2014年高考《動(dòng)量和能量》物理試題

1、2014年高考動(dòng)量和能量物理試題1（2014福建卷單選）一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進(jìn)入太空預(yù)定位置，由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離。已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1，后部分的箭體質(zhì)量為m2，分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行，若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，則分離后衛(wèi)星的速率v1為( )A B C D2（2014上海卷）動(dòng)能相等的兩物體A、B在光滑水平面上沿同一直線相向而行，它們的速度大小之比vA:vB=2: 1，則動(dòng)量大小之比PA:PB= ;兩者碰后粘在一起運(yùn)動(dòng)，其總動(dòng)量與A原來(lái)動(dòng)量大小之比P:PA= 。 3（2014全國(guó)大綱卷）冰球運(yùn)動(dòng)員甲的質(zhì)量為80.0 kg.當(dāng)他以5.0 m/s的速

2、度向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，與另一質(zhì)量為100 kg、速度為3.0 m/s的迎面而來(lái)的運(yùn)動(dòng)員乙相撞碰后甲恰好靜止假設(shè)碰撞時(shí)間極短，求：(1 )碰后乙的速度的大??；(2)碰撞中總機(jī)械能的損失4（2014天津卷）如圖所示，水平地面上靜止放置一輛小車A，質(zhì)量mA4 kg，上表面光滑，小車與地面間的摩擦力極小，可以忽略不計(jì)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊 B置于A的最右端，B的質(zhì)量mB2 kg.現(xiàn)對(duì)A施加一個(gè)水平向右的恒力F10 N，A運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小車左端固定的擋板與B發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，碰撞后經(jīng)時(shí)間t0.6 s，二者的速度達(dá)到vt2 m/s.求：(1)A開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的

3、大小；(2)A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大??；(3)A的上表面長(zhǎng)度l.圖(a)氣墊導(dǎo)軌光電門遮光片紙帶AB5（2014新課標(biāo)卷）現(xiàn)利用圖(a)所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。在圖(a)中，氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計(jì)數(shù)器（未完全畫出）可以記錄遮光片通過(guò)光電門的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑塊A的質(zhì)量m1=0.301kg，滑塊B的質(zhì)量m2=0.108kg，遮光片的寬度d=1.00cm；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率f=50.0Hz。將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊A一向右的初速度，使它

4、與B相碰。碰后光電計(jì)數(shù)器顯示的時(shí)間為tB=3.500ms，碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示。1.91圖(b)（cm）1.921.931.943.254.004.024.034.05若實(shí)驗(yàn)允許的相對(duì)誤差絕對(duì)值（）最大為5%，本實(shí)驗(yàn)是否在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？寫出運(yùn)算過(guò)程。 6（2014安徽卷）在光滑水平地面上有一凹槽A，中央放一小物塊B，物塊與左右兩邊槽壁的距離如圖所示，L為10m，凹槽與物塊的質(zhì)量均為m，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為005。開始時(shí)物塊靜止，凹槽以v0=5 ms初速度向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)物塊與凹槽槽壁碰撞過(guò)程中沒(méi)有能量損失，且碰撞時(shí)間不計(jì)，g取10 ms2。求：(1)物塊與凹槽相對(duì)靜止

5、時(shí)的共同速度；(2)從凹槽開始運(yùn)動(dòng)到兩者相對(duì)靜止物塊與右側(cè)槽壁碰撞的次數(shù)；(3)從凹槽開始運(yùn)動(dòng)到兩者剛相對(duì)靜止所經(jīng)歷的時(shí)間及該時(shí)間內(nèi)凹槽運(yùn)動(dòng)的位移大小。7（2014新課標(biāo)卷）如圖，質(zhì)量分別為mA、mB的兩個(gè)彈性小球A、B靜止在地面上方，B球距地面的高度b=0.8m，A球在B球的正上方。先將B球釋放，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再將A球釋放。當(dāng)A球下落t = 0.3s時(shí)，剛好與B球在地面上方的P點(diǎn)處相碰，碰撞時(shí)間極短，碰后瞬間A球的速度恰為零。已知mB=3mA，重力加速度大小g=10m/s2，忽略空氣阻力及碰撞中的動(dòng)能損失。求：(1)B球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度； (2) P點(diǎn)距離地面的高度。8（2014海南卷

6、）一靜止原子核發(fā)生衰變，生成一粒子及一新核，粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡是半徑為R的圓。已知粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q；新核的質(zhì)量為M；光在真空中的速度大小為c。求衰變前原子核的質(zhì)量。9（2014江蘇卷）牛頓的 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 中記載, A、 B 兩個(gè)玻璃球相碰,碰撞后的分離速度和它們碰撞前的接近速度之比總是約為 15:16 . 分離速度是指碰撞后 B 對(duì) A 的速度,接近速度是指碰撞前 A 對(duì) B 的速度. 若上述過(guò)程是質(zhì)量為 2 m 的玻璃球 A 以速度 v0 碰撞質(zhì)量為 m 的靜止玻璃球 B,且為對(duì)心碰撞,求碰撞后 A、B 的速度大小. 10（2014廣東卷）

7、下圖的水平軌道中，AC段的中點(diǎn)B的正上方有一探測(cè)器，C處有一豎直擋板，物體P1沿軌道向右以速度v1與靜止在A點(diǎn)的物體P2碰撞，并接合成復(fù)合體P，以此碰撞時(shí)刻為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，探測(cè)器只在t1=2s至t2=4s內(nèi)工作，已知P1、P2的質(zhì)量都為m=1kg，P與AC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.1，AB段長(zhǎng)l=4m，g取10m/s2，P1、P2和P均視為質(zhì)點(diǎn)，P與擋板的碰撞為彈性碰撞。（1）若v1=6m/s，求P1、P2碰后瞬間的速度大小v和碰撞損失的動(dòng)能E； （2）若P與擋板碰后，能在探測(cè)器的工作時(shí)間內(nèi)通過(guò)B點(diǎn)，求v1的取值范圍和P向左經(jīng)過(guò)A 點(diǎn)時(shí)的最大動(dòng)能E。廣州卓越教育培訓(xùn)中心李詠華作圖 P1 P2 探測(cè)器參

8、考答案1D 21:2；1:13解：(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員甲、乙的質(zhì)量分別為m、M，碰前速度大小分別為v、V，碰后乙的速度大小為V.由動(dòng)量守恒定律有mvMVMV代入數(shù)據(jù)得V1.0 m/s(2)設(shè)碰撞過(guò)程中總機(jī)械能的損失為E，應(yīng)有mv2MV2MV2E聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得E1400 J4解: (1)以A為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有FmAa代入數(shù)據(jù)解得a2.5 m/s2(2)對(duì)A、B碰撞后共同運(yùn)動(dòng)t0.6 s的過(guò)程，由動(dòng)量定理得Ft(mAmB)vt(mAmB)v代入數(shù)據(jù)解得v1 m/s(3)設(shè)A、B發(fā)生碰撞前，A的速度為vA，對(duì)A、B發(fā)生碰撞的過(guò)程，由動(dòng)量守恒定律有mAvA(mAmB)vA從開始運(yùn)動(dòng)到與B發(fā)生碰

9、撞前，由動(dòng)能定理有FlmAv由式，代入數(shù)據(jù)解得l0.45 m5解析:按定義，物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度大小v為： 式中x為物塊在很短的時(shí)間t內(nèi)的位移，設(shè)紙帶上打出相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為tA，則 tA=1/f=0.02s tA可視為很短 設(shè)在A碰撞前后瞬時(shí)速度大小分別為v0和v1 由圖(b)所給數(shù)據(jù)可得：v0=2.00m/s v1=0.790m/s 設(shè)B碰撞后瞬時(shí)速度大小為v2 設(shè)兩滑塊在碰撞前后的動(dòng)量分別為P和，則 兩滑塊在碰撞前后總動(dòng)量相對(duì)誤差的絕對(duì)值為 聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)得： 因此，本實(shí)驗(yàn)在允許的誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律。6解：（1）設(shè)兩者間相對(duì)靜止時(shí)速度為 ，由動(dòng)量守恒定律得=2 （2） 物快與

10、凹槽間的滑動(dòng)摩擦力 設(shè)兩者相對(duì)靜止前相對(duì)運(yùn)動(dòng)的路程為，由動(dòng)能定理得 - 得 已知 ，可推知物快與右側(cè)槽壁共發(fā)生6次碰撞。（3）設(shè)凹槽與物快碰前的速度分別為、，碰后的速度分別為、。有+=+ +=+得 = =即每碰撞一次凹槽與物快發(fā)生一次速度交換，在同一坐標(biāo)系上兩者的速度圖線如圖所示。根據(jù)碰撞次數(shù)可分為13段，凹槽，物快圖象在兩條連續(xù)的勻變速運(yùn)動(dòng)圖線間轉(zhuǎn)換，故可用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求時(shí)間。則=+ = 解得 =5凹槽的圖象所包圍的陰影部分面積即為凹槽的位移大小。（等腰三角形面積共分13份，第一份面積為0.5,其余每份面積均為。）=（）+6.5 =12.757解:(1)設(shè)B球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度大小

11、為vB，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vB =將h =0.8m代入上式，得vB =4m/s(2)設(shè)兩球相碰前后，A球的速度大小分別為v1和v1(v1 =0)，B球的速度分別為v2和v2，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得v1 =gt由于碰撞時(shí)間極短，重力的作用可以忽略，兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，總動(dòng)能保持不變。規(guī)定向下的方向?yàn)檎?，有mAv1+ mBv2 =mBv2mAv+mBv=mB設(shè)B球與地面相碰后的速度大小為vB，由運(yùn)動(dòng)學(xué)及碰撞的規(guī)律可得vB= vB設(shè)P點(diǎn)距地面的高度為h，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得h =聯(lián)立式，并代入已知條件可得h =0.75m8解:設(shè)衰變產(chǎn)生的粒子的速度大小為v，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得設(shè)衰變后新核的速度大小為V，衰變前后動(dòng)量守恒，有設(shè)衰變前原子核質(zhì)量為M0，衰變前后能量守恒，有解得 910（解：（1）P1、P2碰撞過(guò)程，動(dòng)量守恒：mv1=2mv 解得v= =3m/s 碰撞損失的動(dòng)能Emv(2m)v2 解得E9J （2