1、2013高考物理 模拟新题精选分类解析（第11期）专题18动量和能量1. （2013年5月安徽四校联考）如图所示，光滑的水平面AB（足够长）与半径为R=0.8m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切，D点为半圆轨道最高点。A点的右侧等高地放置着一个长为L=20m、逆时针转动速度为v0=10m/s的传送带。用轻质细线连接甲、乙两物体，中间夹一轻质弹簧，弹簧与甲乙两物体不栓接。甲的质量为m1=3kg，乙的质量为m2=1kg，甲、乙均静止在光滑的水平面上。现固定乙球，烧断细线，甲离开弹簧后进入半圆轨道并可以通过D点，且过D点时对轨道的压力恰好等于甲的重力。传送带与乙物体间摩擦因数为0.6，重力加速度g取
2、l0m/s2，甲、乙两物体可看作质点。（1）求甲球离开弹簧时的速度。（2）若甲固定，乙不固定，细线烧断后乙可以离开弹簧后滑上传送带，求乙在传送带上滑行的最远距离。（3）甲乙均不固定，烧断细线以后，求甲和乙能否再次在AB面上水平碰撞？若碰撞，求再次碰撞时甲乙的速度；若不会碰撞，说明原因。2（16分）（2013天津市六校联考）如图所示，在距水平地面高的水平桌面一端的边缘放置一个质量的木块，桌面的另一端有一块质量的木块以初速度开始向着木块滑动，经过时间与发生碰撞，碰后两木块都落到地面上。木块离开桌面后落到地面上的点。设两木块均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知点距桌面边缘的水平距离，木块A与桌
3、面间的动摩擦因数，重力加速度取。求：（1）两木块碰撞前瞬间，木块的速度大小；（2）木块离开桌面时的速度大小；（3）碰撞过程中损失的机械能。3（18分）（2013安徽皖北协作区联考）2003年美国戴姆勒克莱斯公司推出的一款称为“道奇战斧”的概念摩托车，下面是它的一些参数：十缸总排气量8277mL额定功率384.8kW整车质量680kg油箱容积14.8L理论最高速度676km/h理论最佳提速性能0100km/h:2.6s假如允许此车上路，运动中各种阻力之和是重力的k=0.30倍，飙车人质量m为60kg，因为是概念车，可以不考虑燃油质量及其变化.（取g=10 m/s2）（1）若“道奇战斧”在狂飚中实
4、际最好的提速表现是：0108km/h:用时3.0 s，求以此加速度启动后维持匀加速运动的时间.（2）从匀加速结束时刻到速度达到160m/s所需的时间为60秒，则这段时间内的位移是多少？（3）在高速公路上该摩托车以160m/s的速度行驶时与一辆与它质量相等、速度为40m/s的小车发生追尾事故.从两车接触到挤压最紧历时0.1 s，此过程中小车受到的冲击力多大？4（18分）（2013北京市丰台区二模）有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料ER流体，它对滑块的阻力可调。起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长
5、度为L。现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动。为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变。试求（忽略空气阻力）：（1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；（2）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小。（3）已知弹簧的弹性势能的表达式为（式中k为弹簧劲度系数，x为弹簧的伸长或压缩量），试求：两物体碰撞后粘在一起向下运动距离，速度减为零的过程中，ER流体对滑块的阻力所做的功。5（20分）（2013北京市丰台区二模）如图所示，一个光滑、绝缘水平高台的右面空间中存在范围足够大且水平向左的匀强电场，高台边缘静置一个
6、带电量为+q、质量为m的小球B，另有一个绝缘不带电的小球A（大小与小球B相同，质量大于m）以初速度v0向B运动，A与B发生弹性碰撞后水平进入电场，发生再次碰撞后落到水平地面。已知匀强电场的电场场强为E=，重力加速度为g。（小球A、B碰撞过程中电荷不发生转移）（1）如果小球A的质量为3 m，求：小球A、B发生弹性碰撞（首次碰撞）后各自的速度；小球A、B再次碰撞前运动过程中相距的最大距离； B小球在电场中与A小球再次碰撞前具有的动能；（2）如果保持B的质量不变，改变A的质量，其它条件不变，A、B小球再次碰撞前运动过程中相距的最大距离及再次碰撞发生的高度是否发生变化？试证明你的结论。6.（20分）（
7、2013北京市西城区二模）如图1所示，以O点为坐标原点，沿水平地面向右建立x轴；线段OA、AB、BC的长度均为x0。在x轴附近有垂直纸面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的电场，电场强度大小E随x的变化关系如图2所示（图1中未画出）。物体甲和乙的质量均为m，甲带的电荷量为+q，乙是不带电的绝缘体。物体甲从O点由静止释放，物体乙静止在水平地面上的A点。物体甲经过加速后，在A点与物体乙相撞，不计碰撞过程中损失的机械能，整个过程中物体甲的电荷量保持不变。不计一切摩擦，重力加速度为g。（1）求两物体在A点碰撞前的瞬间，物块甲的速度大小v；（2）求物体甲从A点运动到C点过程中两物体间的最大距离s；（3）若两物
8、体相撞前的瞬间，物体甲对地面的压力刚好等于其重力的一半。求在C处物体甲对地面的压力与自身重力的比值k。 7.(16分）（2013北京市海淀区模拟）如图1,水平桌面固定着光滑斜槽，光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接，设物 块通过衔接处时速率没有改变。质量m1=0.40kg的物块A从斜槽上端距水平木板高度h=0. 80m处下滑，并与放在水平木 板左端的质量m2=0.20kg的物块B相碰,相碰后物块B滑行x=4.0m到木板的C点停止运动，物块A滑到木板的D点停 止运动。已知物块B与木板间的动摩擦因数=0.20,重力加 速度 g=10m/s2 ,求：(1)物块A沿斜槽滑下与物块B碰撞前瞬间的速度大小；
9、(2)滑动摩擦力对物块B做的功；(3)物块A与物块B碰撞过程中损失的机械能。8.(20分）(2013北京市顺义区二模)如图所示，质量为M =2.0 kg的小车A静止在光滑水平面上，A的右端停放有一个质量为m =0.10 kg带正电荷q =5.0 10-2 C的小物体B，整个空间存在着垂直纸面向里磁感应强度B =2.0T的匀强磁场。现从小车的左端，给小车A一个水平向右的瞬时冲量I =26 Ns，使小车获得一个水平向右的初速度，此时物体B与小车A之间有摩擦力作用，设小车足够长，g 取10m/s2。求：（1）瞬时冲量使小车获得的动能Ek；（2）物体B的最大速度vm，并在v-t坐标系中画出物体B的速度
10、随时间变化的示意图像；（3）在A与B相互作用过程中系统增加的内能热 9（20分）（2013安徽省皖南八校第三次联考）光滑的长直斜面轨道固定在竖直平面内，与水平轨道BCD连接，水平轨道的BC段粗糙，CD段光滑，一根轻质弹簧一端固定在D处的竖直面上，另一端与质量为3m的物块b则好在C点接触（不连接），弹簧处于水平自然长度。将质量为m的物块a从斜面轨道上的A点由静止释放下滑。物块a与物块b第一次碰撞后一起向右压缩弹簧。已知A点的高度为h，BC=l，物块a、b与BC段水平轨道的动摩擦因数分别为1=0.25和2=0.4，重力加速度为g，物块a、b均可视为质点。求：（1）物块a第一次经过B点时的速度；（2
11、）弹簧在形变过程中，所能获得的最大弹性势能；（3）试讨论释放点高度h取何值时，a、b能且只能发生一次碰撞。10.（18分）（2013广东省梅州市二模）如图所示，固定在地面上的光滑轨道AB、CD，均是半径为R的圆弧。一质量为m、上表面长也为R的小车静止在光滑水平面EF上，小车上表面与轨道AB、CD的末端B、C相切。一质量为m的物体（大小不计）从轨道AB的A点由静止下滑，由末端B滑上小车，小车在摩擦力的作用下向右运动。当小车右端与壁CF接触前的瞬间，物体m恰好滑动到小车右端相对于小车静止，同时小车与CF相碰后立即停止运动但不粘连，物体则继续滑上轨道CD。求：（1）物体滑上轨道CD前的瞬间时速率；（
12、2）水平面EF的长度；（3）当物体再从轨道CD滑下并滑上小车后，如果小车与壁BE相碰后速度也立即变为零，最后物体m停在小车上的Q点，则Q点距小车右端多远？11（20分）(2013北京市昌平区二模)在光滑水平面上静止着A、B两个小球（可视为质点），质量均为m，A球带电荷量为q的正电荷，B球不带电，两球相距为L。从t=0时刻开始，在两小球所在的水平空间内加一范围足够大的匀强电场，电场强度为E，方向与A、B两球的连线平行向右，如图15所示。A球在电场力作用下由静止开始沿直线运动，并与B球发生完全弹性碰撞。设两球间碰撞力远大于电场力且作用时间极短，每次碰撞过程中A、B之间没有电荷量转移，且不考虑空气阻
13、力及两球间的万有引力。求：（1）小球A经多长时间与小球B发生第一次碰撞？（2）小球A与小球B发生第一次碰撞后瞬间A、B两球的速度大小分别是多少？（3）第二次碰撞后，又经多长时间发生第三次碰撞？ 12（16分）(2013北京市昌平区二模)如图13所示，半径R = 0.1m的竖直半圆形光滑轨道bc与水平面ab相切。质量m = 0.1kg的小滑块B放在半圆形轨道末端的b点，另一质量也为m = 0.1kg的小滑块A，以v0 = 2m/s的水平初速度向B滑行，滑过x = 1m的距离，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B粘在一起运动。已知木块A与水平面之间的动摩擦因数 = 0.2。取重力加速度g = 10m/s。A、B均可视为质点。求：（1）A与B碰撞前瞬间的速度大小vA；（2）A、B碰撞过程中损失的机械能E；（3）在半圆形轨道的最高点c，轨道对A、B的作用力F的大小。- 18 -
