2020高考物理 第15章 章末強(qiáng)化訓(xùn)練 新人教版

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1、章末強(qiáng)化訓(xùn)練 一、選擇題（每小題5分，共30分） 1.一個質(zhì)量為0.3 kg的彈性小球，在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墻上，碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動，反彈后的速度大小與碰撞前相同.則碰撞前后小球動量變化量的大小Δp和碰撞過程中墻對小球做功的大小W為 （ ） A.Δp=0 　　　　　　　　　　　　 B.Δp=3.6 kg·m/s C.W=0 　　　　　　　　 　　　　 D.W=10.8 J 【解析】Δp=0.3×［6-(-6)］ kg·m/s=3.6 kg·m/s. 由于前后速度大小不變則W=

2、0.故B、C正確. 【答案】B、C 2.籃球運(yùn)動員通常要伸出兩臂迎接傳來的籃球，接球時，兩臂隨球迅速收縮至胸前，這樣做可以 （ ） A.減小球?qū)τ谑值臎_量 B.減小球?qū)κ值臎_擊力 C.減小球的動量變化量 D.減小球的動能變化量 【解析】由p=Ft知當(dāng)作用時間越長，球?qū)κ值臎_擊力越小，故B正確. 【答案】B 3.光滑水平面上A、B兩小車間有一彈簧(如圖所示)，用左、右

3、手分別抓住小車A、B并將彈簧壓縮后使小車處于靜止?fàn)顟B(tài)，將兩小車及彈簧看做系統(tǒng)，下列說法中正確的是 （ ） A.兩手同時放開后，系統(tǒng)動量始終為零 B.先放開左手，再放開右手，系統(tǒng)總動量不守恒 C.先放開左手，后放開右手，系統(tǒng)總動量向左 D.無論何時放手，兩手都放開后，在彈簧恢復(fù)原長的過程中，系統(tǒng)總動量都保持不變，但系統(tǒng)的總動量不一定為零 【答案】A、C、D 4．如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量之比mA∶mB＝3∶2，原來靜止在平板小車C上，A、B間有一根被壓縮了的彈簧，A、B與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，平板車與地面間的摩擦不計，當(dāng)突然釋放彈簧后，則________．

4、 A．A、B組成的系統(tǒng)動量守恒 B．A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒 C．小車將向左運(yùn)動 D．小車將向右運(yùn)動 【解析】　A、B兩物體的質(zhì)量不一樣，因此它們受的摩擦力不相等，所以A、B兩物體受的合力向右，兩者動量不守恒；A、B、C三個物體組成的系統(tǒng)總動量守恒． 【答案】　B、C 5.如圖所示，物體A靜止在光滑的水平面上，A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，與A質(zhì)量相等的物體B以速度v向A運(yùn)動并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運(yùn)動，則A、B組成的系統(tǒng)動能損失最大的時刻是 ( )

5、A.A開始運(yùn)動時 B.A的速度等于v時 C.B的速度等于零時 D.A和B的速度相等時 【解析】物體A與物體B發(fā)生彈性碰墻，當(dāng)彈簧壓縮最短時，彈簧儲存的彈性勢能最大，此時系統(tǒng)動能損失最大，但系統(tǒng)整體的機(jī)械能保持不變（動能+彈性勢能）.彈簧最短時，兩者速度相同. 【答案】D 6.如圖所示，光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運(yùn)動.兩球質(zhì)量關(guān)系為mB=2mA,規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動量均為6 kg·m/s,運(yùn)動中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動量增量為-4 kg·m/s，則（

6、 ） A.左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5 B.左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10 C.右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5 D.右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10 【解析】由兩球的動量都是6 kg·m/s可知，運(yùn)動方向都向右，且能夠相碰，說明左方是質(zhì)量小速度大的小球，故左方是A球.碰后A球的動量減少了4 kg·m/s,即A球的動量為2 kg·m/s,由動量守恒定律得B球的動量為10 kg·m/s,故可得其速度比為2∶5，故選項(xiàng)A是正確的. 【答案】A 二、非選擇題（共70分） 7.(8分)如圖所示，質(zhì)量為m=

7、2 kg的物體，在水平力F=8 N的作用下，由靜止開始沿水平面向右運(yùn)動.已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.若F作用時間t1=6 s后撤去，撤去F后又經(jīng)時間t2=2 s物體與豎直墻壁相碰，若物體與墻壁作用時間t3=0.1 s，碰墻后反向彈回的速度v′=6 m/s，則墻壁對物體的平均作用力的大小等于 .( 取g＝10 m/s2) 【解析】取向右的方向?yàn)檎较?，對物體從開始運(yùn)動至碰墻后反向彈回的全過程應(yīng)用動量定理，則Ft1-μmg(t1+t2)-FＮt3=-mv′， 代入數(shù)據(jù)可解得FＮ=280 N. 【答案】280 N 8.(10分)質(zhì)量為m的小球A沿光滑水平面以速度v0

8、與質(zhì)量為2m靜止的小球B發(fā)生正碰，碰撞后，A球的動能變?yōu)樵瓉淼?9，那么小球B的速度是 . 【解析】設(shè)碰后A球的動能為，則=，解得v=. 由于A球碰后速度方向可能有兩種情況，即由動量守恒定律得: mv0=m·+2mv1,解得v1=; 或者mv0=-m·+2mv2,解得v2=. 【答案】或 9. (12分)在橄欖球比賽中，一個質(zhì)量為95 kg的橄欖球前鋒以5 m/s的速度跑動，想穿越防守隊(duì)員到底線觸地得分.就在他剛要到底線時，迎面撞上了對方兩名質(zhì)量均為75 kg的隊(duì)員，一個速度為2 m/s，另一個為4 m/s，然后他們就扭在了一起，如圖所示. (1)他們碰撞后的共

9、同速率是多少？ (2)在方框中標(biāo)出碰撞后他們動量的方向，并說明這名前鋒能否得分. 【解析】(1)碰撞過程可認(rèn)為動量守恒，取前鋒隊(duì)員方向?yàn)檎较?，則 Mv0-mv1-mv2=(M+2m)v共. 將M=95 kg, m=75 kg,v0=5 m/s,v1=2 m/s,v2=4 m/s， 代入得v共=0.1 m/s. (2)由于v共＞0，故碰后他們的動量方向指向底線，如圖所示，故前鋒隊(duì)員能到底線觸地得分. 【答案】(1)0.1 m/s　(2)方向見解析圖能得分 10.(12分)一炮彈水平飛行時，動能Ek0=800 J,此時它沿飛行方向炸裂成質(zhì)量相等的兩塊，其中一塊的動能Ek1=6

10、25 J，求另一塊的動能Ek2，某同學(xué)求解過程如下： 設(shè)炮彈的總質(zhì)量為m，爆炸前后動量守恒，根據(jù)動量守恒定律：p0=p1+p2, 又因?yàn)閜=, 所以=+, 解得=+,代入數(shù)據(jù)得Ek2=225 J. 該同學(xué)的結(jié)論有不完善之處，請予以補(bǔ)充. 【解析】動量是矢量，碰后兩塊的速度方向可能相同也可能相反，故本題應(yīng)有兩種情況. 以炮彈爆炸前的方向?yàn)檎较?，動能?25 J的一塊的速度可能為正，也可能為負(fù)，根據(jù)動量守恒定律. p0=p1+p2. 又因p1=±,p2=, 則=±+. 解得=±+, 代入數(shù)據(jù)得Ek2=225 J或4 225 J. 【答案】見解析 11.(13分)如圖所

11、示，豎直平面內(nèi)有一光滑圓弧形軌道，O為最低點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)距O點(diǎn)的高度分別為h和4h，現(xiàn)從A點(diǎn)釋放一質(zhì)量為M的大物體，且每隔適當(dāng)?shù)臅r間從B點(diǎn)釋放一質(zhì)量為m的小物體，它們和大物體碰撞后都結(jié)為一體，已知M=100 m， (1)若每當(dāng)大物體向右運(yùn)動到O點(diǎn)時，都有一個小物體與之碰撞，問碰撞多少次后大物體的速度最??？ (2)若大物體第一次向右運(yùn)動到O點(diǎn)時，和小物體碰撞，以后每當(dāng)大物體向左運(yùn)動到O點(diǎn)時，才與一個小物體碰撞，問共碰撞多少次后大物體能越過A點(diǎn). 【解析】(1)設(shè)A、B在O點(diǎn)速度大小分別為vA、vB. 由機(jī)械能守恒定律Mgh=,mg·4h=, 所以vＡ=,vＢ=2, 設(shè)碰撞n次后大

12、物體的速度最小，由動量守恒定律有 即MvA=nmvB時大物體的速度最小,所以n=50. (2)第1次碰MvA-mvB=(M+m)v, 設(shè)再碰k次(M+m)v+kmvB=(M+m+km)vA, 聯(lián)立解得k=3,故共碰撞4次. 【答案】(1)50次 (2)4次 12.(15分)如圖所示，光滑水平面上有一輛質(zhì)量為M=1 kg的小車，小車的上表面有一個質(zhì)量為m=0.9 kg的滑塊，在滑塊與小車的擋板間用輕彈簧相連接，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,整個系統(tǒng)一起以v1=10 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動，此時彈簧長度恰好為原長.現(xiàn)用一質(zhì)量為m0=0.1 kg的子彈，以v0=5

13、0 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出，所用時間極短，當(dāng)彈簧壓縮到最短時，彈簧被鎖定，測得此時彈簧的壓縮量為d=0.50 m,取g=10 m/s2.求： (1)子彈射入滑塊后的瞬間，子彈與滑塊共同速度的大小和方向； (2)彈簧壓縮到最短時，小車的速度和彈簧的彈性勢能的大小. 【解析】(1)設(shè)子彈射入滑塊后的共同速度大小為v2，向右為正方向，對子彈與滑塊組成的系統(tǒng)由動量守恒定律得mv1-m0v0=(m+m0)v2, v2=4 m/s,方向水平向右； (2)設(shè)子彈，滑塊與小車三者的共同速度為v3,當(dāng)三者達(dá)到共同速度時彈簧壓縮量最大，彈性勢能最大.由動量守恒定律得 Mv1+(m+m0)v2=(M+m+m0)v3. 得v3=7 m/s，方向水平向右. 設(shè)最大彈性勢能為Epmax，對三個物體組成的系統(tǒng)應(yīng)用能量守恒定律得 +=Epmax++μ(m+m0)gd. 得Epmax=8 J. 【答案】(1)4 m/s 方向水平向右 (2)7 m/s，方向水平向右 8 J