专题3.7 动量守恒定律的综合应用-2023年高考物理靶向专项强化训练（三大题型+冲刺模拟）

2023年高考物理靶向专项强化训练

专题2.7 传感器的应用、探究变压器原副线圈电压和匝数的关系

1．如图甲所示，在倾角θ=30°的粗糙斜面上，有材质不同的两物块M、N分别置于斜面上的P、Q两点，物块M在外力作用下静止于P点，物块N恰好能静止（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），Q点到斜面底端O的距离为L，P点到Q点的距离为kL（k为已知常数），两物块均可视为质点。现将物块M从静止释放，运动到Q点时与物块N碰撞，碰撞过程中无机械能损失，M、N只发生一次碰撞，此过程中物块M运动的速度—时间图像如图乙所示，其中和t0均为未知量。已知物块M的质量为m重力加速度为g，不计空气阻力。

（1）求物块N的质量；

（2）在图乙所描述的运动过程中，求物块M的总位移大小；

（3）在图乙所描述的运动过程中，求物块M克服摩擦力所做的功；

（4）要使物块N到达O点时，物块N与物块M的速度恰好相同，则k应为多少；此时物块M与物块N的距离为多少。

2．如图所示，倾角为的光滑斜面末端与水平传送带的左端D平滑连接传送带DC间的距离为L，沿顺时针方向运行的速度为，其右端C与光滑且足够长的水平平台平滑连接，平台上有n个质量为2m的小滑块。编号依次为B1、B2、B3、B4…Bn。将质量为m的滑块A由斜面上某一高度由静止释放。当滑块A滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同。小滑块间的碰撞均为弹性碰撞。已知滑块A与传送带间的动磨擦因数为，重力加速度为g，滑块均视为质点，求：

（1）滑块A下滑的高度；

（2）小滑块B1的最终速度及被碰撞的次数。

3．一质量为m的木板B（足够长）静止在光滑的水平面上，B的右端与竖直挡板的距离为s。一个质量为3m的小物块A以初速度v0从B的左端水平滑上B。设物块A可视为质点，A、B间的动摩擦因数为μ，木板B首次与挡板发生碰撞之前，A、B已达到共同速度，B与竖直挡板发生多次弹性碰撞，最终A、B静止（A未碰墙），重力加速度为g。求:

（1）s的最小长度和B与挡板第一次碰撞前板块之间摩擦产生的热量；

（2）B与竖直挡板前两次碰撞的时间间隔；

（3）B与竖直挡板第一次碰撞到A、B静止所需要的总时间。

4．2023年冬奥会在北京举行，小开同学受到冰壶运动的启发，设置了一种新式的碰撞游戏，其情景如图所示。竖直面内的一段光滑弧形轨道和粗糙水平轨道在N点平滑连接，水平轨直上放置质量的足够长的木板B，B的左端距N点的距离，B的右端上方放置质量的物块C，B、C之间的擦因数，B与水平轨道之间的摩擦因数，质量为的冰块从距地面高度为的地方静止滑下，A与水平轨道之间的摩擦因数，A、B间的碰撞是弹性碰撞，碰撞时间极短，重力加速度取。已知A与B发生第二次碰撞之前B、C均已停止运动，不考虑冰块质量的变化，求：

（1）A与B第一次碰撞后A、B的速度大小；

（2）A与B第二次碰前B的位移大小；

（3）从开始到最终停止B、C之间的摩擦生热。

5．如图甲所示，半径R=0.5m的四分之一光滑圆弧轨道A与长l=1m的平板B均静置于光滑水平地面上，A与B刚好接触且二者的上表面相切，一物块C（可视为质点）静置于B的最右端，C与B上表面的动摩擦因数μ从左往右随距离l均匀变化，其变化关系如图乙所示。已知A、B、C的质量均为m=1kg，重力加速度g=10m/s2，现给C一水平向左的初速度v0=4m/s。

（1）若A、B固定，其他条件均不变，求C刚滑到A最低点P时对轨道的压力大小；

（2）若A、B不固定，其他条件均不变，求：

（i）C由B最右端滑至最左端过程中克服摩擦力做的功；

（ii）C相对于A最低点P所能达到的最大高度（结果保留两位有效数字）；

（iii）若将A、B粘连在一起，改变v0大小，其他条件均不变，使C能够沿A上升，且再次返回到A最低点P时具有相对于地面水平向左的速度，v0的取值范围为多少。

6．如图所示，一轻质弹簧的左端固定在小球上，右端与小球接触但未拴接，球和球静止在光滑水平台面上。小球从左侧光滑斜面上距水平台面高度为处由静止滑下（不计小球在斜面与水平面衔接处的能量损失），与球发生正碰后粘在一起，碰撞时间极短，之后球脱离弹簧，在水平台面上匀速运动并从其右端点水平抛岀，落入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内，该段圆弧的圆心在点，半径为。已知三个小球、、均可看成质点，且质量分别为，（为待定系数），重力加速度为，不计空气阻力和一切摩擦。

（1）若，求该条件下弹簧具有的最大弹性势能以及小球从水平台面右端点。抛出后落到圆弧轨道上的点在图示坐标系中的位置；

（2）若小球从水平台面右端点抛岀后，落至圆弧轨道上时具有最小动能，求此时的取值及对应的最小动能。

7．两等高的长木板M、N放在光滑水平面上，两木板相邻但不粘连，木板N固定在水平面上，右侧固定有半径R=0.18 m的光滑半圆轨道，半圆轨道最下端与长木板N的上表面相切，长木板N上放着质量mA=1 kg的物块A与质量mB=2 kg的物块B，A与B均可视为质点，A、B间夹一被压缩的轻质弹簧（弹簧与A、B均不拴接），用手固定A、B不动，此时弹簧储存的弹性势能为Ep=48 J，在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧原长。放手后A向左、B向右运动，细绳在极短时间内被拉断，之后B冲上半圆轨道，B恰能到达半圆轨道最高点C，A滑上长度为L=2m的木板M，木板N的上表面光滑，物块A和木板M上表面间的动摩擦因数为μ=0.4，木板M的质量m=1kg，重力加速度g取10 m/s2。

（1）求细绳被拉断过程中细绳对B的冲量I的大小；

（2）求A滑离M瞬间的速度大小；

（3）为了使A不滑离M，从A刚滑上M开始对M施加水平向左的拉力F，求拉力F应满足的条件。

8．如图1所示，固定的水平平台上距水平平台右端m处有一木块A（可视为质点），紧靠平台右端的水平地面上放置一与平台等高的水平木板B，木板B上距木板B左端m处固定一轻挡板，挡板右侧和物块C（可视为质点，刚好位于木板B的右端）之间由机关锁定着一个压缩的轻弹簧（弹簧与物块C不拴接）。木块A在水平向右的拉力F作用下由静止开始运动，力F与木块A位移的关系图象如图2所示。木块A刚好与挡板接触不发生碰撞并粘连在一起，此时机关解除锁定，弹簧瞬间弹开，最终木板B的左端与平台右端的距离m（木板B未与平台相碰）。已知木块A、木板B、物块C的质量关系为kg，木块A与平台间的动摩擦因数，木板B与地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小m/s2。求：

（1）木块A刚刚滑上木板B时的速度大小；

（2）木块A与木板B上表面间的动摩擦因数；

（3）弹开前弹簧储存的弹性势能。