2016年高考物理真题分类汇编选修3-5动量专题

2016年高考物理真题分类汇编：动量专题[2016上海22A].如图，粗糙水平面上，两物体A、B以轻绳相连，在恒力F作用下做匀速运动。某时刻轻绳断开，A在F牵引下继续前进，B最后静止。则在B静止前，A和B组成的系统动量_________（选填：“守恒”或“不守恒“）。在B静止后，A和B组成的系统动量。（选填：“守恒”或“不守恒“）【答案】守恒；不守恒【解析】轻绳断开前，A、B做匀速运动，系统受到的拉力F和摩擦力平衡，合外力等于零，即0ABFff，所以系统动量守恒；当轻绳断开B静止之前，A、B系统的受力情况不变，即0ABFff，所以系统的动量依然守恒；当B静止后，系统的受力情况发生改变，即AAFfma，系统合外力不等于零，系统动量不守恒。[2016北京18]如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动下列说法正确的是A.不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B.不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C.卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D.卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量【答案】B考点：考查了万有引力定律的应用[2016天津9（1）]、如图所示，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块B，盒的质量是滑块质量的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ；若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，则此时盒的速度大小为；滑块相对盒运动的路程。【答案】3v23vg【解析】试题分析：设滑块质量为m，则盒子的质量为2m；对整个过程，由动量守恒定律可得：mv=3mv共解得v共=3v由能量关系可知：22113()223vmgxmvm解得：23vxg考点：动量守恒定律；能量守恒定律[2016理综I-35][物理——选修3-5]（2）（10分）某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度0v竖直向上喷出；玩具底部为平板（面积略大于S）；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为，重力加速度大小为g，求：(i)喷泉单位时间内喷出的水的质量；(ii)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。[解析](i)在一段很短的t时间内，可以为喷泉喷出的水柱保持速度0v不变。该时间内，喷出水柱高度：0lvt①喷出水柱质量：mV②其中v为水柱体积，满足：VlS③由①②③可得：喷泉单位时间内喷出的水的质量为0mvSt(ii)设玩具底面相对于喷口的高度为h由玩具受力平衡得：=FMg冲④其中，F冲为玩具底部水体对其的作用力．由牛顿第三定律：=FF压冲⑤其中，F压为玩具时其底部下面水体的作用力v＇为水体到达玩具底部时的速度由运动学公式：2202vvgh＇⑥在很短t时间内，冲击玩具水柱的质量为m0mvst⑦由题意可知，在竖直方向上，对该部分水柱有动量定理Fmgtmv压⑧由于t很小，mg也很小，可以忽略⑧式变为Ftmv压⑨由④⑤⑥⑦⑨可得220222022vMghgvS[考点]动量定理，流体受力分析，微元法[难点]情景比较新颖，微元法的应用[2016全国II-35（2）]（10分）如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面3m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h=0.3m（h小于斜面体的高度）。已知小孩与滑板的总质量为m1=30kg，冰块的质量为m2=10kg，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g=10m/s2。（i）求斜面体的质量；（ii）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？【答案】（i）（1）20kgM（ii）（2）不能【解析】试题分析：①设斜面质量为M，冰块和斜面的系统，水平方向动量守恒：222()mvmMv系统机械能守恒：22222211()22mghmMvmv解得：20kgM考点：动量守恒定律、机械能守恒定律.[2016全国III-35]（2）、如图所示，水平地面上有两个静止的小物块a和b，其连线与墙垂直：a和b相距l；b与墙之间也相距l；a的质量为m，b的质量为34m，两物块与地面间的动摩擦因数均相同，现使a以初速度0v向右滑动，此后a与b发生弹性碰撞，但b没有与墙发生碰撞，重力加速度大小为g，求物块与地面间的动摩擦力因数满足的条件。【答案】2200322113vvglgl考点：考查了动量守恒定律和能量守恒定律的应用[2016北京24（1）]动量定理可以表示为Δp=FΔt，其中动量p和力F都是矢量。在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是υ，如图1所示。碰撞过程中忽略小球所受重力。a．分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化Δpx、Δpy；b．分析说明小球对木板的作用力的方向。【答案】（1）a、0xp，2cosypmv，方向沿y轴正方向、b、y轴负方向[2016北京24（2）]激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。激光照射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用。光镊效应就是一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒。一束激光经S点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束①和②穿过介质小球的光路如图②所示，图中O点是介质小球的球心，入射时光束①和②与SO的夹角均为θ，出射时光束均与SO平行。请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向。a.光束①和②强度相同；b.光束①比②强度大。【答案】（2）a、两光束对小球的合力的方向沿SO向左b、两光束对小球的合力的方向指向左上方b、建立如图所示的Oxy直角坐标系考点：考查了动量定理的应用[2016海南17（2）]（8分）如图，物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器（图中未画出）射出的物块B沿水平方向与A相撞，碰撞后两者粘连在一起运动，碰撞前B的速度的大小v及碰撞后A和B一起上升的高度h均可由传感器（图中未画出）测得。某同学以h为纵坐标，v2为横坐标，利用实验数据作直线拟合，求得该直线的斜率为k=1.92×10-3s2/m。已知物块A和B的质量分别为mA=0.400kg和mB=0.100kg，重力加速度大小g=9.8m/s2。（i）若碰撞时间极短且忽略空气阻力，求h-v2直线斜率的理论值k0。（ii）求k值的相对误差00kkk（=）×100%，结果保留1位有效数字。【答案】（i）-3202.0410s/mk（ii）=6%[解析]（2）（8分）（i）设物块A和B碰撞后共同运动的速度为'v,由动量守恒定律有'BAB()mvmmv①在碰撞后A和B共同上升的过程中，由机械能守恒定律有'2ABAB1()=()2mmvmmgh②联立①②式得22B2AB2()mhvgmm③由题意得2B02AB2()mkgmm④代入题给数据得-3202.0410s/mk⑤（ii）按照定义00=100%kkk⑥由⑤⑥式和题给条件得=6%⑦评分参考：第（i）问7分，①②式各2分，③④⑤式各1分；第（ii）问1分，⑦式1分。