2017年最新全国各地高考物理真题汇编--- 动量

F1动量冲量动量定理20．F1(多选)[2017·全国卷Ⅲ]一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动．F随时间t变化的图线如图所示，则()图1A．t＝1s时物块的速率为1m/sB．t＝2s时物块的动量大小为4kg·m/sC．t＝3s时物块的动量大小为5kg·m/sD．t＝4s时物块的速度为零20．AB[解析]由题目可知F＝2N，F′＝－1N，由动量定理Ft＝mv1－mv0，可知t＝1s时，Ft1＝mv1，代入数据可得v1＝Ft1m＝2×12m/s＝1m/s，故A正确；t＝2s时，p＝Ft2，代入数据可得p＝4kg·m/s，故B正确；t＝3s时，p＝Ft2＋F′(t3－t2)，代入数据可得p＝3kg·m/s，故C错误；t＝4s时，由Ft2＋F′(t4－t2)＝mv4，代入数据可得v4＝Ft2＋F′（t4－t2）m＝2×2－1×（4－2）2m/s＝1m/s，故D错误．4．D6、E1、F1[2017·天津卷]“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一．摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动．下列叙述正确的是()图1A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．在最高点时，乘客重力大于座椅对他的支持力C．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变4．B[解析]乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，动能保持不变，而重力势能时刻改变，A错误；在最高点合外力提供向心力，方向向下，所以在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力，B正确；乘客重力的冲量等于重力与时间的乘积，C错误；乘客向下的瞬时分速度时刻在改变，所以重力的瞬时功率也时刻在变化，D错误．F2动量守恒定律23．F2、K2、O2[2017·北京卷]在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.用m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用AZX表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程．(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小．(3)设该衰变过程释放的核能都转为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm.23．[答案](1)AZX―→A－4Z－2Y＋42He(2)2πmqBq2B2πm(3)（M＋m）（qBR）22mMc2[解析](2)设α粒子的速度大小为v，由qvB＝mv2R，T＝2πRv，得α粒子在磁场中运动周期T＝2πmqB环形电流大小I＝qT＝q2B2πm(3)由qvB＝mv2R，得v＝qBRm设衰变后新核Y的速度大小为v′，系统动量守恒，得Mv′－mv＝0则v′＝mvM＝qBRM由Δmc2＝12Mv′2＋12mv2得Δm＝（M＋m）（qBR）22mMc2说明：若利用M＝A－44m解答，亦可．12．[2017·江苏卷]【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答．若多做，则按A、B两小题评分．C．O2、O1、F2[选修3­5](1)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有________．图1A．42He核的结合能约为14MeVB．42He核比63Li核更稳定C．两个21H核结合成42He核时释放能量D．23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大(2)质子(11H)和α粒子(42He)被加速到相同动能时，质子的动量________(选填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为________．(3)甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1m/s.甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和2m/s.求甲、乙两运动员的质量之比．C．(1)结合能等于比结合能乘以核子数，故42He核的结合能约为28MeV，A错误；由图像可知42He核的比结合能大于63Li核的比结合能，故B正确；两个21H核结合成一个42He核，结合能增加，故一定存在质量亏损，故要释放能量，C正确；23592U核中核子的平均结合能小于8936Kr核中的，故D错误．(2)由p＝mv，Ek＝12mv2得p＝2mEk，所以质子和α粒子动能相同时，质子的动量更小．德布罗意波波长λ＝hp＝h2mEk，所以波长之比为2∶1.(3)由动量守恒定律得m甲v甲－m乙v乙＝m乙v乙′－m甲v甲′解得m甲m乙＝v乙＋v乙′v甲＋v甲′代入数据得m甲m乙＝32.14．F2[2017·全国卷Ⅰ]将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)()A．30kg·m/sB．5.7×102kg·m/sC．6.0×102kg·m/sD．6.3×102kg·m/s14．A[解析]在燃气喷出后的瞬间，喷出的燃气的动量p＝mv＝30kg·m/s，由动量守恒定律可得火箭的动量大小为30kg·m/s，选项A正确．10．A3、E3、F2[2017·天津卷]如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA＝2kg、mB＝1kg.初始时A静止于水平地面上，B悬于空中．现将B竖直向上再举高h＝1.8m(未触及滑轮)，然后由静止释放．一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触．取g＝10m/s2，空气阻力不计．求：图1(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；(2)A的最大速度v的大小；(3)初始时B离地面的高度H.10．[答案](1)0.6s(2)2m/s(3)0.6m[解析](1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有h＝12gt2①代入数据解得t＝0.6s②(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为vB，有vB＝gt③细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，由动量守恒得mBvB＝(mA＋mB)v④之后A做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度v即为最大速度，联立②③④式，代入数据解得v＝2m/s⑤(3)细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有12(mA＋mB)v2＋mBgH＝mAgH⑥代入数据解得H＝0.6m⑦F3动量综合问题F4力学观点的综合应用25．A8、C5、F4[2017·全国卷Ⅲ]如图，两个滑块A和B的质量分别为mA＝1kg和mB＝5kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.5；木板的质量为m＝4kg，与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0＝3m/s.A、B相遇时，A与木板恰好相对静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10m/s2.求：图1(1)B与木板相对静止时，木板的速度；(2)A、B开始运动时，两者之间的距离．25．[答案](1)1m/s(2)1.9m[解析](1)滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动．设A、B所受木板的摩擦力和木板所受地面的摩擦力大小分别为f1、f2和f3，A和B相对于地面的加速度大小分别为aA和aB，木板相对于地面的加速度大小为a1.在滑块B与木板达到共同速度前有f1＝μ1mAg①f2＝μ1mBg②f3＝μ2(m＋mA＋mB)g③由牛顿第二定律得f1＝mAaA④f2＝mBaB⑤f2－f1－f3＝ma1⑥设在t1时刻，B与木板达到共同速度，其大小为v1.由运动学公式有v1＝v0－aBt1⑦v1＝a1t1⑧联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据得v1＝1m/s⑨(2)在t1时间间隔内，B相对于地面移动的距离为sB＝v0t1－12aBt21⑩设在B与木板达到共同速度v1后，木板的加速度大小为a2.对于B与木板组成的体系，由牛顿第二定律有f1＋f3＝(mB＋m)a2⑪由①②④⑤式知，aA＝aB；再由⑦⑧式知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为v1，但运动方向与木板相反．由题意知，A和B相遇时，A与木板的速度相同，设其大小为v2.设A的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2，则由运动学公式，对木板有v2＝v1－a2t2⑫对A有v2＝－v1＋aAt2⑬在t2时间间隔内，B(以及木板)相对地面移动的距离为s1＝v1t2－12a2t22⑭在(t1＋t2)时间间隔内，A相对地面移动的距离为sA＝v0(t1＋t2)－12aA(t1＋t2)2⑮A和B相遇时，A与木板的速度也恰好相同．因此A和B开始运动时，两者之间的距离为s0＝sA＋s1＋sB⑯联立以上各式，并代入数据得s0＝1.9m⑰(也可用如图的速度—时间图线求解)F5实验：验证碰撞中的动量守恒