北京市八区一模考试物理试题分类汇编(机械能、动量部分)

书利华教育网www.shulihua.net精心打造一流新课标资料书利华教育网www.shulihua.net精心打造一流新课标资料北京市八区一模考试物理试题分类汇编机械能、动量部分一、选择题（崇文区）15．一位高三年级的男生骑着自行车在水平公路上以较快的速度行驶，设所受阻力为车和人总重的0.05倍，则该同学骑车的功率最接近于（）A．10WB．50WC．250WD．1kW（丰台区）20．如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面，斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ。一质量为m（m＜M）的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动，不计冲上斜面过程中机械能损失。如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面顶端。如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为A．hB．hMmmC．hMmD．hMmM（石景山区）20.足球运动员在距球门正前方s处的罚球点，准确地从球门正中央横梁下边缘踢进一球．横梁下边缘离地面的高度为h，足球质量为m，空气阻力忽略不计．运动员至少要对足球做的功为W．下面给出功W的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解W，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断．根据你的判断，W的合理表达式应为A．)(2122shhmgWB．2221shmgWC．mghWD．)(21222shhmgW（西城区）19．如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L。一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行。t＝0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I），导线框的速度为v0。经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置II），导线框的速度刚好为零。此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置I。则A．上升过程中，导线框的加速度逐渐增大B．下降过程中，导线框的加速度逐渐增大C．上升过程中合力做的功与下降过程中的相等D．上升过程中克服安培力做的功比下降过程中的多（宣武区）20．如图所示，有一个水平放置的绝缘环形小槽，槽的宽度和深度处处相同且槽内光滑。现将一直径略小于槽宽的带正电的小球放入槽内。让小球从t=0的时刻开始，以图中的初速度v0在槽内开书利华教育网www.shulihua.net精心打造一流新课标资料书利华教育网www.shulihua.net精心打造一流新课标资料始运动，与此同时，有一束变化的匀强磁场竖直向下垂直穿过环形小槽所包围的面积。如果磁感应强度B的大小随着时间t成正比例的增大，而且小球的带电量保持不变，那么从此时刻开始，你认为以下判断哪个是合理的（）A．小球的动量p跟随时间t成反比例的减小（即：p∝t1）B．小球的动能Ek跟时间t成反应比例的减小（即：Ek∝t1）C．小球动能的增加量△Ek跟时间t成正比（即：Ek∝t）D．小球动能的增加量△Ek跟其通过的路程s成正比（即：△Ek∝s）二、计算题（崇文区）22．（16分）如图所示，一质量为0.99kg的木块静止在水平轨道AB的B端，水平轨道与半径为10m的光滑弧形轨道BC相切。现有一质量为10g的子弹以500m/s的水平速度从左边射入木块且未穿出。已知木块与水平轨道的动摩擦因数μ＝0.5，g＝10m/s2。求：⑴子弹射入木块与木块获得的共同速率；⑵子弹射入后与木块在圆弧轨道上升的最大高度；⑶从木块返回B点到静止在水平面上，摩擦阻力的冲量的大小。解析：22．（16分）⑴（5分）设子弹射入木块与木块获得的共同速度为v，子弹射入木块前后系统动量守恒vmMmv)(0（3分）5vm/s（2分）⑵（5分）设木块上升最大高度为h，子弹与木块在光滑弧形轨道BC上运动，到达最高点的过程中系统机械能守恒ghmMvmM)()(212（3分）25.1hm（2分）⑶（6分）木块返回B点进入水平轨道上作匀减速运动最终静止，摩擦力的冲量为I，由牛顿第二定律、匀变速运动规律得5Mmfam/s2（2分）1avts（1分）gtMmI)(（2分）I=5N·S（1分）（东城区）24．（20分）（1）如图，在水平地面上固定一个内侧长为L、质量为M的薄壁箱子。光滑的物块B的质量为m，长为2L，其左端有一光滑小槽，槽内装有轻质弹簧。开始时，使B紧贴A1壁，弹簧处于压缩状态，其弹性势能为Ep。现突然释放弹簧，滑块B被弹开。假设弹簧的压缩量较小，恢复形变所书利华教育网www.shulihua.net精心打造一流新课标资料书利华教育网www.shulihua.net精心打造一流新课标资料用的时间可以忽略。求滑块B到达A2壁所用的时间。（2）a．现将箱子置于光滑的水平地面上而不固定，仍使B紧贴A1壁，弹簧处于压缩状态，其弹性势能为Ep，整个系统处于静止状态。现突然释放弹簧，滑块B离开A1壁后，弹簧脱落并被迅速拿出箱子。求此时滑块B的速度v与箱子的速度V。b．假设滑块B与A1壁和A2壁的碰撞过程中无机械能损失。试定量描述滑块B相对于地面运动的速度变化情况，并计算两次碰撞之间的时间间隔。解析：24．（20分）（1）当箱子固定时，弹簧的弹性势能释放转化为滑块B的动能，设滑块速度v02021mvEp①滑块B到达A2壁所用的时间ppmEELvLLt24200②（4分）（2）a.箱子置于光滑的水平地面上，弹簧释放后，箱子与滑块B的速度分别设为V和v，以向右为正方向0MVmv③221122pEmvMV④解得：)(2mMmMEvp⑤)(2mMMmEVp⑥另解：)(21mMmMEvp)(21mMMmEVp舍弃（6分）b.当滑块B与A2发生第一次碰撞后，箱子的速度变为V1，滑块B的速度变为v1011MVmvMVmv⑦22221111112222pmvMVmvMVE⑧解得：)(21mMmMEvp⑨)(21mMMmEVp⑩另解：12()pMEvmMm12()pmEVMMm舍弃由结果可以知道，滑块B与A2碰撞后，滑块B与箱子速度的大小不变，只改变方向。同理，当滑块B再与A1碰撞后，各自的速度大小不变，只改变方向。滑块B相对于地面以大小不变为2()pMEmMm的速度做往返的运动。滑块B两次碰撞之间的时间间隔书利华教育网www.shulihua.net精心打造一流新课标资料书利华教育网www.shulihua.net精心打造一流新课标资料112224()22()()pppLLLMmTvVEMmMEmEmMmMMm○11（10分）（海淀区）22．（16分）如图13所示，水上滑梯由斜槽AB和水平槽BC构成，AB与BC圆滑连接，斜槽AB的竖直高度H=15m，BC面高出水面的距离h=0.80m。一个质量m=50kg的游戏者从滑梯顶端A点由静止滑下，g取10m/s2。（1）若忽略游戏者下滑过程中所受的一切阻力，求游戏者从滑梯顶端A点由静止滑下到斜槽底端B点的速度大小；（2）若由于阻力的作用，游戏者从滑梯顶端A点由静止滑下到达滑梯末端C点时的速度大小vC=15m/s，求这一过程中游戏者克服阻力做的功；（3）若游戏者滑到滑梯末端C点以vC=15m/s的速度水平飞出，求他从C点水平飞出到落入水中时，他在空中运动过程中水平方向的位移。解析：22．（16分）（1）设游戏者滑至B点的速度为vB，游戏者在下滑过程中机械能守恒有mgH=212Bmv………………………………………………………………………………3分解得vB=17m/s（写成103m/s，17.3m/s均得分）…………………………………2分（2）设游戏者克服阻力做功为Wf，根据能量关系有mgH-Wf=212Cmv………………………………………………………3分解得Wf=mgH－212Cmv=1.9×103J（说明：1875J同样得分。）………………………2分（3）根据运动学公式，游戏者从C点飞出到落入水中的运动时间t=2hg=0.40s……3分游戏者在水平方向运动的距离x=vCt=6.0m………………………………………………3分（石景山区）23.（18分）如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA=4.0kg和mB=3.0kg，用轻弹簧栓接相连放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙相接触．另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动，在t=4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开．物块C的v-t图象如图乙所示．求：（1）物块C的质量mC；（2）墙壁对物块B的弹力在4s到12s的时间内对B做的功W及对B的冲量I的大小和方向；（3）B离开墙后的过程中弹簧具有的最大弹性势能EP．解析：23.（18分）（1）由图知，C与A碰前速度为1v=9m/s，碰后速度为2v=3m/s，C与A碰撞过程动量守恒．图13ABC书利华教育网www.shulihua.net精心打造一流新课标资料书利华教育网www.shulihua.net精心打造一流新课标资料21)(vmmvmCAC………3分得Cm=2㎏………2分(2)墙对物体B不做功，0W……2分由图知，12s末A和C的速度为3v=－3m/s，4s到12s，墙对B的冲量为23)()(vmmvmmICACA………2分得I=－36NS……2分方向向左……1分（3）12s末B离开墙壁，之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当AC与B速度v4相等时弹簧弹性势能最大．43)()(vmmmvmmCBACA…………2分PCBACAEvmmmvmm2423)(21)(21……2分得PE=9J……2分（西城区）22．（16分）如图所示，竖直平面内的光滑弧形轨道的底端恰好与光滑水平面相切。质量为M=2.0kg的小物块B静止在水平面上。质量为m=1.0kg的小物块A从距离水平面高h＝0.45m的P点沿轨道从静止开始下滑，经过弧形轨道的最低点Q滑上水平面与B相碰，碰后两个物体以共同速度运动。取重力加速度g=10m/s2。求（1）A经过Q点时速度的大小v0；（2）A与B碰后速度的大小v；（3）碰撞过程中系统（A、B）损失的机械能ΔE。解：22．（16分）（1）A从P滑到Q的过程中，根据机械能守恒定律得2021mvmgh（2分）解得A经过Q点时速度的大小s/m0.320ghv（3分）（2）A与B相碰，根据动量守恒定律得mv0=(m+M)v（2分）解得10Mmmvv.0m/s（3分）（3）根据能量守恒定律得220)(2121vMmmvE（3分）解得A与B碰撞过程中系统损失的机械能ΔE=3.0J（3分）（宣武区）23．（共18分）如图所示，在一光滑的长直轨道上，放着若干完全相同的小木块，每个小木块的质量均为m，且体积足够小均能够看成质点，其编号依次为0、1、2、……n……，相邻各木块之间的距离分别记作：12,,nlll。在所有木块都静止的初始条件下，有一个沿轨道方向水平向右的恒力F持续作用在0号小木块上，使其与后面的木块连接发生碰撞，假如所有碰撞都是完全非弹性的（碰后合为一体共速运动）。求：书利华教育网www.shulihua.net精心打造一流新课标资料书利华教育网www.shulihua.net精心打造一流新课标资料（1）在0号木块与1号木块碰撞后瞬间，其共同速度的表达式；（2）若F=10牛，121ll米，那么在2号木块被碰撞后的瞬间，系统的总动能为多少？（3）在F=10牛，11l米的前提下，为了保持正在运动的物块系统在每次碰撞之前的瞬间其总动能都为一个恒定的数值，那么我们应该设计第1n号和第n号木块之间的距离nl为多少米？解析：23．（18分）（1）设：0号与1号碰撞前、后0号的瞬时速度分别为v1、1v共则：211102Flmv1111121222mvmvFlvvm共共（2）1号刚刚被碰之后，系统的总动能2111252kEmv共焦2号木块临近被碰前系统的总动能212510115kkEEFl