2019屆高三物理浙江二輪選考復(fù)習(xí)能量與動量提升訓(xùn)練9---精校解析word版

1、<p><b>　　提升訓(xùn)練9　</b></p><p>　　動量定理、動量守恒及其應(yīng)用</p><p><b>　　1.</b></p><p>　　如圖所示,兩輛質(zhì)量相同的小車置于光滑的水平面上,有一個人靜止站在A車上,兩車靜止,若這個人自A車跳到B車上,接著又跳回A車,靜止于A車上,則A車的速率(　　)&

2、lt;/p><p><b>　　A.等于零</b></p><p><b>　　B.小于B車的速率</b></p><p>　　C.大于B車的速率</p><p><b>　　D.等于B車的速率</b></p><p>　　2.有甲、乙兩碰碰車沿同一直線

3、相向而行,在碰前雙方都關(guān)閉了動力,且兩車動量關(guān)系為p甲>p乙。假設(shè)規(guī)定p甲方向為正,不計一切阻力,則(　　)</p><p>　　A.碰后兩車可能以相同的速度沿負(fù)方向前進(jìn),且動能損失最大</p><p>　　B.碰撞過程甲車總是對乙車做正功,碰撞后乙車一定沿正方向前進(jìn)</p><p>　　C.碰撞過程甲車可能反彈,且系統(tǒng)總動能減小,碰后乙車一定沿正方向前進(jìn)&l

4、t;/p><p>　　D.兩車動量變化量大小相等,方向一定是Δp甲沿正方向,Δp乙沿負(fù)方向</p><p>　　3.(2017新課標(biāo)Ⅰ卷)將質(zhì)量為1.00 kg的模型火箭點火升空,50 g燃燒的燃?xì)庖源笮?00 m/s的速度從火箭噴口在很短時間內(nèi)噴出。在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g,火箭的動量大小為(噴出過程中重力和空氣阻力可忽略)(　　)</p><p>　　A.30 kg&

5、#183;m/s</p><p>　　B.5.7×102 kg·m/s</p><p>　　C.6.0×102 kg·m/s</p><p>　　D.6.3×102 kg·m/s</p><p>　　4.質(zhì)量為m的物體,以v0的初速度沿斜面上滑,到達(dá)最高點處返回原處的速度為vt,

6、且vt=0.5v0,則(　　)</p><p>　　A.上滑過程中重力的沖量比下滑時大</p><p>　　B.上滑時和下滑時支持力的沖量都等于零</p><p>　　C.合力的沖量在整個過程中大小為mv0</p><p>　　D.整個過程中物體動量變化量為mv0</p><p><b>　　5.</b

7、></p><p>　　如圖,一長木板位于光滑水平面上,長木板的左端固定一擋板,木板和擋板的總質(zhì)量為M=3.0 kg,木板的長度為L=1.5 m,在木板右端有一小物塊,其質(zhì)量m=1.0 kg,小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.10,它們都處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)令小物塊以初速度v0沿木板向左運動,重力加速度g取10 m/s2。[來源:學(xué)&科&網(wǎng)]</p><p>　　(1)若

8、小物塊剛好能運動到左端擋板處,求v0的大小;</p><p>　　(2)若初速度v0=3 m/s,小物塊與擋板相撞后,恰好能回到右端而不脫離木板,求碰撞過程中損失的機械能。</p><p><b>　　6.</b></p><p>　　(啟慧全國大聯(lián)考2018屆高三12月聯(lián)考)如圖所示,一質(zhì)量為M=2.0×103 kg的平板小貨車A載

9、有一質(zhì)量為m=1.0×103 kg的重物B,在水平直公路上以速度v0=36 km/h做勻速直線運動,重物與車廂前壁間的距離為L=1.5 m,因發(fā)生緊急情況,貨車突然制動,已知貨車車輪與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.4,重物與車廂底板之間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.2,重力加速度g取10 m/s2,若重物與車廂前壁發(fā)生碰撞,則碰撞時間極短,碰后重物與車廂前壁不分開。</p><p>　　(1)請通過計算說明重

10、物是否會與車廂前壁發(fā)生碰撞;</p><p>　　(2)試求貨車從開始剎車到停止運動所用的時間和剎車距離。</p><p><b>　　7.</b></p><p>　　圖中兩根足夠長的平行光滑導(dǎo)軌,相距1 m水平放置,磁感應(yīng)強度B=0.4 T的勻強磁場豎直向上穿過整個導(dǎo)軌所在的空間。金屬棒ab、cd質(zhì)量分別為0.1 kg和0.2 kg,電阻分

11、別為0.4 Ω和0.2 Ω,并排垂直橫跨在導(dǎo)軌上。若兩棒以大小相等的初速度3 m/s向相反方向分開,不計導(dǎo)軌電阻,求:</p><p>　　(1)金屬棒運動達(dá)到穩(wěn)定后,ab棒的速度大小;</p><p>　　[來源:Z.xx.k.Com]</p><p>　　[來源:Z。xx。k.Com]</p><p>　　(2)金屬棒運動達(dá)到穩(wěn)定的過程中

12、,ab上產(chǎn)生的焦耳熱;</p><p>　　(3)金屬棒運動達(dá)到穩(wěn)定后,兩棒間距離增加多少?</p><p>　　8.(2018年2月杭州期末)某同學(xué)設(shè)計了一個電磁擊發(fā)裝置,其結(jié)構(gòu)如圖所示。間距為L=10 cm的平行長直導(dǎo)軌置于水平桌面上,導(dǎo)軌中NO和N'O'段用絕緣材料制成,其余部分均為導(dǎo)電金屬材料,兩種材料導(dǎo)軌平滑連接。導(dǎo)軌左側(cè)與匝數(shù)為100、半徑為5 cm的圓形線圈相

13、連,線圈內(nèi)存在垂直線圈平面的勻強磁場。電容為1 F的電容器通過單刀雙擲開關(guān)與導(dǎo)軌相連。在軌道間MPP'M'矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直桌面向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為2 T。磁場右側(cè)邊界PP'與OO'間距離為a=4 cm。初始時金屬棒A處于NN'左側(cè)某處,金屬棒B處于OO'左側(cè)距OO'距離為a處。當(dāng)開關(guān)與1連接時,圓形線圈中磁場隨時間均勻變化,變化率為 T/s;穩(wěn)定后將開關(guān)撥向2,金屬棒A被

14、彈出,與金屬棒B相碰,并在B棒剛出磁場時A棒剛好運動到OO'處,最終A棒恰在PP'處停住。已知兩根金屬棒的質(zhì)量均為0.02 kg、接入電路中的電阻均為0.1 Ω,金屬棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好,其余電阻均不計,一切摩擦不計。問:</p><p>　　(1)當(dāng)開關(guān)與1連接時,電容器兩端電壓是多少?下極板帶什么電?</p><p>　　(2)金屬棒A與B相碰后A棒的速度v是多少?&l

15、t;/p><p>　　(3)電容器所剩電荷量Q'是多少?</p><p>　　9.(2017浙江湖州市高二考試)如圖所示,為一種研究核反應(yīng)的設(shè)備示意圖,容器中為钚的放射性同位素Pu,可衰變?yōu)?U并放出能量為E的γ光子(衰變前可視為靜止,衰變放出的光子動量可忽略),衰變后速度大的粒子沿直線OQ向探測屏MN運動。為簡化模型,設(shè)衰變生成的U的質(zhì)量為m、速度均為v,生成的另一種粒子每秒到達(dá)探測

16、屏N個,打到Q點后40%穿透探測屏,60%被探測屏吸收,且粒子穿透時能量損失75%,則:</p><p>　　(1)試寫出衰變方程;</p><p>　　(2)求打到Q點前該粒子的速度大小;</p><p>　　(3)求一個Pu核衰變過程的質(zhì)量虧損;</p><p>　　(4)求探測屏受到的撞擊力大小。</p><p>

17、;　　提升訓(xùn)練9　動量定理、動量守恒及其應(yīng)用</p><p>　　1.B　解析 兩車和人組成的系統(tǒng)位于光滑的水平面上,因而該系統(tǒng)動量守恒,設(shè)人的質(zhì)量為m1,車的質(zhì)量為m2,A、B車的速率分別為v1、v2,則由動量守恒定律得(m1+m2)v1-m2v2=0,所以,有v1=v2,<1,故v1<v2,所以B正確。</p><p>　　2.C　解析 由于規(guī)定p甲方向為正,兩車動量關(guān)系為

18、p甲>p乙,碰后兩車可能以相同的速度沿正方向前進(jìn),且動能損失最大,選項A錯誤。碰撞過程甲車先對乙車做負(fù)功,選項B錯誤。碰撞過程甲車可能反彈,且系統(tǒng)總動能減小,碰后乙車一定沿正方向前進(jìn),選項C正確。由動量守恒定律,兩車動量變化量大小相等,方向可能是Δp甲沿負(fù)方向,Δp乙沿正方向,選項D錯誤。</p><p>　　3.A　解析 根據(jù)動量守恒定律得:0=Mv1-mv2,故火箭的動量與燃?xì)獾膭恿康却蠓聪颉９蕄=Mv

19、1=mv2=0.05 kg×600 m/s=30 kg·m/s。</p><p>　　4.C　解析 以v0的初速度沿斜面上滑,返回原處時速度為vt=0.5v0,說明斜面不光滑。設(shè)斜面長為L,則上滑過程所需時間t1=,下滑過程所需時間t2=,t1<t2。根據(jù)沖量的定義,可知上滑過程中重力的沖量比下滑時小,A錯誤。上滑和下滑時支持力的大小都不等于零,B錯誤。對全過程應(yīng)用動量定理,則I合=Δp

20、=-mvt-mv0=-mv0,C正確,D錯誤。</p><p>　　5.答案 (1)2 m/s　(2)0.375 J</p><p>　　解析 (1)設(shè)木板和物塊最后共同的速度為v,由動量守恒定律mv0=(m+M)v①</p><p>　　對木板和物塊系統(tǒng),由功能關(guān)系得</p><p>　　μmgL=(M+m)v2②</p>&

21、lt;p><b>　　由①②兩式解得</b></p><p><b>　　v0=</b></p><p>　　= m/s=2 m/s。</p><p>　　(2)同樣由動量守恒定律可知,木板和物塊最后也要達(dá)到共同速度v。</p><p>　　設(shè)碰撞過程中損失的機械能為ΔE。</p>

22、<p>　　對木板和物塊系統(tǒng)的整個運動過程,由功能關(guān)系有μmg2L+ΔE=(m+M)v2③</p><p>　　由①③兩式解得ΔE=-2μmgL=×32 J-2×0.1×10×1.5 J=0.375 J。</p><p>　　6.答案 (1)否　(2)2.5 s　12 m</p><p>　　解析 (1)剛剎車時

23、,貨車的加速度大小為a1,重物的加速度大小為a2,由牛頓第二定律可知μ(M+m)g-μ2mg=Ma1,μ2mg=ma2,解得a1=5 m/s2,a2=2 m/s2</p><p>　　假設(shè)B與A碰撞,且從開始剎車到碰撞所用時間為t1,則v0t1-a2-v0t1-a1=L,解得t1=1 s</p><p>　　此時貨車A的速度為vA=v0-a1t1=5 m/s,</p><

24、;p>　　重物B的速度為vB=v0-a2t1=8 m/s</p><p>　　此時A、B均未停止運動,且vA<vB,故重物會與車廂前壁發(fā)生碰撞。</p><p>　　(2)碰前貨車的運動時間為t1=1 s,運動的位移為x1=v0t1-a2=7.5 m</p><p>　　由于碰撞時間極短,故滿足動量守恒,設(shè)碰后共同的速度為v,則MvA+mvB=(M+m)

25、v,解得v=6 m/s</p><p>　　碰后一起減速運動的加速度大小為a,由牛頓第二定律可得μ1(M+m)g=(M+m)a,解得a=4 m/s2</p><p>　　一起減速的時間為t2==1.5 s</p><p>　　一起減速的位移為x2=vt2-=4.5 m</p><p>　　所以貨車剎車的總時間t=t1+t2=2.5 s,剎車距

26、離x=x1+x2=12 m。</p><p>　　7.答案 (1)1 m/s　(2)0.8 J　(3)1.5 m</p><p>　　解析 (1)ab、cd棒組成的系統(tǒng)動量守恒,最終具有共同速度v,以水平向右為正方向,</p><p>　　則mcdv0-mabv0=(mcd+mab)v</p><p>　　所以v=1 m/s。</p&g

27、t;<p>　　(2)根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律,產(chǎn)生的焦耳熱為</p><p>　　Q=ΔEk減=(mcd+mab)(-v2)=1.2 J</p><p>　　Qab=Q=0.8 J。</p><p>　　(3)對cd棒利用動量定理:</p><p>　　-BIL·Δt=mcdΔv</p><p>

28、;<b>　　又q=IΔt=</b></p><p>　　所以Δs=∑Δx==1.5 m。</p><p>　　8.答案 (1)Nkπr2　1 C　(2)0.4 m/s　(3)0.88 C</p><p>　　解析 (1)E=N=N·πr2=Nkπr2</p><p>　　Q=CE=CNkπr2=1×

29、100××π×0.052 C=1 C</p><p>　　將開關(guān)撥向2時,A棒會彈出說明所受安培力向右,電流向上,故電容器下板帶正電。</p><p>　　(2)A、B棒相碰時沒有構(gòu)成回路,沒有感應(yīng)電流,A、B棒均做勻速直線運動直至A棒到達(dá)OO'處,設(shè)碰后A棒速度為v,由于B棒的位移是A棒的兩倍,故B棒速度是2v。A棒過OO'后在安培力作用下減

30、速。[來源:Z&xx&k.Com]</p><p>　　由動量定理可知:-BIlΔt=mΔv</p><p><b>　　即-·Δt=mΔv</b></p><p><b>　　即-·Δx=mΔv</b></p><p>　　兩邊求和可得-·a=-mv,

31、即v= m/s=0.4 m/s。</p><p>　　(3)設(shè)A棒與B棒碰前的速度為v0,碰撞過程動量守恒,則有:mv0=mv+m?2v0,可得v0=3v</p><p>　　A棒在安培力作用下加速,則有:BIlΔt=mΔv,即BlΔq=mΔv</p><p>　　兩邊求和得:Bl(Q-Q')=mv0</p><p><b>

32、;　　得:Q'=Q-</b></p><p>　　代入前面的數(shù)據(jù)可知,電容器所剩電荷量為Q'=1 C- C=0.88 C。</p><p>　　9.答案 (1PuHe+γ</p><p>　　(2)-v　(3)　(4)</p><p>　　解析 (1PuHe+γ</p><p>　　(2)設(shè)

33、生成的另一個粒子質(zhì)量為m',速度為v',則</p><p><b>　　mv+m'v'=0</b></p><p><b>　　得到v'=-v。</b></p><p>　　(3)ΔE=mv2+m'v'2+E=mv2+E</p><p><

34、;b>　　Δm=。</b></p><p>　　(4)設(shè)穿透的粒子速度變?yōu)関1',則m'v1'2=25%·m'v'2</p><p>　　解得v1'=v'=v</p><p>　　則穿透的粒子與探測屏的相互作用</p><p>　　F1Δt=(m'v&