专题26动量和能量第02期备战2020高考物理2019届二模和三模好题分项版汇编教师版

1专题26动量和能量2019年高三二模、三模物理试题分项解析（I）一．选择题1．（4分）（2019山东济南期末）如图，一质量为3m的容器静止在光滑水平面上，该容器的内壁是半径为R的光滑半球面，在容器内壁的最高点由静止释放一质量为m的小滑块P，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．P滑到最低点时的动能为mgRB．P从开始到最低点过程中机械能减少了C．P经过最低点后沿内壁继续上滑的最大高度小于RD．P经过最低点后沿内壁继续上滑的最大高度等于R【思路分析】小滑块与容器组成的系统在水平方向不受外力作用，故水平方向系统动量守恒；整个过程中，对系统来说只有小滑块的重力做功，故小滑块与容器组成的系统机械能守恒，结合动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解答本题【参考答案】BD【名师解析】设小滑块到达最低点的速度为v1，容器的速度为v2，系统水平方向动量守恒，则：mv1＝3mv2此过程中系统机械能守恒，则可得：则滑块P的动能为此过程中其机械能的减少量为，选项A错误，B正确；当滑块P经过最低点后沿内壁继续上滑到最大高度时，两者有共同的速度，设此时最大高度为H，则由水平方向动量守恒与系统机械能守恒有，0＝（m+3m）v共，可得：H＝R，选项C错误，D正确。2【关键点拨】本题是动量与能量综合问题，知道系统在水平方向动量守恒、系统的机械能守恒是关键。2．如图10所示，质量为m2的小球B静止在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速度v0靠近B，并与B发生碰撞，碰撞前后两个小球的速度始终在同一条直线上．A、B两球的半径相等，且碰撞过程没有机械能损失．当m1、v0一定时，若m2越大，则()图10A．碰撞后A的速度越小B．碰撞后A的速度越大C．碰撞过程中B受到的冲量越大D．碰撞过程中A受到的冲量越大【参考答案】CD【名师解析】碰撞过程中，动量守恒，以v0的方向为正方向，则m1v0＝m1v1＋m2v2，又因碰撞过程中机械能守恒，12m1v02＝12m1v12＋12m2v22两式联立得，v1＝m1－m2v0m1＋m2，v2＝2m1v0m1＋m2当m2m1时，m2越大，v1越小，但当m2m1时，m2越大，v1速度反向，但越来越大，选项A、B错误；碰撞过程中，A受到的冲量IA＝m1v1－m1v0＝－2m1m2m1＋m2v0＝－2m1m1m2＋1v0，可知m2越大，A受到的冲量越大，选项D正确；而B受到的冲量与A受到的冲量大小相等、方向相反，因此m2越大，B受到的冲量也会越大，选项C正确．二．计算题1.（2019全国高考猜题卷6）（20分）如图，中空的水平圆形转盘内径r＝0.6m，外径足够大，沿转盘某条直径有两条光滑凹槽，凹槽内有A、B、D、E四个物块，D、E两物块分别被锁定在距离竖直转轴R＝1.0m处，A、B紧靠D、E放置，两根不可伸长的轻绳，每根绳长L＝1.4m，一端系在C物块上，另一端分别绕过转盘内侧的光滑小滑轮，穿过D、E两物块中间的光滑圆孔，系在A、B两个物块上，A、B、D、E四个物块的质量均为m＝1.0kg，C物块的质量mC＝2.0kg，所有物块均可视为质点，(不计空气阻力，取重力加速度g＝10m/s2，计算结果可用最简的分式与根号表示)(1)启动转盘，转速缓慢增大，求A、D以及B、E之间恰好无压力时细绳的拉力及转盘的角速度；(2)停下转盘后，将C物块置于圆心O处，并将A、B向外侧移动使轻绳水平拉直，然后无初速度释放A、B、3C物块构成的系统，求A、D以及B、E相碰前瞬间C物块的速度；(3)碰前瞬间解除对D、E物块的锁定，若A、D以及B、E一经碰撞就会粘在一起，且碰撞时间极短，求碰后C物块的速度．【参考答案】（20分）(1)12.5N，522rad/s(6分)(2)204141m/s(6分)(3)205741m/s(8分)【名师解析】(1)A、D以及B、E之间恰好无压力时，C物块保持静止，故2Fcosθ＝mCg，sinθ＝rL－R－r＝0.61.4－0.4＝35，解得F＝12.5N对A、B两个物块F＝mω2R角速度ω＝FmR＝522rad/s(2)设碰前A、B速度大小为v，C的速度大小为vC，则v＝vCcosθ系统下落过程中机械能守恒：2×12mv2＋12mCvC2＝mCgh由几何关系知h＝0.8m解得：vC＝204141m/s(3)设碰后A、D的速度大小为v′，C的速度大小为vC′则v′＝vC′cosθ设绳上拉力的冲量大小为I，由于碰撞时间极短，绳子拉力远大于C物块的重力．对C物块运用动量定理：－2Icosθ＝mCvC′－mCvC对A、D运用动量定理：I＝2mv′－mv联立解得：vC′＝4157vC＝205741m/s.2.(20分)（2019年3月兰州模拟）有两个用一根轻质弹簧相连的木块A、B静止在光滑水平面上，其质量mA=1kg、mB=2.95kg，一颗质量m=50g的子弹沿水平方向以v0=400m/s的速度，在极短时间内射穿A并留在B中，射穿A木块后子弹的速度变为原来的0.6倍。求：(1)子弹穿过木块A时A木块的速度vA；(2)系统运动过程中弹簧的最大弹性势能EP；(3)弹簧再次恢复原长时木块A、B的速度大小。4【压轴题透析】（1）利用动量守恒定律列方程解得子弹穿过木块A时A木块的速度vA；（2）利用动量守恒定律列方程解得子弹射入木块B时二者的共同vB；当三者速度相等时系统损失动能最多，弹性势能最大，对子弹、木块A、B为系统，利用动量守恒定律得出三者的共同速度，利用能量守恒定律得出系统运动过程中弹簧的最大弹性势能EP；(3)利用动量守恒定律和子弹射入木块B时与弹簧再次恢复原长时系统动能相等，列方程解得弹簧再次恢复原长时木块A、B的速度大小。【命题意图】本题以子弹打木块、弹簧模型为情景，考查动量守恒定律、能量守恒定律及其相关知识点。【解题思路】53．（14分）（2019湖北四地七校考试联盟期末）在光滑水平地面上放有一质量M＝1kg带光滑圆弧形槽的小车，质量为m＝2kg的小球以速度ν0＝3m/s沿水平槽口滑上圆弧形槽，槽口距地面的高度h＝0.8m（重力加速度g＝10m/s2）。求：（1）小球从槽口开始运动到滑到最高点（未离开圆弧形槽）的过程中，小球对小车做的功W；（2）小球落地瞬间，小车与小球间的水平间距L。【思路分析】（1）小车与物块组成的系统水平方向动量守恒，由动能定理求出小球对小车做的功；（2）由动量守恒定律可以求出小球与小车的速度。球离开车后做平抛运动，应用平抛运动规律与匀速运动规律求出距离。【名师解析】（1）车与球组成的系统水平方向动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：mv0＝（M+m）v，对小车，由动能定理可得：W＝Mv2解得：W＝2J；（2）整个过程中系统水平方向动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：mv0＝mv球+Mv车，由机械能守恒定律得：mv02＝mv球2+Mv车2，解得：v球＝1m/s，方向向左；v车＝4m/s；方向向左6球离开车后做平抛运动，h＝gt2，x＝v球t，解得：x＝v0；小车左匀速直线运动，位移：x′＝v车t小球落地时二者之间的距离：L＝x′﹣x代入数据联立得：L＝1.2m答：（1）小球从槽口开始运动到滑到最高点（未离开圆弧形槽）的过程中，小球对小车做的功是2J；（2）小球落地瞬间，小车与小球间的水平间距Ls是1.2m。【关键点拨】本题考查了求高度、速度、距离问题，分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律、机械能守恒定律即可正确解题。4．(20分)(2019山东济南二模)如图所示两小滑块分别静止在平台的两端，间距x=6.25m，质量分别为m1=1kg、m2=2kg水平面上依次排放两块完全相同的木板A、B，其长度均为L=2.5m，质量均为M=1kg，木板上表面与平台等高滑块与平台间、木板与水平面间的动摩擦因数均为μ1=0.2，滑块与木板间的动摩擦因数均为μ2，现给滑块m1一水平向右的初速度v0=13m/s，一段时间后与m2发生弹性碰撞．最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，g取10m/s2．求：(1)碰前滑块m1的速度大小及碰后滑块m2的速度大小(2)若滑块m2滑上木板A时，木板不动而滑上木板B时，木板B开始滑动，则μ2应满足什么条件(3)若μ2=0．8求木板B的位移大小【名师解析】75．(20分)（2019福建质检）8如图甲，一长度L=1m的平板车A停在水平地面上，其上表面与斜坡底端的一段小圆弧水平相切，货物从斜坡上静止释放滑到斜坡底端后滑上A车。当货物释放位置离斜坡底端的距离s与货物的质量m满足如图乙的关系时，货物滑上A车后恰好不从其右端滑出。已知斜坡的倾角θ=37°，货物与斜坡之间的动摩擦因数μ1=0.5。货物视为质点，车与地面的摩擦忽略不计，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。(1)求货物在斜坡上运动的加速度大小a；(2)求货物与A车之间的动摩擦因数μ2和A车的质量M；(3)若在A车右端停有另一辆完全相同的B车，两车接触但不相连。质量m=10kg的货物从距斜坡底端s=8m处由静止下滑，判断该货物能否从B车的右端滑出，并说明理由。【名师解析】96.(2018·湖州地区第一学期高一期末)如图甲所示，两根完全相同的中空长管，竖直正对固定放置，相距为l，管的横截面为正方形，两管正对的一侧中央开有竖直的细缝，横截面如图乙所示。两管的A1A2、A3A4、B1B2、B3B4段内壁粗糙，其余内壁光滑，光滑段和粗糙段的长度均为l0。两个相同的正方体小物块(边长略小于管的内径，可视作质点)通过一轻质弹簧固连在一起，弹簧的原长为l0，劲度系数为k，两小物块质量均为m，小物块与管壁内粗糙部分的动摩擦因数μ＝mgkl0。现将两小物块置于管道内，从A0B0位置同时静止释放。10(1)若两管的距离l＝l0，求小物块落到A2B2处的速度大小；(2)若l＝3l02，求小物块在A1A2段的加速度大小和运动到A2B2处的速度大小；(3)若小物块经过A4B4处的速度大小为v＝203gl0，求小物块经过粗糙段的加速度大小和两管的距离l的大小。【名师解析】(1)由于l＝l0，弹簧为原长，故小物块不受摩擦力作用，释放后做自由落体运动，故有：v2＝2g×2l0故可得：v＝2gl0。(2)当l＝3l02，弹簧弹力：F＝12kl0此时，小物块在粗糙段受力有重力、弹簧弹力、管壁弹力和滑动摩擦力在A0A1段做自由落体，在A1A2段做匀加速运动故有：F－N＝0mg－f＝ma由滑动摩擦力规律有：f＝μN可得：a＝12g由匀变速规律有：vA12＝2gl0，vA22－vA12＝2al0可得：vA2＝3gl0。(3)由题意可知物块受到的滑动摩擦力一直向上，故A1A2和A3A4的加速度相同，设为a′。由匀变速运动的规律可得：vA12＝2gl0，vA22－vA12＝2a′l0，vA32－vA22＝2gl0，v2－vA32＝2a′l0由上述各式及v＝203gl0，可得：a′＝23g物体在粗糙段时：mg－f′＝ma′，F′－N′＝011且：f′＝μN′，F′＝kx可得：x＝13l0x＝13l0是弹簧的形变量大小，故可知两管的距离l＝23l0或l＝43l0答案：(1)2gl0(2)3gl0(3)23g23l0或43l0