高考物理动量守恒定律真题汇编含答案及解析

1、【解析】(1)对A【解析】(1)对A在木板B上的滑动过程，取A、B C为一个系统，根据动量守恒定律有: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.如图所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B,上表面粗糙，在其左端有一光滑的四分之一圆弧槽C,与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B、C静止在水平面上.现有滑块 A以初速度V0从右端滑上B, 一段时间后，以v0滑离B,并恰好能 到达C的最高点.A、B、C的质量均为 m .求：A刚滑离木板B时，木板B的速度；A与B的上表面间的动摩擦因数；(3)圆弧槽C的半径R；(4)从开始滑上B到最后滑离C的过程中A损

2、失的机械能.215mv032mvo= mF 2mvB2解得VB= 一4(2)对A在木板B上的滑动过程，A、B、C系统减少的动能全部转化为系统产生的热量,12 1 ,Vo2 1Vo、2mgL= - mv0 - - m() 2m()22224解得16gL解得16gL(3)对A滑上C直到最高点的彳用过程，A、C系统水平方向上动量守恒，则有:mvo+ mvB= 2mv2A、C系统机械能守恒:解得R64gmgR=解得R64gmgR=如吟）2（争2 2 2mv2(4)对A滑上C直到离开C的作用过程，A、C系统水平方向上动量守恒mv0mv0mvo mvA mvC4A、C系统初、末状态机械能守恒，1 /V0、

3、2 11 /V0、2 12 12m() mVA - mVc2 422m()22解得va=包.4所以从开始滑上 B到最后滑离C的过程中A损失的机械能为：21212 15mv0E= - mv0 mvA=2232【点睛】该题是一个板块的问题，关键是要理清A、B、C运动的物理过程，灵活选择物理规律，能够熟练运用动量守恒定律和能量守恒定律列出等式求解.2.如图所示，质量 M=1kg的半圆弧形绝缘凹槽放置在光滑的水平面上，凹槽部分嵌有 cd 和ef两个光滑半圆形导轨，c与e端由导线连接，一质量 m=lkg的导体棒自ce端的正上方 h=2m处平行ce由静止下落，并恰好从ce端进入凹槽，整个装置处于范围足够大

4、的竖直方向的匀强磁场中，导体棒在槽内运动过程中与导轨接触良好。已知磁场的磁感应强度B=0.5T,导轨的间距与导体棒的长度均为L=0.5m,导轨的半径r=0.5m ,导体棒的电阻R=1Q,其余电阻均不计，重力加速度 g=10m/s2,不计空气阻力。求导体棒刚进入凹槽时的速度大小；(2)求导体棒从开始下落到最终静止的过程中系统产生的热量；(3)若导体棒从开始下落到第一次通过导轨最低点的过程中产生的热量为16J,求导体棒第一次通过最低点时回路中的电功率。【答案】(1) v 2.10m/s (2)25J (3)P - W4【解析】【详解】19斛：根据机械能寸恒te律，可得： mgh - mv解得导体棒

5、刚进入凹槽时的速度大小:v 解得导体棒刚进入凹槽时的速度大小:v 210m / s(2)导体棒早凹槽导轨上运动过程中发生电磁感应现象，产生感应电流，最终整个系统处于 静止，圆柱体停在凹槽最低点根据能力守恒可知，整个过程中系统产生的热量：Q mg(h r) 25J(3)设导体棒第一次通过最低点时速度大小为vi,凹槽速度大小为V2,导体棒在凹槽内运动时系统在水平方向动量守恒，故有：mv1 Mv2 TOC o 1-5 h z 212由能重寸恒可得：一mvmv2 mg(h r) Q1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 2导体棒第一次通过最低点时感应电动势

6、：E BLv1 BLv2小E2回路电功率：P R联立解得:. 28.如图所示，质量为 ma=2kg的木块A静止在光滑水平面上。一质量为 mb= lkg的木 块B以初速度v=l0m/s沿水平方向向右运动，与A碰撞后都向右运动。木块A与挡板碰撞后立即反弹(设木块 A与挡板碰撞过程无机械能损失)。后来木块A与B发生二次碰撞，碰后A、B同向运动，速度大小分别为1m/s、4m/s。求：木块 A、B第二次碰撞过程中系统损失的机械能。【答案】9J【解析】试题分析：依题意，第二次碰撞后速度大的物体应该在前，由此可知第二次碰后A、B速度方向都向左。第一次碰撞，规定向右为正向 m Bv0=mBvB+mava第二次

7、碰撞 , 规定向左为正向 mAvA-mBvB= mBvB+mAvA得到 vA=4m/s vB=2m/sA E=9J考点：动量守恒定律；能量守恒定律.Q订视频D.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vo射入物块后，以水平速度 vo/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】E 13 mvo 8 M【解析】【分析】【详解】【答案】E 13 mvo 8 M【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mvo=m +MV 2解得V -咻 2

8、M 系统的机械能损失为1vn2(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s=Vt由得段詈得考点：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.冰球运动员甲的质量为80.0kg o当他以5.0m/s的速度向前运动时，与另一质量为100kg、速度为3.0m/s的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止。假设碰撞时间极 短，求：（1）碰后乙的速度的大小；（2）碰撞中总动能的损失。【答案】（1） 1.0m/s （2） 1400Jm、m、M,碰前速度大小分别为v、V,碰后试题分析：（1）设运动员甲、乙的

9、质量分别为mv-MV=M V mv2+斗 MV2mv-MV=M V mv2+斗 MV2=M MV 2+ E=M MV 2+ E联立 式，代入数据得： E=1400J考点：动量守恒定律；能量守恒定律. （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 “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133208 一C.葩原子核（55 Cs）的结合能小于铅原子核（282 Pb）的结合能D.比

10、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v。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） ABC132（2） EPmv048【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

11、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合能，B项正确；原子核的结合能是该原子核的比结合能与核子数的乘积，虽然金色原子核（155 Cs）的比结合能稍大于铅原子核 （208 Pb） 的比结合能，但金色原子核(133 Cs)的核子数比铅原子核(282 Pb)的核子数少得多，因此其 结合能小，C项正确；比结合能越大，要将原子核分解成核子平均需要的能量越大，因此 原子核越稳定，D错；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能最等于该原子核的 结合能，E错。中等难度。 TOC o 1-5 h z (2) (i)从A压缩弹簧到A与B具有相

12、同速度vi时，对A B与弹簧组成的系统，由动 量守恒定律得 mv0 2mv1此时B与C发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为V2 ,损失的机械能为E。对R C组成的系统，由动量守恒和能量守恒定律得mv1 2mv212_ 1. 2公mv1E (2m)v2联立式得 E mv216(ii)由式可知 v2 v1，A将继续压缩弹簧，直至 A、R C三者速度相同，设此速度为v3,此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为Ep。由动量守恒和能量守恒定律得mv0 3m v31212mv0EP (3m)v3 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 2213联立式得EP 13

13、mv248【考点定位】(1)原子核(2)动量守恒定律.如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为 10m、12m,两船沿同一 直线、同一方向运动，速度分别为2v。、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度.(不计水 的阻力)、即，& L ,【答案】4v0【解析】【分析】在抛货物的过程中，乙船与货物组成的动量守恒，在接货物的过程中，甲船与货物组成的 系统动量守恒，在甲接住货物后，甲船的速度小于等于乙船速度，则两船不会相撞，应用 动量守恒定律可以解题.【详解】设抛出货物的速度为 v,以向右为正方向，由动量守恒定律得

14、：乙船与货物：12mv0=11mvi-mv,甲船与货物：10mx 2V0-mv=11mv2,两船不相撞的条件是：V2 4v则最小速度为 4V0.【点睛】本题关键是知道两船避免碰撞的临界条件是速度相等，应用动量守恒即可正确解题，解题 时注意研究对象的选择以及正方向的选择.如图所示，一质量 m1=0.45kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上.车顶右端放一质量 m2=0.4 kg的小物体，小物体可视为质点.现有一质量m0=0.05 kg的子弹以水平速度 v0=100m/s射中小车左端，并留在车中，已知子弹与车相互作用时间极短，小物体与车间的动摩擦因数为 后0.5,最终小物体以5 m/s的速度离开小车

15、.g取10 m/s2.求：-VJ(1)子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小.(2)小车的长度.【答案】(1) 4.5N s (2) 5.5m【解析】子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，有：m。% (m0 mjv1，可解得 v1 10m/ s ；对子弹由动量定理有：I mv1 mv0, I 4.5N s (或kgm/s);三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有：(m0 mJ% (m0 mjv2 nv ； TOC o 1-5 h z 121212 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 设小车长为 L,由能重寸恒有：m

16、2gL(m0 m1 )v,(m0 m1 )v2m2v222联立并代入数值得 L= 5.5m ;点睛：子弹击中小车过程子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出小车 的速度，根据动量定理可求子弹对小车的冲量；对子弹、物块、小车组成的系统动量守恒，对系统应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出小车的长度.9.如图所示，A为有光滑曲面的固定轨道，轨道底端的切线方向是水平的，质量m1 40 kg的小车B静止于轨道右侧，其上表面与轨道底端在同一水平面上，一个质量m2 20kg的物体C以2.0m / s的初速度从轨道顶端滑下，冲上小车B后经过一段时间与小车相对静止并一起运动。若轨道顶端与底端的高度

17、差h 1.6m,物体与小车板面间的动2摩擦因数0.40 ,小车与水平面间的摩擦忽略不计，取 g 10m / s ,求： TOC o 1-5 h z (1)物体与小车保持相对静止时的速度V；(2)物体冲上小车后，与小车发生相对滑动经历的时间t;(3)物体在小车上相对滑动的距离l。【答案】(1) 2 m/s； (2) 1 s； (3) 3 m 【解析】212试题分析：(1)下滑过程机械能寸恒，有： mgh mv1 0 mv2，代入数据得： 22v2 6m/s；设初速度方向为正方向，物体相对于小车板面滑动过程动量守恒为：mv2 (m M) v/曰mv220 6 -，联乂斛得： v 2 m / s M

18、 m 20 40(2)对小车由动量定理有：mgt Mv ,解得：t”一2 1 s。mg 0.4 20 10(3)设物体相对于小车板面滑动的距离为L,由能量守恒有： TOC o 1-5 h z ,222 12m 2 M m vmgL -mv2 (m M) v 代入数据解得：L v 3 m。v 22m g考点：动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律【名师点睛】本题考查动量定恒、机械能守恒及功能关系，本题为多过程问题，要注意正 确分析过程，明确各过程中应选用的物理规律。10.图中两根足够长的平行光滑导轨，相距1m水平放置，磁感应强度 B=0.4T的匀强磁场竖直向上穿过整个导轨所在的空间.金属棒ab、

19、cd质量分别为0.1kg和0.2kg,电阻分别为0.4 和0.2 Q并排垂直横跨在导轨上.若两棒以相同的初速度3m/s向相反方向分开，不计导轨电阻，求：A B ASL C(1)金属棒运动达到稳定后的ab棒的速度大小；(2)金属棒运动达到稳定的过程中，回路上释放出的焦耳热;(3)金属棒运动达到稳定后，两棒间距离增加多少？【答案】(1) 1m/s1. 2J1. 5m【解析】【详解】解：(1)ab、cd棒组成的系统动量守恒，最终具有共同速度v,以水平向右为正方向，则171门*0 = 次=解得稳定后的ab棒的速度大小：11 - Q - AE以=-(mfd +- v2) = 1.2(2)根据能量转化与守

20、恒定律，产生的焦耳热为：2对cd棒根据动量定理有：一日丁山=.首。)即：“ BLAs又m(d(v0-v)(Ri +RZ)As =. .= 15m两棒间距离增加：11.如图所示，在水平面上有一弹簧，其左端与墙壁相连，O点为弹簧原长位置， O点左侧水平面光滑，水平段 OP长L=1m, P点右侧一与水平方向成二3十的足够长的传送带与 水平面在P点平滑连接，皮带轮逆时针转动速率为3m/s, 一质量为1kg可视为质点的物块A压缩弹簧(与弹簧不栓接)，使弹簧获得弹性势能品=刃，物块与OP段动摩擦因数I码“1 = 0，另一与A完全相同的物块 B停在P点，B与传送带的动摩擦因数 ,3 ,传送 带足够长，A与B

21、的碰撞时间不计，碰后 A. B交换速度，重力加速度9 =。足/5现释 放A,求：(1)物块A. B第一次碰撞前瞬间， A的速度耽(2)从A. B第一次碰撞后到第二次碰撞前，B与传送带之间由于摩擦而产生的热量(3) A. B能够碰撞的总次数【答案】(1) % =(2)1225/(3)6 次【解析】试题分析：(1)设物块质量为 m, A与B第一次碰前的速度为 攻】，则：& = 月面十口旧电/.解得：%=4根用a(2)设A.B第一次碰撞后的速度分别为P人%,则内1 = ,%=4m/3,a碰后B沿传送带向上匀减速运动直至速度为零，加速度大小设为则：mgsinO +刖gsM)=晔,解得：=刹口。+ M丽。=10切/VBVS 0-45 x 一=运动的时间1