巩固练习高考冲刺：热点分析三：守恒.pdf

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1、高中物理 高中物理【巩固练习】一、选择题 1如图所示，粗糙的斜面下端是连一个轻质弹簧，弹簧与斜面平行，小滑块 A 从斜面的某一高度开始沿斜面向下加速运动到压缩弹簧到最短的过程中，则下列说法正确的（）A.滑块先做匀加速运动后匀减速运动 B.滑块先做匀加速运动，接触弹簧后再做匀加速运动最后做变减速运动 C.从开始运动到将弹簧压缩最短的过程中，滑块重力做功等于内能与弹性势能的增量 D.从开始运动到将弹簧压缩最短的过程中，小块重力势能减少量与内能的增加量之和等于弹性势能的增大量 2如图所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程产生的内能为 6 J，那么此过程木块的动能可能增

2、加了()A12 J B16 J C4 J D6 J 3如图所示，A、B 两木块的质量之比为 mAmB32，原来静止在小车 C 上，它们与小车上表面间的动摩擦因数相同，A、B 间夹一根被压缩了的弹簧后用细线拴住小车静止在光滑水平面上，烧断细线后，在 A、B 相对小车停止运动之前，下列说法正确的是()AA、B 和弹簧组成的系统动量守恒 BA、B 和弹簧组成的系统机械能守恒 C小车将向左运动 D小车将静止不动 4如图所示，小车开始静止于光滑的水平面上，一个小滑块由静止从小车上端高 h 处沿光滑圆弧面相对于小车向左滑动，滑块能到达左端的最大高度 h()A大 h B小于 h C等于 h D停在中点与小车

3、一起向左运动 5质量为 M、内壁间距为 L 的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为 m 的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为.初始时小物块停在箱子正中间，如图所示现给小物块一水平向右的初速度 v，小物块与箱壁碰撞 N 次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为()高中物理 高中物理 A212mv B2v2mMmM C12N mgL DN mgLNmgL 6如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块木箱和小木块都具有一定的质量现使木箱获得一个向右的初速度 v0，则()A小木块和木箱最终都将静止 B小木

4、块最终将相对木箱静止，两者一起向右运动 C小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动 D如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则两者将一起向左运动 7如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为 M 的小车，其左侧有半径为 R 的四分之一光滑圆弧轨道 AB，轨道最低点 B 与水平轨道 BC 相切，整个轨道处于同一竖直平面内将质量为 m 的物块(可视为质点)从 A 点无初速释放，物块沿轨道滑行至轨道末端 C 处恰好没有滑出设重力加速度为 g，空气阻力可忽略不计关于物块从 A 位置运动至 C 位置的过程中，下列说法正确的是()A小车和物块构成的系统动量不守恒 B摩擦力对物块和轨道 BC

5、 所做的功的代数和为零 C物块运动过程中的最大速度为2gR D小车运动过程中的最大速度为222m gRMMm 8如图所示，质量均为 M 的铝板 A 和铁板 B 分别放在光滑水平地面上质量为 m(mM)的同一木块C，先后以相同的初速度 v0从左端滑上A和 B，最终C相对于A和B 都保持相对静止 在这两种情况下()AC 的最终速度相同 BC 相对于 A 和 B 滑行的距离相同 CA 和 B 相对地面滑动的距离相同 D两种情况下产生的热量相等 高中物理 高中物理 9如图所示，质量为 M，长度为 L 的小车静止在光滑的水平面上，质量为 m 的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力 F 作用在小物块上，

6、小物块与小车之间的摩擦力为f，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是：（）A.此时物块的动能为 F(x+L)B.此时小车的动能为 fx C.这一过程中，物块和小车增加的机械能为 Fx-fL D.这一过程中，因摩擦而产生的热量为 fL 10如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端下列说法正确的是()A第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功 B第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加 C第一阶段物体和传送

7、带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加 D物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热 11 如图所示，光滑圆形管道固定在竖直面内，直径略小于管道内径可视为质点的小球 A、B 质量分别为 mA、mB，A 球从管道最高处由静止开始沿管道下滑，与静止于管道最低处的 B 球相碰，碰后 A、B 球均能刚好达到与管道圆心 O 等高处，关于两小球质量比值ABmm的说法正确的是()FFxL高中物理 高中物理 A2+1ABmm B2 1ABmm CABmm=D2ABmm 12.如图所示，小球 B 质量为 10 kg，静止在光滑水平面上。小球 A 质量为 5 kg，以 10 m/s

8、的速率向右运动，并与小球 B 发生正碰，碰撞后 A 球以 2 m/s 的速率反向弹回。则碰后小球 B 的速率和这次碰撞的性质，下列说法正确的是()A4 m/s 非弹性碰撞 B4 m/s 弹性碰撞 C6 m/s 非弹性碰撞 D6 m/s 弹性碰撞 二、解答题 13(2015 天津卷)如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A 球在水平面上静止放置，B 球向左运动与 A 球发生正碰，B 球碰撞前、后的速率之比为 31，A 球垂直撞向挡板，碰后原速率返回。两球刚好不发生第二次碰撞，A、B 两球的质量之比为 ，A、B 碰撞前、后两球总动能之比为 。14（2016 江西自主招生）质量为 m1=120

9、0kg 的汽车以速度 v1=21m/s 沿平直公路行驶时，发现前方相距S0=33m 处有一质量为 m2=800kg 的汽车以速度 v2=15m/s 迎面驶来。两车同时急刹车，做匀减速直线运动，但两车仍然猛烈相撞，相撞后结合在一起又滑行了一段距离后才停下来。设两车与路面间的动摩擦因数为=0.3，（g=10m/s2）求：（1）从两车开始刹车到相撞经过了多长时间？（2）两车结合在一起后又滑行了多长距离？15（2016 辽宁自主招生）质量 M=9.0kg 的长木板静止在光滑水平面上。现有一质量 m=1.0kg 的小木块（大小可不计），从木板左端以 v0=10m/s 的水平速度开始沿木板运动，如图所示。

10、若木块与木板间的动摩擦因数=0.40，若木块不会从木板上滑出，求：高中物理 高中物理 （1）木块相对木板静止时的速度大小；（2）木块相对木板静止时，木块相对地面的位移大小；（3）木板的最小长度。16两质量均为 2m 的劈 A 和 B，高度相同，放在光滑水平面上，A 和 B 的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示，一质量为 m 的物块位于劈 A 的倾斜面上，距水平面的高度为 h。物块从静止滑下，然后又滑上劈 B。求：(1)物块第一次离开劈 A 时，劈 A 的速度；(2)物块在劈 B 上能够达到的最大高度。(重力加速度为 g)17 如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹

11、簧左端固定，右端连接着质量 M2 kg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 u2 m/s的速率逆时针转动，装置的右边是一光滑曲面。质量 m1 kg 的小物块 B 从其上距水平台面高 h1.0 m 处由静止释放。已知物块 B 与传送带之间的动摩擦因数 0.2，l1.0 m。设物块 A、B 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 g10 m/s2。(1)求物块 B 与物块 A 第一次碰撞前的速度大小；(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的曲面上？(3)如果物块 A、B 每次碰撞后，物块

12、A 再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当它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。【答案与解析】一、选择题 1【答案】C 高中物理 高中物理【解析】小滑块 A 从斜面的某一高度开始沿斜面向下加速运动到压缩弹簧到最短的过程中先沿斜面做匀加速运动，接触弹簧后开始做变加速运动，最后做变减速速运动滑块重力做功使重力势能减少，减少的重力势能转化为系统的内能和弹簧的弹势能，所以选项 C 对 2【答案】C 【解析】子弹射入木块的过程中，系统动量守恒，即01()mvMm v=，系统损失的机械能转化为内能，即220111()22QmvMm v，将 两 式 联 立 解 得201=6

13、 J2MQmvMm，木 块 获 得 的 动 能22102116 J22()kMmEMvmvMm，所以 C 正确 3【答案】C 【解析】由机械能守恒和动量守恒的条件可知 A、B 均错；小车对 A 的摩擦力大于小车对 B 的摩擦力，所以 A 对小车向左的摩擦力大于 B 对小车向右的摩擦力，因此小车将向左运动 4【答案】C 【解析】小滑块由静止滑下，小滑块和小车组成系统水平方向上动量守恒，到达左端的最大高度h时，两者速度相同，由动量守恒得，两者速度为零，由能量守恒，到达左端的最大高度h等于h，选 C.5【答案】BD 【解析】小物块和箱子组成的系统动量守恒，碰撞 N 次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保

14、持相对静止，则 最 终 两 者 速 度 相 等，设 为v共，则 有：()mvmM v共，系 统 损 失 的 动 能2211()22EmvmM v共，得21 2mMEvmM，所以 B 正确；系统损失的动能为摩擦力做功转化成系统内能，N 次后恰又回到箱子正中间，相对滑动的距离为 NL，所以=E W N mgL，D 正确 6【答案】B 【解析】系统不受外力作用，系统动量守恒，最终两个物体以相同的速度一起向右运动，B 正确 7【答案】AD 【解析】小车和物块构成的系统水平方向上动量守恒，但在竖直方向上动量不守恒，A 正确；在滑动摩擦力作用下，物块的位移大于小车的位移，所以摩擦力对物块和轨道 BC 所做

15、的功的代数和不为零，B错误，且滑动摩擦力对系统做功，动能转化为内能；如果小车固定，则物块滑到最低点 B 的速度由能量守恒有212mgRmv，得=2vgR，但小车不固定，则小车有速度，由能量守恒得物块的速度小于2gR，C 错误；物块运动到 B 点时小车的速度最大，设为 v，由水平动量守恒得=mv Mv，由能量守恒得221122mgRmvMv，解得222m gRvMMm，D 正确 8【答案】AD 【解析】铝板 A 和铁板 B 分别放在光滑水平地面上，所以滑动过程中动量守恒，有0=(+)mvm M v，所以两种情况下，C 的最终速度相同，且产生的热量等于摩擦过程中系统损失的动能，两种情况都为2201

16、1()22QEmvmM v，所以 A、D 正确；由于木块与铝板和铁板的动摩擦因数不同，对系统有22011(+)22fsEmvm M v 相，则 C 相对于 A 和 B 滑行的距离不相同，对 A 和 B，212fsMv，A 和B 相对地面滑动的距离不相同，B、C 都错误 9.【答案】BD【解析】水平力对物块做功 F(x+L)，此时物块的动能小于 F(x+L)，选项 A 错误；摩擦力 f 对小车做功 fx，由动能定理可知，此时小车的动能为 fx。选项 B 正确。这一过程中，物块和小车增加的机械能为F(x+L)-fL，选项 C 错误。这一过程中，因摩擦而产生的热量为 fL，选项 D 正确。10【答案

17、】C 高中物理 高中物理【解析】第一阶段为滑动摩擦力做功，第二阶段为静摩擦力做功，两个阶段摩擦力方向都跟物体运动方向相同，所以摩擦力都做正功，选项 A 错误；由功能关系可知，第一阶段摩擦力对物体做的功(除重力之外的力所做的功)等于物体机械能的增加，即=E WF s阻阻 物，摩擦生热为=Q F s阻相对，又由于=svt传送带，2vst物，所以12sss物相对传送带，即=QE，选项 C 正确，B 错误第二阶段没有摩擦生热，但物体的机械能继续增加，结合选项 C 可以判断选项 D 错误 11【答案】A【解析】A 球从管道最高处由静止开始沿管道下滑，设到最低点速度为 v1，由机械能守恒定律，21122A

18、Am g Rm v，得22vgR，A 球与 B 球碰撞，动量守恒，1=+ABBAAm vm vm v；根据碰后 A、B 球均能刚好达到与管道圆心 O 等高处，由机械能守恒定律，212mgRmv，解得 A、B 两球碰后速度大小均为2gR，若两球碰后方向相同，解得=2+1ABmm，反向时，A、B 不可能都达到与圆心等高处，因为碰后系统机械能不可能增加，故只有选项 A 正确。12.【答案】C【解析】两球碰撞前后动量守恒，则 12=+AAAABBm vm vm v 5 10 kg m/s=5(2)kg m/s+BBm v 解得6 m/sBv=碰前A球动能：2111250 J2kAAEm v=碰后A球和

19、B球的动能 222211190 J22kAABBEm vm v=+=21kkEE1，有能量损失，为非弹性碰撞，C 正确。二、解答题 13【答案】41 95【解析】设碰前 B 球速度大小为 v0，碰后 A、B 两球速度大小分别为 vA、vB，由题意知，vA方向向左，vB方向向右，且 vA=vB=1/3v0，碰撞过程动量守恒，取水平向右为正方向，则有mBv0=mAvA+mBvB，解得mA/mB=4:1；碰撞前、后总动能之比为2022129:51122BAABBm vm vm v。14【答案】（1）从两车开始刹车到相撞经过了 1s 的时间。高中物理 高中物理（2）两车结合在一起后又滑行了 6m 距离

20、。【解析】（1）设从开始刹车到相撞经过的时间为 t，根据牛顿第二定律得两车刹车的加速度大小为：23m/smgagm 相撞时有：2212011()()22vtatv tatS 代入数据求解得：t=1s（另一值不合理，舍去）（2）两车相撞时的速度分别为：v1=v1-at=18m/s v2=v2-at=12m/s 以速度 v1方向为正方向，由动量守恒定律得：m1v1-m2v2=(m1+m2)v 代入数据得：v=6m/s 两车共同滑行距离为：26m2vsa。15【答案】（1）木块相对木板静止时的速度大小是 1m/s；（2）木块相对木板静止时，木块相对地面的位移大小 12.375m；（3）木板的最小长度

21、 11.25m。【解析】（1）木块与木板相互作用过程中动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=(M+m)v 代入数据得：v=1m/s（2）对木块应用动能定理：2201122mgsmvmv 解得木块相对地面的位移 s=12.375m（3）由于木块与木板相互作用过程中能量守恒，则有：22011()22mgLmvMm v 联立解得 L=11.25m，L 为木块相对于木板的位移，此即木板的最小长度。16【答案】(1)13gh(2)49h【解析】(1)设物块第一次离开 A 时的速度为 v1，A 的速度为 v2，由系统动量守恒得：高中物理 高中物理 1220mvmv-=系统机械能守恒得：221

22、211222mghmvmv 联立解得：213vgh 143vgh (2)物块在劈 B 上达到最大高度 h时两者速度相同，设为 v，由系统动量守恒和机械能守恒得 1(2)mm vmv 22111(2)22mm vmghmv 联立解得：49hh 17【答案】(1)4 m/s(2)见解析(3)4 m/s3n【解析】(1)设物块B从光滑曲面h高处下滑到水平位置时的速度大小为v0 由机械能守恒得 2012mghmv 可得02vgh 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，则mgma 设物块B通过传送带后运动速度大小为v，有 2202vval 结合式解得 4 m/sv 由于2 m/s

23、vu，所以4 m/sv 即为物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小(2)设物块A、B第一次碰撞后的速度分别为V、v1，取向右为正方向，由弹性碰撞知 1mvmvMV-+2221111222mvmvMV 解得114 m/s33vv 高中物理 高中物理 即碰撞后物块B沿水平台面向右匀速运动 物块B运动到传送带上做匀减速运动，速度减为零时的位移214m29vsla，所以物块B还没有到达传送带右边，速度已减为零，故不能通过传送带运动到右边的曲面上。(3)当物块B在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速。可以判断，物块B运动到左边台面时的速度大小为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 2211133vvv 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 3321133vvv；4431133vvv 则第n次碰撞后物块B的速度大小为 13nnvv 4 m/s3nnv