高考物理动量定理试题(有答案和解析)含解析.docx

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1、高考物理动量定理试题(有答案和解析)含解析一、高考物理精讲专题动量定理1．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均未知。和T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

2、）若B0=2v0，T0l，在x>l的区域施加一个沿-x方向的匀强电场，在tT0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cqm（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：Rlqv0B0mv02Rv0解得B0cl（2）设粒子运动的半径为R1，由牛顿第二定律得qv0B0mv02R1l解得R12临界情况为：粒子从t0时刻射入，并

3、且轨迹恰好过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T0lT，即T0；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T0lT，即T0v0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

4、，则根据动量定理可得Eqt32mv0其中t3n1T0n0,1,2L24v02n0,1,2L解得E2n1cl2．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1最低端时，对轨道的压力大小;（2）小球落到圆弧轨道2上时的动能大小。【答案】（1）5(22)N（2）62.5J2【解析】【详解】（1）设小球在

5、圆弧轨道1最低点时速度大小为v0，根据动量定理有Imv0解得v05m/s在轨道最低端，根据牛顿第二定律，Fmgmv02R解得F522N2根据牛顿第三定律知，小球对轨道的压力大小为F522N2（2）设小球从轨道1抛出到达轨道2曲面经历的时间为t，水平位移：xv0t竖直位移：y1gt22由勾股定理：x2y2R2解得t1s竖直速度：vygt10m/s可得小球的动能Ek1mv21mv02vy262.5J223．如图所示，在倾角θ=37°的足够长的固定光滑斜面的底端，有一质量m=1.0kg、可视为质点的物体，以v0=6.0m/s的初速度沿斜面上

6、滑。已知sin37o=0.60，cos37o=0.80，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：（1）物体沿斜面向上运动的加速度大小；（2）物体在沿斜面运动的过程中，物体克服重力所做功的最大值；（3）物体在沿斜面向上运动至返回到斜面底端的过程中，重力的冲量。【答案】（1）6.0m/s2（2）18J（3）20N·s，方向竖直向下。【解析】【详解】（1）设物体运动的加速度为a，物体所受合力等于重力沿斜面向下的分力为：F=mgsinθ根据牛顿第二定律有：F=ma；解得：a=6.0m/s2（2）物体沿斜面上滑到最高点时，克服重力做功达到

7、最大值，设最大值为沿斜面上滑过程，根据动能定理有：vm；对于物体W01mvm22解得W=18J；（3）物体沿斜面上滑和下滑的总时间为：2v026t2sa6重力的冲量：IGmgt20Ns方向竖直向下。4．如图所示，一个质量为m的物体，初速度为v0，在水平合外力F（恒力）的作用下，经过一段时间t后，速度变为vt。(1)请根据上述情境，利用牛顿第二定律推导动量定理，并写出动量定理表达式中等号两边物理量的物理意义。(2)快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示。请运用所学物理知识分析说明这样做的道理。【答案】详情见解析【解析

8、】【详解】(1)根据牛顿第二定律Fma,加速度定义aviv0解得tFtmvimv0即动量定理,Ft表示物体所受合力的冲量，mvt-mv0表示物体动量的变化(2)快递物品在运送途中难免出现磕碰现象，根据动量定理Ftmvim