不守恒,B 错误;系统动量守恒,取向右为正方向,由动量守恒定律可得m v 1-2m v 2=0,解得v 1=2v 2,C 错误;系统动量守恒,取向右为正方向,由动量守恒定律可得m v 1-2m v 2=0,设A 、B 的路程分别为s 1、s 2,则有m s 1t -2m s 2t=0,解得s 1∶s 2=2∶1,D 正确.4.随着科幻电影《流浪地球》的热映,“引力弹弓效应”进入了公众的视野.“引力弹弓效应”是指在太空运动的探测器,借助行星的引力来改变自己的速度.为了分析这个过程,可以提出以下两种模式:探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星,分别因相互作用改变了速度.如图所示,以太阳为参考系,设行星运动的速度为u ,探测器的初速度大小为v 0,在图示的两种情况下,探测器在远离行星后速度大小分别为v 1和v 2.探测器和行星虽然没有发生直接的碰撞,但是在行星的运动方向上,其运动规律可以与两个质量不同的钢球在同一条直线上发生的弹性碰撞规律作类比.那么下列判断中正确的是( )A .v 1>v 0B .v 1=v 0C .v 2>v 0D .v 2=v 0答案:A解析:根据题意,设行星的质量为M ,探测器的质量为m ,当探测器从行星的反方向接近行星时(题中左图),再设向左为正方向,根据动量守恒和能量守恒得-m v 0+Mu =Mu ′+m v 1.12 m v 20 +12 Mu 2=12 Mu ′2+12m v 21 ,整理得v 1-v 0=u +u ′,所以v 1>v 0,A 正确,B 错误;同理,当探测器从行星的同方向接近行星时(题中右图),再设向左为正方向,根据动量守恒和能量守恒得m v 0+Mu =Mu ″-m v 2,12 m v 20 +12 Mu 2=12 Mu ″2+12m v 22 ,整理得v 0-v 2=u +u ″,所以v 2<v 0,C 、D 错误.5.如图所示,质量为M 的滑块静止在光滑水平地面上,其左侧是四分之一光滑圆弧,左端底部恰好与地面相切.两小球的质量分别为m 1=2 kg 、m 2=3 kg ,m 1的初速度为v 0,m 2保持静止.已知m 1与m 2发生弹性正碰,要使m 1与m 2发生两次碰撞,则M 可能为( )A .2 kgB .3 kgC .5 kgD .6 kg答案:D解析:m 1与m 2发生第一次弹性碰撞后,设小球m 1与m 2的速度分别为v 1、v 2,则由动量守恒定律有m 1v 0=m 1v 1+m 2v 2,系统机械能守恒,有12 m 1v 20 =12 m 1v 21 +12m 2v 22 ,解得v 1=m 1-m 2m 1+m 2 v 0,v 2=2m 1m 1+m 2v 0;进入四分之一圆弧轨道M ,当m 2离开圆弧轨道时,设m 2的速度为v ′2,根据动量守恒和机械能守恒得v ′2=m 2-M m 2+Mv 2,要使m 1与m 2发生两次碰撞,则v ′2<0,即m >m 2,且|v ′2|>|v 1|,联立解得M >5 kg ,D 正确.6.[2024·浙江省宁波金兰教有合作组织联考]有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长,一位同学想用一个卷尺测量它的质量,他进行了如下操作:首先将船平行码头自由停泊,然后他轻轻从船尾上船,走到船头后停下,而后轻轻下船,用卷尺测出船后退的距离d 和船长L ,已知他自身的质量为m ,忽略船运动过程中水对它的阻力,则可测得船的质量为( )A .m (L -d )dB .m (L +d )dC .m (L +d )LD .mL d答案:A解析:设人走动时船的速度大小为v ,人的速度大小为v ′,船的质量为M ,人和船的相对位移为L ,人从船尾走到船头所用时间为t ,则v =d t ,v ′=L -d t,人和船组成的系统在水平方向上动量守恒,取船的速度方向为正方向,根据动量守恒定律得M v -m v ′=0,解得船的质量M =m (L -d )d,A 正确. 7.如图所示,平板小车A 放在光滑水平面上,长度L =1 m ,质量m A =1.99 kg ,其上表面距地面的高度h =0.8 m .滑块B (可视为质点)质量m B =1 kg ,静置在平板小车的右端,A 、B 间的动摩擦因数μ=0.1.现有mC =0.01 kg 的子弹以v 0=400 m/s 速度向右击中小车A 并留在其中,且击中时间极短,g 取10 m/s 2.求:(1)子弹C 击中平板小车A 后的瞬间,A 速度多大?(2)B 落地瞬间,平板小车左端与滑块B 的水平距离x 多大?答案:(1)2 m/s (2)0.4 m解析:(1)子弹C 击中小车A 后并留在其中,则A 与C 共速,速度为v 1,以v 0为正方向,根据动量守恒有m C v 0=(m C +m A )v 1,得v 1=2 m/s(2)设A 与B 分离时的速度分别是v 2、v 3,对A 、B 、C 组成的系统分析,由动量守恒和动能定理得(m A +m C )v 1=(m A +m C )v 2+m B v 3-μm B gL =12 (m A +m C )v 22 +12 m B v 23 -12(m A +m C )v 21 解得v 2=53 m/s ,v 3=23m/s 或v 2=1 m/s ,v 3=2 m/s(舍去,因为A 的速度不能小于B 的速度)B 从A 飞出以v 3做平抛运动,则h =12gt 2 得t =0.4 sA 以v 2向右做匀速直线运动,则当B 落地时,它们的相对位移x =(v 2-v 3)t =0.4 m8.[2024·河北省唐山市一中联盟联考]如图所示,光滑水平面上有一质量M =1.98 kg 的小车,小车上表面有一半径为R =1 m 的14光滑圆弧轨道,与水平轨道在B 点相切,B 点右侧粗糙,小车的最右端D 点竖直固定轻质弹簧片CD .一个质量m =2 kg 的小球置于车的B 点,车与小球均处于静止状态,有一质量m 0=20 g 的子弹,以速度v 0=800 m/s 击中小车并停留在车中,设子弹击中小车的过程时间极短,已知小球与弹簧片碰撞时无机械能损失,BD 之间距离为0.3 m ,小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5,g 取10 m/s 2.求:(1)子弹击中小车后的瞬间,小车的速度;(2)小球再次返回圆弧轨道最低点时,小球的速度大小;(3)小球最终相对于B 点的距离.答案:(1)8 m/s (2)8 m/s (3)0.2 m解析:(1)取向右为正方向,子弹打小车过程,子弹和小车系统动量守恒m 0v 0=(m 0+M )v解得v =8 m/s(2)子弹、小车和小球构成的系统动量守恒(m 0+M )v =(m 0+M )v 1+m v 2子弹、小车和小球构成的系统机械能守恒12 (m 0+M )v 2=12 (m 0+M )v 21 +12m v 22 联立可得v 1=0 v 2=8 m/s(3)小球最终状态是三者共速时(m 0+M )v =(m 0+m +M )v 3损失的机械能12 (m 0+M )v 2-12(m 0+m +M )v 23 =μmgs 联立可得s =3.2 m所以相对于B 点的距离是x =s -0.3×10 m =0.2 m9.[2024·江苏省宿迁市月考]如图所示,滑块A 、B 、C 位于光滑水平面上,已知A 的质量m A =1 kg ,B 的质量m B =m C =2 kg.滑块B 的左端连有轻质弹簧,弹簧开始处于自由伸长状态.现使滑块A 以v 0=3 m/s 速度水平向右运动,通过弹簧与静止的滑块B 相互作用,直至分开未与C 相撞.整个过程弹簧没有超过弹性限度,求:(1)弹簧被压缩到最短时,B 物体的速度大小;(2)弹簧给滑块B 的冲量;(3)滑块A 的动能最小时,弹簧的弹性势能.答案:(1)1 m/s (2)4 N·s ,方向向右(3)2.25 J解析:(1)对AB 系统,AB 速度相等时,弹簧被压缩到最短.取向右为正方向,根据动量守恒定律可得m A v 0=(m A +m B )v 1代入数据解得v 1=1 m/s(2)在弹簧作用的过程中,B 一直加速,B 与弹簧分开后,B 的速度最大,取向右为正方向,根据动量守恒定律可得m A v 0=m A v A +m B v B根据机械能守恒定律可得12 m A v 20 =12 m A v 2A +12m B v 2B 联立解得v B =2 m/s对B 根据动量定理可得I =m B v B -0=2×2 N·s -0=4 N·s方向向右;(3)滑块A 的动能最小时速度为零,取向右为正方向,根据动量守恒定律可得m A v 0=m B v ′B 代入数据解得v ′B =1.5 m/s根据功能关系可得E p =12 m A v 20 -12m B v ′2B 代入数据解得E p =2.25 J .。
2018年全国统一高考物理试卷(新课标Ⅰ)一、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一顶符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.1.(6分)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动,在启动阶段,列车的动能()A.与它所经历的时间成正比B.与它的位移成正比C.与它的速度成正比D.与它的动量成正比2.(6分)如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态,现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动,以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是()A.B.C.D.3.(6分)如图,三个固定的带电小球a,b和c,相互间的距离分别为ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm,小球c所受库仑力的合力的方向平行于a,b的连线,设小球a,b所带电荷量的比值的绝对值为k,则()A.a,b的电荷同号,k=B.a,b的电荷异号,k=C.a,b的电荷同号,k=D.a,b的电荷异号,k=4.(6分)如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心。
轨道的电阻忽略不计。
OM是有一定电阻。
可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。
空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到B′(过程Ⅱ)。
在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则等于()A.B.C.D.25.(6分)如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2R;bc是半径为R的四分之一圆弧,与ab相切于b点。
一质量为m的小球,始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静开始向右运动。
重力加速度大小为g。
精做19 滑块、碰撞等问题
1.(2012·天津卷)如图所示,水平地面上固定有高为h 的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高度也为h ,坡道底端与台面相切。
小球A 从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面与静止在台面上的小球B 发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半,两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g 。
求 (1)小球A 刚滑至水平台面的速度v A ; (2)A 、B 两球的质量之比m A :m B 。
【答案】(1
)A v = (2)13
:A B m m =:
A A A
B m v m m v =+()两球做平抛运动,水平方向: 2h vt =,竖直方向:212
h gt =,解得:13
:A B m m =:。
2.(2012·新课标卷)如图,小球a 、b 用等长细线悬挂于同一固定点O 。
让球a 静止下垂,将球b 向右拉起,使细线水平。
从静止释放球b ,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°。
忽略空气阻力,求
(1)两球a 、b 的质量之比;
(2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b 在碰前的最大动能之比。
【答案】(1
)
121m m = (2)k 12
Q E =-
(2)两球在碰撞过程中的机械能损失是212()(1cos )Q m gL m m gL θ=-+- 联立①⑥式,Q 与碰前球b 的最大动能k E (2k 21
2
E m v =
)之比为 12k 2
1(1cos )m m Q
E m θ+=--⑦
联立⑤⑦式,并代入题给数据得
k 1Q E = 3.(2014·天津卷)如图所示,水平地面上静止放置一辆小车A ,质量4kg A m =,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计。
可视为质点的物块B 置于A 的最右端,B 的质量2kg B m =。
现对A 施加一个水平向右的恒力F=10 N ,A 运动一段时间后,小车左端固定的挡板B 发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A 、B 粘合在一起,共同在F 的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6 s ,二者的速度达到12m /s v =。
求:
(1)A 开始运动时加速度a 的大小; (2)A 、B 碰撞后瞬间的共同速度v 的大小; (3)A 的上表面长度l ;。
【答案】(1)2.5 m/s 2 (2)1 m/s (3)0.45 m
(3)设A 、B 发生碰撞前,A 的速度为v A ,对A 、B 发生碰撞的过程,由动量守恒定律有:
()v m m v m B A A A += ⑤
A 从开始运动到与
B 发生碰撞前,由动能定理得:2
2
1A A v m Fl = ⑥ 联立④⑤⑥式,代入数据解得:0.45m l = ⑦
4.如图所示,高h=0.45 m 的光滑水平桌面上有质量m 1=2 kg 的物体,以水平速度v 1=5 m/s 向右运动,与静止的另一质量m 2=1 kg 的物体相碰.若碰撞后m 1仍向右运动,速度变为v 1′=3 m/s ,求:(不计空气阻力,g=10 m/s 2) (1)m 2落地时距桌边缘A 点的水平距离; (2)m 2落地时动量的大小。
【答案】(1)1.2 m (2)5 kg ·m/s 【解析】(1)m 1与m 2碰撞,动量守恒,有: m 1v 1=m 1v 1′+m 2v 2 解得v 2=4 m/s。