2011年湖北省黄冈中学高考物理专项训练：动量（解析版）

选择题共 12 题

如图所示，一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s．下列说法正确的是：①球棒对垒球的平均作用力大小为1260N ②球棒对垒球的平均作用力大小为360N ③球棒对垒球做的功为126J ④球棒对垒球做的功为36J（）

A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
难度: 中等查看答案及解析
如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B 两球在同一直线上运动．两球质量关系为m_B=2m_A，规定向右为正方向，A、B 两球的动量均为6kg•m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A 球的动量增量为-4kg•m/s，则（）
A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5
B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10
C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5
D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10
难度: 中等查看答案及解析
如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始自由下滑（）

A．在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒
B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功
C．被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动
D．被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，小球能回到槽高h处
难度: 中等查看答案及解析
如图，斜面体C质量为M足够长，始终静止在水平面上，一质量为m的长方形木板A上表面光滑，木板A获得初速度v后恰好能沿斜面匀速下滑，当木板A匀速下滑时将一质量也为m的滑块B轻轻放在木板A表面上，当滑块B在木板A上滑动时，下列不正确的是（）
A．滑块B的动量为0.5mv时，木板A和滑块B的速度大小相等
B．滑块B的动量为0.5mv时，斜面体对水平面的压力大小为（M+2m）g
C．滑块B的动量为1.5mv时，木板A的动量为0.5mv
D．滑块B的动量为1.5mv时，水平面对斜面体的摩擦力向左
难度: 中等查看答案及解析
如图（1）所示，A、B叠放在光滑水平面上，A、B一起运动的速度为v，现对B施加水平向右的力F，F随时间t的变化的图线如图（2），取向右为正，若A、B在运动过程中始终相对静止，则以下说法正确的是（）

A．t时刻，A、B的速度最小
B．0～2t时间内，力F对A、B做负功
C．t～2t时间内，A所受的摩擦力的冲量方向向右
D．t时刻，A、B之间无相对滑动趋势
难度: 中等查看答案及解析
在空中某一位置，以大小为v的速度水平抛出一质量为m的物块，经时间t，物体下落一段距离后，其速度大小仍为v，但方向与初速度相反，如图所示，则下列说法正确的是（）

A．风力对物体做功为零
B．风力对物体做负功
C．物体机械能减少mg²t²
D．风力对物体的冲量大小为2mv
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如图甲所示，质量为2m的长木板静止地放在光滑的水平面上，另一质量为m的小铅块（可视为质点）以水平速度v滑上木板的左端，恰能滑至木板的右端且与木板保持相对静止，铅块在运动过程中所受到的摩擦力始终不变．若将木板分成长度与质量均相等（即m₁=m₂=m）的两段1、2后，将它们紧挨着放在同一水平面上，让小铅块以相同的初速度v由木板1的左端开始运动，如图乙所示，则下列说法正确的是（）
A．小铅块滑到木板2的右端前就与之保持相对静止
B．小铅块滑到木板2的右端后与之保持相对静止
C．甲、乙两图所示的过程中产生的热量相等
D．图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的过程产生的热量
难度: 中等查看答案及解析
按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，将开展第二步“落月”工程，预计在2013年以前完成．假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点．点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动．下列判断错误的是（）

A．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率
B．飞船在A点处点火时，动能增加
C．飞船从A到B运行的过程中处于完全失重状态
D．飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间
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如图所示，完全相同的A、B两物块随足够长的水平传送带按图中所示方向匀速运动．A、B间夹有少量炸药，对A、B在炸药爆炸过程及随后的运动过程有下列说法，其中正确的是（）
A．炸药爆炸后瞬间，A、B两物块速度方向一定相同
B．炸药爆炸后瞬间，A、B两物块速度方向一定相反
C．炸药爆炸过程中，A、B两物块组成的系统动量不守恒
D．A、B在炸药爆炸后至A、B相对传送带静止的过程中动量守恒
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如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别是m₁和m₂的两木块A、B相连，静止在光滑水平面上．现使A瞬间获得水平向右的速度v=3m/s，以此时刻为计时起点，两木块的速度随时间变化规律如图乙所示，从图示信息可知（）

A．t₁时刻弹簧最短，t₃时刻弹簧最长
B．从t₁时刻到t₂时刻弹簧由伸长状态恢复到原长
C．两木块的质量之比为m₁：m₂=1：2
D．在t₂时刻两木块动能之比为E_K1：E_K2=1：4
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如图所示，半径为R，质量为M，内表面光滑的半球物体放在光滑的水平面上，左端紧靠着墙壁，一个质量为m的小球从半球形物体的顶端的a点无初速释放，图中b点为半球的最低点，c点为半球另一侧与a同高的顶点，关于物块M和m的运动，下列说法中正确的有（）

A．m从a点运动到b点的过程中，m与M系统的机械能守恒、动量守恒
B．m从a点运动到b点的过程中，m的机械能守恒
C．m释放后运动到b点右侧，m能到达最高点c
D．当m首次从右向左到达最低点b时，M的速度达到最大
难度: 中等查看答案及解析
如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球A和质量为m的小球B通过轻质弹簧相连并处于静止状态，弹簧处于自由伸长状态；质量为m的小球C以初速度v沿AB连线向右匀速运动，并与小球A发生弹性正碰．在小球B的右侧某位置固定一块弹性挡板（图中未画出），当小球B与挡板发生正碰后立刻将挡板撤走，不计所有碰撞过程中的机械能损失，弹簧始终处于弹性限度以内，小球B与固定挡板的碰撞时间极短，碰后小球B的速度大小不变，但方向相反，则B与挡板碰后弹簧弹性势能的最大值E_m可能是（）

A．mv²
B．
C．
D．
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解答题共 7 题

光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图乙所示的装置来测量滑块与长 1m 左右的木板间的动摩擦因数及被压缩弹簧的弹性势能，图中木板固定在水平面上，木板的左壁固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧（弹簧的长度与木板相比可忽略），弹簧右端与滑块接触，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出．现使弹簧解除锁定，滑块获得一定的初速度后水平向右运动，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10^-2 s和5.0×10^-2 s．用游标卡尺测量小滑块的宽度d，游标卡尺的示数如图丙所示．

（1）读出滑块的宽度d=______cm．
（2）滑块通过光电门1的速度v₁=______m/s，通过光电门2的速度v₂=______m/s．
（3）若用米尺测量出两个光电门之间的距离为L，已知当地的重力加速度为g，则滑块与木板间的动摩擦因数的表达式为______1-

v 22

2gL
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为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞（碰撞过程中没有机械能损失），某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：
①用天平测出两个小球的质量分别为m₁和m₂，且m₁＞m₂．
②按照如图所示的那样，安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平．将一斜面BC连接在斜槽末端．
③先不放小球m₂，让小球m₁从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．
④将小球m₂放在斜槽前端边缘处，让小球m₁从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m₁和小球m₂在斜面上的落点位置．
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离．图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为L_D、L_E、L_F．
根据该同学的实验，回答下列问题：
（1）小球m₁与m₂发生碰撞后，m₁的落点是图中的______点，m₂的落点是图中的______点．
（2）用测得的物理量来表示，只要满足关系式______
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在半径R=5000km的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示．竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m=0.2kg的小球，从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示．求：

（1）圆轨道的半径及星球表面的重力加速度．
（2）该星球的第一宇宙速度．
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如图所示，在倾角θ=37°的足够长的光滑斜面上，质量都为M=2kg的长方体板A和B之间夹有少许炸药，在B的上表面左端叠放有一质量m=1kg的物体C（可视为质点），C与B之间的动摩擦因数μ=0.75．现无初速度同时释放A、B、C整体，当它们沿斜面滑行s=3m时，炸药瞬间爆炸，爆炸完毕时A的速度v_A=12m/s．此后，C始终未从B的上表面滑落．问：B的长度至少为多大？（取g=10m/s²，爆炸不会影响各物体的质量和各表面的光滑程度）

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如图所示，水平传送带AB长l=1.3m，距离地面的高度h=0.20m，木块与地面之间的动摩擦因数μ=0.20．质量为M=1.0kg的木块随传送带一起以v=2.0m/s的速度向左匀速运动（传送带的传送速度恒定），木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.50．当木块运动至最左端A点时，此时一颗质量为m=20g的子弹以v=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出，穿出速度u=50m/s，以后每隔1.0s就有一颗子弹射向木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，g取10m/s²．求：
（1）木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中？
（2）从第一颗子弹射中木块后到木块最终离开传送带的过程中，木块和传送带间因摩擦产生的热量是多少？
（3）如果在木块离开传送带时，地面上有另一相同木块立即从C点以v₁=1.0m/s向左运动，为保证两木块相遇，地面木块应在距离B点正下方多远处开始运动？

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如图所示，在光滑水平面上有一质量为M的长木板，长木板上有一质量为m的小物块，它与长木板间的动摩擦因数为μ．开始时，长木板与小物块均靠在与水平面垂直的固定挡板处，某时刻它们以共同的速度v向右运动，当长木板与右边的固定竖直挡板碰撞后，其速度的大小不变、方向相反，以后每次的碰撞均如此．设左右挡板之间的距离足够长，且M＞m．
（1）要想物块不从长木板上落下，则长木板的长度L应满足什么条件？
（2）若上述条件满足，且M=2kg，m=1kg，v=10m/s，求整个系统在第5次碰撞前损失的所有机械能．

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（附加题，本题不计入总分，仅供同学们思考）如图所示，质量为3m的足够长木板C静
止在光滑水平面上，质量均为m的两个小物体A、B放在C的左端，A、B间相距s，现同时对A、B施加水平向右的瞬时冲量而使之分别获得初速度v和2v，若A、B与C之间的动摩擦因数分别为μ和2μ，则
（1）最终A、B、C的共同速度为多大？
（2）求运动过程中A的最小速度？
（3）A与B最终相距多远？
（4）整个过程中A、B与木板C因摩擦所产生的热量之比为多大？

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