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2009年高考物理试题分类汇编能量、动量1、(2009年全国卷)21质量为M的物块以速度V运动,与质量为m的静止物块发生正碰,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量之比M/m可能为2 3 4 5答案AB【解析】设碰撞后两者的动量都为P,根据动量守恒和能量守恒得,总动量为2P,根据,以及能量的关系得得,所以AB正确.3、(2009年全国卷)20以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g,则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为A、和 B、和C、和 D、和答案A【解析】上升的过程中,重力做负功,阻力做负功,由动能定理得,求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零,只有阻力做功为,解得,A正确。3、(2009年福建卷)29(2)一炮艇总质量为M,以速度v0匀速行驶,从船上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹,发射炮弹后艇的速度为v/,若不计水的阻力,则下列各关系式中正确的是 。(填选项前的编号) 答案:【解析】动量守恒定律必须相对于同量参考系。本题中的各个速度都是相对于地面的,不需要转换。发射炮弹前系统的总动量为Mv0;发射炮弹后,炮弹的动量为mv0,船的动量为(M-m)v所以动量守恒定律的表达式为,正确选项为4、(2009年广东理科基础)8游乐场中的一种滑梯如图3所示。小朋友从轨道顶端由静止开始下滑,沿水平轨道滑动了一段距离后停下来,则 A下滑过程中支持力对小朋友做功 B下滑过程中小朋友的重力势能增加 C整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功答案.D【解析】在滑动的过程中,人受三个力重力做正功,势能降低B错,支持力不做功,摩擦力做负功,所以机械能不守恒,AC皆错。D正确。5、(2009年广东理科基础)9物体在合外力作用下做直线运动的v一t图象如图4所示。下列表述正确的是 A在01s内,合外力做正功 B在02s内,合外力总是做负功 C在12s内,合外力不做功 D在03s内,合外力总是做正功答案.A【解析】根据物体的速度图象可知,物体0-1s内做匀加速合外力做正功,A正确.1-3s内做匀减速合外力做负功。根据动能定理0到3s内,12s内合外力做功为零。6、(2009年海南卷)7一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动,合外力方向不变,大小随时间的变化如图所示。设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2,速度分别是v1和v2,合外力从开始至t0时刻做的功是W1,从t0至2t0时刻做的功是W2,则A BtF2F0F0Ot02t0C D答案:AC解析:根据F-t图像面积意义和动量定理有m=F0t0,m= F0t0+2F0t0,则;应用位移公式知、,则,B错、A对;在第一个t0内对物体用动能定理有、在第二个t0内对物体应用动能定理有,则,D错、C对。tFF03F0Ot02t03t07、(2009年宁夏卷)17质量为m的物体静止在光滑水平面上,从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示,力的方向保持不变,则A时刻的瞬时功率为B时刻的瞬时功率为C在到这段时间内,水平力的平均功率为D在到这段时间内,水平力的平均功率为答案BD。【解析】0-2t0 内物体的加速度为,2t0 时刻的速度为,在3t0时刻的瞬时速度,则时刻的瞬时功率为,A错误;B正确;在到这段时间内,由动能定理可得,则这段时间内的平均功率,D正确。8、(2009年山东卷)22图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为30,质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道端时,自动装货装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下,与轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程。下列选项正确的是( ) AmM Bm2M C木箱不与弹簧接触时,上滑的加速度大于下滑的加速度 D在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能答案:BC考点: 能量守恒定律,机械能守恒定律,牛顿第二定律,受力分析解析:受力分析可知,下滑时加速度为,上滑时加速度为,所以C正确。设下滑的距离为l,根据能量守恒有,得m2M。也可以根据除了重力、弹性力做功以外,还有其他力(非重力、弹性力)做的功之和等于系统机械能的变化量,B正确。在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能,所以D不正确。9、(2009年上海物理)5小球由地面竖直上抛,www.ks5u.com上升的最大高度为H,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面。在上升至离地高度h处,小球的动能是势能的两倍,在下落至离高度h处,小球的势能是动能的两倍,则h等于( )(A)H/9(B)2H/9(C)3H/9(D)4H/9【答案】D。【解析】小球上升至最高点过程: ;小球上升至离地高度h处过程: ,又 ;小球上升至最高点后又下降至离地高度h处过程: ,又 ;以上各式联立解得,答案D正确。ll10、(2009年全国卷)25如图所示,倾角为的斜面上静止放置三个质量均为m的木箱,相邻两木箱的距离均为l。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑,逐一与其它木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变,最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。已知木箱与斜面间的动摩擦因数为,重力加速度为g。设碰撞时间极短,求:(1)工人的推力;(2)三个木箱匀速运动的速度;(3)在第一次碰撞后损失的机械能。答案(1)(2)(3)【解析】(1)当匀速时,把三个物体看作一个整体受重力、推力F、摩擦力f和支持力.根据平衡的知识有(2)第一个木箱与第二个木箱碰撞之前的速度为V1,加速度根据运动学公式或动能定理有,碰撞后的速度为V2根据动量守恒有,即碰撞后的速度为,然后一起去碰撞第三个木箱,设碰撞前的速度为V3从V2到V3的加速度为,根据运动学公式有,得,跟第三个木箱碰撞根据动量守恒有,得就是匀速的速度.(3)设第一次碰撞中的能量损失为,根据能量守恒有,带入数据得.11、(2009年安徽卷)24过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径R1=2.0m、R2=1.4m。一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L1=6.0m。小球与水平轨道间的动摩擦因数=0.2,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取g=10m/s2,计算结果保留小数点后一位数字。试求 (1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小; (2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距应是多少; (3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径R3应满足的条件;小球最终停留点与起点的距离。R1R2R3ABCDv0第一圈轨道第二圈轨道第三圈轨道LLL1答案:(1)10.0N;(2)12.5m(3) 当时, ;当时, 解析:(1)设小于经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v1根据动能定理 小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F,根据牛顿第二定律 由得 (2)设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v2,由题意 由得 (3)要保证小球不脱离轨道,可分两种情况进行讨论:I轨道半径较小时,小球恰能通过第三个圆轨道,设在最高点的速度为v3,应满足 由得 II轨道半径较大时,小球上升的最大高度为R3,根据动能定理 解得 为了保证圆轨道不重叠,R3最大值应满足 解得 R3=27.9m综合I、II,要使小球不脱离轨道,则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件 或 当时,小球最终焦停留点与起始点A的距离为L,则 当时,小球最终焦停留点与起始点A的距离为L,则 12、(2009年北京卷)20(1)如图1所示,ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC段水平,AB段与BC段平滑连接。质量为m1的小球从高位处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道BC段上质量为m2的小球发生碰撞,碰撞后两球两球的运动方向处于同一水平线上,且在碰撞过程中无机械能损失。求碰撞后小球m2的速度大小v2;(2)碰撞过程中的能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。为了探究这一规律,我们才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的简化力学模型。如图2所示,在固定光滑水平轨道上,质量分别为m1、m2、m3mn-1、mn的若干个球沿直线静止相间排列,给第1个球初能Ek1,从而引起各球的依次碰撞。定义其中第n个球经过依次碰撞后获得的动能Ekn与Ek1之比为第1个球对第n个球的动能传递系数k1n。a) 求k1nb) 若m1=4m0,mk=m0,m0为确定的已知量。求m2为何值时,k1n值最大答案:(1)。(2)a);b)【解析】(1)设碰撞前的速度为,根据机械能守恒定律 www.ks5u.com 设碰撞后m1与m2的速度分别为v1和v2,根据动量守恒定律 www.ks5u.com 由于碰撞过程中无机械能损失 www.ks5u.com 、式联立解得 www.ks5u.com 将代入得 www.ks5u.com (2)a由式,考虑到得根据动能传
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