2020年高考物理模拟新题精选分类解析（第3期）专题18 动量和能量

2020年高考物理模拟新题精选分类解析（第3期）专题18 动量和能量

‎2020年高考物理模拟新题精选分类解析（第3期）专题18 动量和能量 ‎ ‎1.（12分）（2020安徽马鞍山二中期中测试）如图13所示，光滑的弯曲轨道AB的末端水平，小球1从轨道上A点由静止开始下滑，与静止在末端B处的小球2发生弹性正碰，小球2抛出后落在斜面上。已知两小球质量相等,斜面的倾角为θ，A点与轨道末端B点的高度差为h,斜面底端在抛出点B的正下方，斜面顶端与抛出点在同一水平面上，斜面长度为L，斜面上M、N两点将斜面长度等分成3段，两小球都可以看作质点，一切阻力不计。求：‎ h M N θ 图13‎ A B ‎1‎ ‎2‎ ‎（1）小球2从B点飞出时的速度大小.‎ ‎（2）为使小球2能落在M点以上（含M点），小球1开始释放的位置相对于抛出点B的高度h应满足什么条件？‎ ‎【命题意图】考查动能定理、动量守恒定律、平抛运动规律。‎ ‎2（2020天星调研卷）我国将在2020年使用长征三号乙火箭择机发射嫦娥三号。发射嫦娥三号是采用火箭喷气发动机向后喷气而加速的。设运载火箭和嫦娥三号的总质量为M，地面附近的重力加速度为g，地球半径为R,万有引力常数为G。‎ ‎（1）用题给物理量表示地球的质量。‎ ‎（2）假设在嫦娥三号舱内有一平台，平台上放有测试仪器，仪器对平台的压力可通过监控装置传送到地面。火箭从地面启动后以加速度g/2竖直向上做匀加速直线运动，升到某一高度时，地面监控器显示仪器对平台的压力为启动前压力的17/18，求此时火箭离地面的高度。‎ ‎（3）当火箭将嫦娥三号送入太空某一高度后，火箭速度为v0；假设火箭喷气发动机每次喷出气体质量为m，且m<0——1分 发现无解——1分 说明物体能通过B点，到不了D点，最终停在C点处。——2分 ‎7、（2020浙江瑞安四校联考）如图所示，固定斜面的倾角θ＝30°，物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ=‎ ‎，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点．用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为‎2m，B的质量为m，初始时物体A到C点的距离为L.现给A、B一初速度v0使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点．已知重力加速度为g，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求此过程中：‎ ‎(1)物体A向下运动刚到C点时的速度；‎ ‎(2)弹簧的最大压缩量；‎ ‎(3)弹簧中的最大弹性势能．‎ ‎ (3)弹簧从压缩最短到恰好能弹到C点的过程中，对系统根据能量关系有 Ep＋mgx＝2mgxsinθ＋fx 因为mgx＝2mgxsinθ 所以Ep＝fx＝mv02－μmgL=mv02－μmgL.‎ ‎（a）‎ ‎0‎ t/s v/m•s-1‎ ‎6‎ ‎-3‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ ‎3‎ ‎（b）‎ 图15‎ ‎8．（2020浙江效实中学检测）如图15中（a）所示，一倾角为37o 的传送带以恒定速度运行．现将一质量m=‎2kg的小物体以某一初速度放上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图（b）所示．（取沿传送带向上为正方向，g=‎10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8）求：‎ ‎（1）0~10s内物体位移的大小；‎ ‎（2）物体与传送带间的动摩擦因数；‎ ‎（3）0~10s内物体机械能增量及与传送带摩擦产生的热量Q．‎ ‎9. （14分）（2020北京四中摸底）如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量 M=‎2kg的小物块A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带始终以v=‎2m/s 的速率逆时针转动。装置的右边是一光滑的曲面，质量m=‎1kg的小物块B从其上距水平台面h=‎1.0m处由静止释放。已知物块B与传送带之间的摩擦因数μ=0.2，l=‎1.0m。设物块A、B中间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态。取g=‎10m/s2。‎ ‎（1）求物块B与物块A第一次碰撞前速度大小；‎ ‎（2）通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边曲面上？‎ A ‎⊙‎ ‎⊙‎ B h l u=‎2m/s ‎（3）如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当他们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B第n次碰撞后的运动速度大小。‎ ‎【解析】（1）设物块B沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为v0‎ 由机械能守恒知 ‎ ①‎ ‎ ②‎ 设物块B在传送带上滑动过程中因受摩擦力所产生的加速度大小为a ‎ ③‎ 设物块B通过传送带后运动速度大小为v，有 ‎ ④‎ 结合②③④式解得 v=‎4m/s ⑤‎ 由于=‎2m/s，所以v=‎4m/s即为物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小 ‎（3）当物块B在传送带上向右运动的速度为零时，将会沿传送带向左加速。可以判断，物块B运动到左边台面是的速度大小为v1，继而与物块A发生第二次碰撞。设第二次碰撞后物块B速度大小为v2，同上计算可知 ‎ 物块B与物块A第三次碰撞、第四次碰撞……，碰撞后物块B的速度大小依次为 ‎ …… 则第n次碰撞后物块B的速度大小为 ‎ 图17‎ d A B θ ‎10．（10分）（2020北京海淀期中）如图17‎ 所示，在倾角θ＝30º的斜面上放置一段凹槽B，B与斜面间的动摩擦因数μ＝，槽内靠近右侧壁处有一小物块A(可视为质点)，它到凹槽左侧壁的距离 d＝‎0.10m。A、B的质量都为m=‎2.0kg，B与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，不计A、B之间的摩擦，斜面足够长。现同时由静止释放A、B，经过一段时间，A与B的侧壁发生碰撞，碰撞过程不计机械能损失，碰撞时间极短。取g=‎10m/s2。求：‎ ‎（1）物块A和凹槽B的加速度分别是多大；‎ ‎（2）物块A与凹槽B的左侧壁第一次碰撞后瞬间A、B的速度大小；‎ ‎（3）从初始位置到物块A与凹槽B的左侧壁发生第三次碰撞时B的位移大小。‎ ‎（1）设A的加速度为a1，则 mg sinq=ma1 ，a1= g sinq =10×sin 30°=‎5.0m/s2…………………………1分 设B受到斜面施加的滑动摩擦力f，则 ‎==10N，方向沿斜面向上 B所受重力沿斜面的分力=2.0×10×sin30°=10N，方向沿斜面向下 因为，所以B受力平衡，释放后B保持静止，则 凹槽B的加速度a2=0………………………………………1分 ‎（3）A、B第一次碰撞后，B以vB1=1.0 m/s做匀速运动，A做初速度为0的匀加速运动，设经过时间t1，A的速度vA2与B的速度相等，A与B的左侧壁距离达到最大，即 vA2=，解得t1=0.20s 设t1时间内A下滑的距离为x1，则 解得x1=0.10m 因为x1=d， 说明A恰好运动到B的右侧壁，而且速度相等，所以A与B的右侧壁恰好接触但没有发生碰撞。………………………………………1分 设A与B第一次碰后到第二次碰时所用时间为t2， A运动的距离为xA1，B运动的距离为xB1，A的速度为vA3，则 xA1=，xB1=vB1t2，xA1= xB1‎ 解得t2=0.40s ，xB1=0.40m，vA3=a1t2=2.0m/s ………………………………………1分 ‎ ‎