[推荐学习]三年高考2015_2017高考物理试题分项版解析专题07能量和动量

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K12的学习需要努力专业专心坚持 专题07 能量和动量

一、选择题

1．【2017·新课标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．30kgm/s B．5.7×102kgm/s

C．6.0×102kgm/s D．6.3×102kgm/s

【答案】A

【考点定位】动量、动量守恒

【名师点睛】本题主要考查动量即反冲类动量守恒问题，只要注意动量的矢量性即可，比较简单。

2．【2015·福建·30（2）】如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是。

A．A和B都向左运动 B．A和B都向右运动

C．A静止，B向右运动 D．A向左运动，B向右运动

【答案】D

【解析】取向右为正方向，根据动量守恒：BAmvmvmvvm22200，知系统总动量为零，所以碰后总动量也为零，即A、B的运动方向一定相反，所以D正确；A、B、C错误。

【考点】原子结构和原子核

【方法技巧】本题主要考察动量守恒，在利用动量守恒解决问题时，注意动量是矢量，要先选择正方向。

3．【2015·北京·18】“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（） 生活的色彩就是学习

K12的学习需要努力专业专心坚持 A．绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小

B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小

C．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大

D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力

【答案】A

【考点定位】牛顿运动定律、动量定理、功能关系。

【规律总结】涉及运动中的位移问题，优先选择动能定理；涉及运动的时间问题，优选选择动量定理；涉及运动的加速度和匀变速直线运动，选择牛顿第二定律和运动学公式。

4．【2017·新课标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/s

B．t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s

C．t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s

D．t=4 s时物块的速度为零

【答案】AB

【考点定位】动量定理

【名师点睛】求变力的冲量是动量定理应用的重点，也是难点。F–t图线与时间轴所围面积表示冲量。

5．【2017·天津卷】“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。生活的色彩就是学习

K12的学习需要努力专业专心坚持 摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是

A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变

B．在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力

C．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零

D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变

【答案】B

【解析】机械能等于动能和重力势能之和，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能时刻发生变化，则机械能在变化，故A错误；在最高点对乘客受力分析，根据牛顿第二定律有：rvmNmg2，座椅对他的支持力mgrvmmgN2，故B正确；乘客随座舱转动一周的过程中，动量不变，是所受合力的冲量为零，重力的冲量0tmgI，故C错误；乘客重力的瞬时功率cosmgvP，其中θ为线速度和竖直方向的夹角，摩天轮转动过程中，乘客的重力和线速度的大小不变，但θ在变化，所以乘客重力的瞬时功率在不断变化，故D错误。

【考点定位】机械能，向心力，冲量和动量定理，瞬时功率

【名师点睛】本题的难点在于对动量定理的理解，是“物体所受合力的冲量等于动量的变化”，而学生经常记为“力的冲量等于物体动量的变化”。

6．【2015·北京·17】实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图，则（）

A．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外 B．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外

C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里 生活的色彩就是学习

K12的学习需要努力专业专心坚持 【答案】D

【考点定位】衰变、动量守恒定律、带电粒子在磁场中的运动、左手定则。

【规律总结】衰变形成外切圆，衰变形成内切圆，大圆都是射线的轨迹。

二、非选择题

7．【2016·上海卷】如图，粗糙水平面上，两物体A、B以轻绳相连，在恒力F作用下做匀速运动。某时刻轻绳断开，在F牵引下继续前进，B最后静止。则在B静止前，A和B组成的系统动量_________（选填：“守恒”或“不守恒”）。在B静止后，A和B组成的系统动量。（选填：“守恒”或“不守恒“）

【答案】守恒；不守恒

【解析】轻绳断开前，A、B做匀速运动，系统受到的拉力F和摩擦力平衡，合外力等于零，即

0ABFff，所以系统动量守恒；当轻绳断开B静止之前，A、B系统的受力情况不变，即

0ABFff，所以系统的动量依然守恒；当B静止后，系统的受力情况发生改变，即AAFfma，系统合外力不等于零，系统动量不守恒。

【考点定位】动量守恒条件

【方法技巧】先通过匀速运动分析A、B整体的合外力，再分析轻绳断开后A、B整体的合外力，只要合外力为零，系统动量守恒，反之不守恒。

8．【2016·天津卷】如图所示，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块B，盒的质量是滑块质量的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ。若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，则此时盒的速度大小为________，滑块相对于盒运动的路程为________。

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K12的学习需要努力专业专心坚持 【答案】3v23vg

【考点定位】动量守恒定律、能量守恒定律

【名师点睛】此题是对动量守恒定律及能量守恒定律的考查；关键是分析两个物体相互作用的物理过程，选择好研究的初末状态，根据动量守恒定律和能量守恒定律列出方程；注意系统的动能损失等于摩擦力与相对路程的乘积。

8．【2015·上海·22A】两小孩在冰面上乘坐“碰碰车”相向运动。A车总质量为50kg，以2m/s的速度向右运动；B车总质量为70kg，以3m/s的速度向左运动；碰撞后，A以1.5m/s的速度向左运动，则B的速度大小为___________m/s，方向向___________（选填“左”或“右”）

【答案】0.5；左

【解析】由动量守恒定律得：规定向右为正方向，BBAABBAAvmvmvmvm，解得：smvB/5.0，所以B的速度大小是0.5m/s，方向向左。

【考点定位】动量守恒定律

【名师点睛】本题考查动量守恒定律，在应用动量守恒定律时，要特别注意动量的方向。

10．【2015·天津·9（1）】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，两球刚好不发生碰撞，AB两球的质量之比为__________，AB碰撞前、后两球总动能之比为_______________

【答案】4：1； 9：5 生活的色彩就是学习

K12的学习需要努力专业专心坚持 考点：动量守恒定律

【名师点睛】高中阶段的动量守恒考查最多的一类模型就是碰撞，本题属于容易题，难度不大，需要注意的是“题眼”的寻找，“刚好不发生碰撞”说明两球碰撞后的速率大小相同，代入题目已知条件，利用动量守恒定律很容易得出结果。

11．【2015·江苏·12C（3）】取质子的质量mp=1.6726×10-27kg，中子的质量mn=1.6749×10-27kg，α粒子的质mα=6.6467×10-27kg，光速c=3×108m/s，请计算α粒子的结合能。（计算结果保留两位有效数字）

【答案】J12103.4

【解析】根据爱因斯坦质能方程2mcE，可求：JcmmmEnp122103.422

【考点】核能的计算

【方法技巧】本题主要是公式，即爱因斯坦质能方程2mcE，要注意所给原子核质量的单位。

12．【2015·海南·17（2）】运动的原子核XAZ放出粒子后变成静止的原子核Y。已知X、Y和粒子的质量分别是M、1m和2m，真空中的光速为c，粒子的速度远小于光速。求反应后与反应前的总动能之差以及粒子的动能。

【答案】212kEMmmc，2122MMmmcMm

【考点定位】质能方程，动量守恒定律

【方法技巧】在解决核反应问题时要掌握在核反应过程中，遵循两大守恒：动量守恒和能量守恒。

13．【2015·山东·39（2）】如图，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平轨道上。现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后AB分别以018v、034v的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动。滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞时间极短。求B、C碰后瞬间共同速度的大小。 生活的色彩就是学习

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【答案】02116v

【解析】根据动量守恒定律，AB碰撞过程满足00384Avvmvmm，

解得078Avv；

从A开始运动到与B相碰的过程，根据动能定理：22f01122AWmvmv，

解得2015128fWmv

则对物体B从与A碰撞完毕到与C相碰损失的动能也为Wf，由动能定理可知：2'2f1122BBWmvmv，

解得：'021128Bvv；

BC碰撞时满足动量守恒，则'2Bmvmv共，

解得'0121=216Bvvv共

【考点定位】动量守恒定律；动能定理.

【方法技巧】解题的关键是掌握动量守恒定律，搞清楚物理过程并搞清不同阶段的能量转化关系.

14．【2017·江苏卷】甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1 m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1 m/s和2 m/s．求甲、乙两运动员的质量之比．

【答案】3:2

【考点定位】动量守恒定律

【名师点睛】考查动量守恒，注意动量的矢量性，比较简单．