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高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析
一、高考物理精讲专题动量守恒定律
1.如图所示,一辆质量M=3kg的小车A静止在光滑的水平面上,小车上有一质量m=lkg的光滑小球B,将一轻质弹簧压缩并锁定,此时弹簧的弹性势能为Ep=6J,小球与小车右壁距离为L=0.4m,解除锁定,小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住,求:
①小球脱离弹簧时的速度大小;
②在整个过程中,小车移动的距离。
【答案】(1)3m/s(2)0.1m
【解析】
试题分析:(1)除锁定后弹簧的弹性势能转化为系统动能,根据动量守恒和能量守恒列出等式得
mv1-Mv2=0
代入数据解得:v1=3m/sv2=1m/s
(2)根据动量守恒和各自位移关系得,x1+x2=L
代入数据联立解得:=0.1m
考点:动量守恒定律;能量守恒定律.
2.如图所示,在光滑的水平面上放置一个质量为2m的木板B,B的左端放置一个质量为m的物块A,已知A、B之间的动摩擦因数为,现有质量为m的小球以水平速度飞来与A物块碰撞后立即粘住,在整个运动过程中物块A始终未滑离木板B,且物块A和小球均可视为质点(重力加速度g).求:
①物块A相对B静止后的速度大小;
②木板B至少多长.
【答案】①0.25v0.②
【解析】
试题分析:(1)设小球和物体A碰撞后二者的速度为v1,三者相对静止后速度为v2,规定向右为正方向,根据动量守恒得,
mv0=2mv1,①(2分)
2mv1=4mv2②(2分)
联立①②得,v2=0.25v0.(1分)
(2)当A在木板B上滑动时,系统的动能转化为摩擦热,设木板B的长度为L,假设A刚好滑到B的右端时共速,则由能量守恒得,
③(2分)
联立①②③得,L=
考点:动量守恒,能量守恒.
【名师点睛】小球与A碰撞过程中动量守恒,三者组成的系统动量也守恒,结合动量守恒定律求出物块A相对B静止后的速度大小;对子弹和A共速后到三种共速的过程,运用能量守恒定律求出木板的至少长度.
3.如图,一质量为M的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度v0/2射出.重力加速度为g.求:
(1)此过程中系统损失的机械能;
(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离.
【答案】(1)(2)
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析:(1)设子弹穿过物块后物块的速度为V,由动量守恒得
mv0=m+MV①
解得
②
系统的机械能损失为
ΔE=③
由②③式得
ΔE=④
(2)设物块下落到地面所需时间为t,落地点距桌面边缘的水平距离为s,则
⑤
s=Vt⑥
由②⑤⑥得
S=⑦
考点:动量守恒定律;机械能守恒定律.
点评:本题采用程序法按时间顺序进行分析处理,是动量守恒定律与平抛运动简单的综合,比较容易.
4.如图所示,静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列,质量均为m,人在极端的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动,当车运动了距离L时与第二辆车相碰,两车以共同速度继续运动了距离L时与第三车相碰,三车以共同速度又运动了距离L时停止。车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍,重力加速度为g,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用,碰撞时间很短,忽略空气阻力,求:
(1)整个过程中摩擦阻力所做的总功;
(2)人给第一辆车水平冲量的大小;
(3)第一次与第二次碰撞系统功能损失之比。
【答案】
【解析】略
5.(1)(5分)关于原子核的结合能,下列说法正确的是(填正确答案标号。选
对I个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能
C.铯原子核()的结合能小于铅原子核()的结合能
D.比结合能越大,原子核越不稳定
E.自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能
(2)(10分)如图,光滑水平直轨道上有三个质童均为m的物块A、B、C。B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质最不计).设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A、B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹黄分离的过程中,
(ⅰ)整个系统损失的机械能;
(ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
【答案】(1)ABC
(2)
【解析】(1)原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量,也等于将原子核分解成核子所需要的最小能量,A正确;重核的比结合能比中等核小,因此重核衰变时释放能量,衰变产物的结合能之和小球原来重核的结
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