(物理)高考物理动量定理专项训练100(附答案)含解析.docx

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1、（物理）高考物理动量定理专项训练100(附答案)含解析一、高考物理精讲专题动量定理1．如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA＝4.0kg和mB＝3.0kg。用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触。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，所示。求：C的v－t图象如图乙（1）C的质量mC；（2）t＝8s时弹簧具有的弹性势能Ep1，4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I；（3）B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep2。【答案】（1）2kg；（2）27J，36N·S；（3）9J【解析】【详解】（1

2、）由题图乙知，C与A碰前速度为v1＝9m/s，碰后速度大小为v2＝3m/s，C与A碰撞过程动量守恒mCv1＝(mA＋mC)v2解得C的质量mC＝2kg。（2）t＝8s时弹簧具有的弹性势能E＝(m＋m)v22=27Jp11AC2取水平向左为正方向，根据动量定理，4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I=(mA＋mC)v3-(mA＋mC)（-v2）=36N·S（3）由题图可知，12s时B离开墙壁，此时A、C的速度大小v3＝3m/s，之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当A、C与B的速度相等时，弹簧弹性势能最大(mA＋mC)v3＝(mA＋mB＋mC)v41(mA＋mC)v3

3、2＝1(mA＋mB＋mC)v42＋Ep222解得B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep2＝9J。2．蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s，若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力来处理，求此力的大小和方向。（g取10m/s2）【答案】1.5×103N；方向向上【解析】【详解】设运动员从h1处下落，刚触网的速度为v12gh18m/s运动员反弹到达高度h2,，网时速度为v22g

4、h210m/s在接触网的过程中,运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg，设向上方向为正，由动量定理有(Fmg)tmv2mv1得F=1.5×103N方向向上3．如图甲所示，平面直角坐标系中，0≤x≤l、0≤y≤2l的矩形区域中存在交变匀强磁场，规定磁场垂直于纸面向里的方向为正方向，其变化规律如图乙所示，其中B00和T均未知。比荷为c的带正电的粒子在点（0，l）以初速度v0沿+x方向射入磁场，不计粒子重力。（1）若在t=0时刻，粒子射入；在t

5、不在ylc2轴上，求T0的取值范围。2v0l，在x>l的区域施加一个沿-x方向的匀强电场，在tT0（3）若B0=，T0时刻lcv04入射的粒子，最终从入射点沿-x方向离开磁场，求电场强度的大小。【答案】（1）B0v0；（2）T0l4v02cl；（3）En0,1,2L.v02n1cl【解析】【详解】设粒子的质量为m，电荷量为q，则由题意得qcm（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，设运动半径为R，根据几何关系和牛顿第二定律得：Rlqv0B0mv02R解得B0v0cl（2）设粒子运动的半径为R1，由牛顿第二定律得解得R12vqv0B0m0l2临界情况为：粒子从t0时刻射入，并且轨迹恰

6、好过0,2l点，粒子才能从y轴射出，如图所示设粒子做圆周运动的周期为T，则T2mlqB0v0由几何关系可知，在tT0内，粒子轨迹转过的圆心角为2对应粒子的运动时间为t1T1T22分析可知，只要满足t1≥T0，就可以使粒子离开磁场时的位置都不在y轴上。2联立解得T0T，即T0l；v0（3）由题意可知，粒子的运动轨迹如图所示设粒子的运动周期为T，则T2mlqB0v0在磁场中，设粒子运动的时间为t2，则t21T1T44由题意可知，还有t2T0T044解得TT，即T0l0v0设电场强度的大小为E，在电场中，设往复一次所用的时间为t3，则根据动量定理可得Eqt32mv0其中t3n1T0

7、n0,1,2L24v02n0,1,2L解得E2n1cl4．半径均为R52m的四分之一圆弧轨道1和2如图所示固定，两圆弧轨道的最低端切线水平，两圆心在同一竖直线上且相距R，让质量为1kg的小球从圆弧轨道1的圆弧面上某处由静止释放，小球在圆弧轨道1上滚动过程中，合力对小球的冲量大小为5Ns，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小球运动到圆弧轨道（2）小球落到圆弧轨道1最低端时，对轨道的压力大小2上时的动能大小。;【答案】（1）5(22)N（2）62.5J2【解析】【详解】（1）设