2010年高考物理试题分类汇编——动量和能量

2010年高考物理试题分类汇编——动量和能量 （全国卷2）24.(15)如图，MNP 为整直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切于N、P端固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h，NP长度为s.一木块自M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在MN段的摩擦可忽略不计，物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ，求物块停止的地方与N点距离的可能值。 【答案】物块停止的位置距N的距离可能为 或 【解析】根据功能原理，在物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中，物块的重力势能的减少 与物块克服摩擦力所做功的数值相等。                         ①    设物块的质量为m，在水平轨道上滑行的总路程为s′，则                       ②                       ③    连立①②③化简得                           ④     第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，在N前停止，则物块停止的位置距N的距离为                ⑤     第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，可再一次滑上光滑圆弧轨道，滑下后在水平轨道上停止，则物块停止的位置距N的距离为                ⑥ 所以物块停止的位置距N的距离可能为 或 。 （全国卷2）25.（18分）小球A和B的质量分别为mA  和 mB  且mA＞＞mB    在某高度处将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，在释放处的下方与释放出距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正幢，设所有碰撞都是弹性的，碰撞事件极短。求小球A、B碰撞后B上升的最大高度。 答案： 解析： 小球A与地面的碰撞是弹性的，而且AB都是从同一高度释放的，所以AB碰撞前的速度大小相等于设为 ，根据机械能守恒有 化简得                                      ① 设A、B碰撞后的速度分别为 和 ，以竖直向上为速度的正方向，根据A、B组成的系统动量守恒和动能守恒得                              ②                       ③ 联立②③化简得                                     ④ 设小球B 能够上升的最大高度为h，由运动学公式得                                               ⑤ 联立①④⑤化简得                                        ⑥ （新课标卷）16.如图所示，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断     A、在 时间内，外力做正功     B、在 时间内，外力的功率逐渐增大     C、在 时刻，外力的功率最大     D、在 时间内，外力做的总功为零 答案：AD 解析：选项B错误，根据P=Fv和图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，外力的功率先减小后增大。选项C错误，此时外力的功率为零。 （新课标卷）34.[物理——选修3-5]      (2)(10分)如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为 .使木板与重物以共同的速度 向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短.求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间.设木板足够长，重物始终在木板上.重力加速度为g.         解析：木板第一次与墙碰撞后，向左匀减速直线运动，直到静止，再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度，再往后是匀速直线运动，直到第二次撞墙。     木板第一次与墙碰撞后，重物与木板相互作用直到有共同速度，动量守恒，有：     ，解得：     木板在第一个过程中，用动量定理，有：     用动能定理，有：     木板在第二个过程中，匀速直线运动，有： 木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间t=t1+t2= + = 。 （北京卷）20．如图，若ｘ轴表示时间，ｙ轴表示位置，则该图像反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关系。若令ｘ轴和ｙ轴分别表示其他的物理量，则该图像又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系。下列说法中正确的是 Ａ．若ｘ轴表示时间，ｙ轴表示动能，则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系 Ｂ．若ｘ轴表示频率，ｙ轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系 Ｃ．若ｘ轴表示时间，ｙ轴表示动量，则该图像可以反映某物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系 Ｄ．若ｘ轴表示时间，ｙ轴表示感应电动势，则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系 答案：C 解析：根据动量定理 说明动量和时间是线性关系，纵截距为初动量，C正确。结合 得 ，说明动能和时间的图像是抛物线，A错误。根据光电效应方程 ，说明最大初动能和时间是线性关系，但纵截距为负值，B错误。当磁感应强度随时间均匀增大时，增长合回路内的磁通量均匀增大，根据法拉第电磁感应定律增长合回路的感应电动势等于磁通量的变化率，是一个定值，不随时间变化，D错误。 （海南卷）19. (2) (8分)在核反应堆中，常用减速剂使快中子减速．假设减速剂的原子核质量是中子的 倍．中子与原子核的每次碰撞都可看成是弹性正碰．设每次碰撞前原子核可认为是静止的，求 次碰撞后中子速率与原速率之比． 答案： 解析：设中子和作减速剂的物质的原子核A的质量分别为 和 ，碰撞后速度分别为 和 ，碰撞前后的总动量和总能量守恒，有                                  ①                            ② 式中 为碰撞前中子速度，由题设                                            ③ 由①②③式得，经1次碰撞后中子速率与原速率之比为                                          ④ 经N次碰撞后，中子速率与原速率之比为                                                 ⑤  （上海理综）5．高台滑雪运动员腾空跃下，如果不考虑空气阻力，则下落过程中该运动员机械能的转换关系是（   ）。 A．动能减少，重力势能减少      B．动能减少，重力势能增加 C．动能增加，重力势能减少      D．动能增加，重力势能增加 答案：C （上海理综）8．如图是位于锦江乐园的摩天轮，高度为108m，直径是98m。一质量为50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25min。如果以地面为零势能面，则他到达最高处时的（取g=10m/s2）（    ）。 A．重力势能为5.4×104J，角速度为0.2rad/s B．重力势能为4.9×104J，角速度为0.2rad/s C．重力势能为5.4×104J，角速度为4.2×10-3rad/s D．重力势能为4.9×104J，角速度为4.2×10-3rad/s 答案：C