篇一：高考经典物理模型：碰撞问题(一)
碰撞问题（一）
——考点透析
碰撞问题是历年高考试题的重点和热点，同时它也是同学们学习的难点．它所反映出来的物理过程、状态变化及能量关系，能够全方位地考查同学们的理解能力、逻辑思维能力及分析推理能力．高考中考查的碰撞问题，碰撞时间极短，位(本文来自：www.dXF5.com 东 星资 源 网:物理碰撞历年高考试题)移为零，碰撞过程遵循动量守恒定律．一、考点诠释
两个(或两个以上)物体相遇，物体之间的相互作用仅持续一个极为短暂的时间，而运动状态发生显著变化，这种现象称为碰撞。碰撞是一个基本，十分重要的物理模型，其特点是：
1．瞬时性．由于物体在发生碰撞时，所用时间极短，因此在计算物体运动时间时，通常把碰撞时间忽略不计；在碰撞这一极短的时间内，物体的位置是来不及改变的，因此我们可以认为物体在碰撞中位移为零。
2．动量守恒性．因碰撞时间极短，相互作用的内力大于外力，所以系统在碰撞过程中动量守恒。
3．动能不增．在碰撞过程中，系统总动能只有减少或者不变，而绝不会增加，即不能违背能量守恒原则。若弹性碰撞则同时满足动量、动能守恒。非弹性碰撞只满足动量守恒，而不满足动能守恒（系统的动能减少）。
二、解题策略
首先要根据碰撞的瞬时性特点，正确选取相互作用的研究对象，使问题简便解决；其次要确定碰撞前和碰撞后系统中各个研究对象的状态；然后根据动量守恒定律及其他
规律求解，并验证求得结果的合理性。
三、边解边悟
1．在光滑的水平面上有三个完全相同的小球排成一条直线．2、3小球静止，并靠在一起，1球以速度v0射向它们，如图所示．设碰撞过程不损失机械能，则碰后三个小球的速度为多少？
解析：本题的关键在于分析清楚实际的碰撞过程：由于球1与球2发生碰撞时间极短，球2的位置来不及发生变化，这样球2对球3也就无法产生力的作用，即球3不会
v
参与此次碰撞过程．而球1与球2发生的是弹性碰撞，质量又相等，故它们在碰撞中实现速度交换，碰后球1立即停止，球2速度立即变为v0；此后球2与球3碰撞，再一次实现速度交换．所以碰后球1、球2的速度为零，球3速度为v0．
2．用轻弹簧相连的质量均为m=2㎏的A、B两物体都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动，弹簧
处于原长，质量M = 4㎏的物体C静止在前方，如图所示。B与C碰撞后二者粘在一起运动，在以后的运动中，求：
（1）当弹簧的弹性势能最大时物体A的速度。 （2）弹性势能的最大值是多大？ 解析：（1）由动量守恒定律得
当弹簧的压缩量最大时，弹性势能最多，此时A、B、C的速度相等2 mv=（2m+M）v1 v1=2 mv/（2m+M）=3 m/s即A的速度为3 m/s
（2）由动量守恒定律得B、C碰撞时
mv=（m+M）v2 v2= mv/（m+M）=2m/s 由能量守恒可得
mv2/2＋（m＋M）v22/2=（2m＋M）v12/2＋△EP 解得：△EP=12J
3．质量均为m，完全相同的两辆实验小车A和B停放在光滑水面上，A车上另悬挂有一质量为2m的小球C。开始B静止，A、C以速度v0向右运动，两车发生完全非弹性碰撞但不粘连，碰撞时间极短，
碰后小球C先向右摆起，再向左摆起……每次均未达到水平，求：
（1）小球第一次向右摆起至最大高度h1时小车A的速度大小v.
（2）小球第一次向右摆起的最大高度h1和第一次向左摆起的最大高度h2之比
.
v
解析：（1）研究A、B、C整体，从最开始到小球第一次向右摆起至最大高度过程中，根据水平方向动量守恒
（3m）v0 = (4m) v 解得v?
34v0
（2）研究A、B整体，两车碰撞过程中，设碰后瞬间A、B共同速度为v1，根据动量守恒
mv0 = (2m)v1
解得v1?
12v0
从碰拉结束到小球第一次向右摆起至最大高度过程中，根据机械能守定律 (2m)gh1?
v0
2
12
(2m)v0?
2
12
(2m)v1?
2
12
(4m)v
2
解得h1?
16g
由受力分析可知，小球下摆回最低点，B、C开始分离。设此时小球速度为v3，小车速度为v4，以向右为正方向，从碰撞结束到小球摆回最低点过程中根据水平方向动量守恒
（2m）v0 +(2m)v1 = (2m)v3 +(2m)v4
根据机械能守恒定律
12
(2m)v0?
2
12
(2m)v1?
2
12
(2m)v3?
2
12
(2m)v4
2
解得小球速度v3 = v1 =
12
v0，方向向右
小车速度v4 = v0，方向向右 另一根不合题意舍去。
研究A、C整体从返回最低点到摆到左侧最高点过程。 根据水平方向向量守恒
(2m) v3 +mv4 = (3m)v5
根据机械能守恒定律
(2m)gh2?
12
(2m)v3?
2
12
mv4?
2
12
(3m)v5
2
解得h2?
v0
2
24g
所以h1：h2 =3：2
4．如图所示，质量为M=3kg、长度为 L=1.2m的木板静止在光滑水平面上，其左端的壁上有自由长度为L0=0.6m的轻弹簧，右端放置一质量为m=1kg的小物块，小物块与木块间的动摩擦因数为μ=0.4，今对小物块施加
一个水平向左的瞬时冲量I0=4N·s，小物块相对于木板向左运动而压缩弹簧使弹性势能增大为最大值Emax，接着小物块又相对于木板向右运动，最终恰好相对静止于木板的最右端，设弹簧未超出弹性限度，并取重力加速度为g=10m/s2。求：
（1）当弹簧弹性势能最大时小物块速度v；
（2）弹性势能的最大值Emax及小物块相对于木板向左运动的最大距离Lmax。 解析：（1）由动量定理及动量守恒定律得
I0=mv0 mv0=(m+M)v
解得：v=1m/s
（2）由动量守恒定律和功能关系得
mv0=(m+M)u
1212
mv2 =0
1212
（m+M）v2+μmgLmax+Emax
mv2 =0
（m+M）u2+2μmgLmax
解得：Emax=3JLmax=0.75m
5.在绝缘水平面上放一质量m=2.0×10-3kg的带电滑块A，所带电荷量q=1.0×10-7C.在滑块A的左边l=0.3m处放
置一个不带电的绝缘滑块B，质量M=4.0×10-3kg，B与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态，弹簧原长S=0.05m.如图所示，在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E=4.0×10N/C，滑块A由静止释放后向左滑动并与滑块B发生碰撞，设碰撞时间极短，碰撞后两滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处(弹性限度内)，此时弹性势能E0=3.2×10-3J，两滑块始终没有分开，两滑块的体积大小不计，与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5，g取10m/s.求:
(1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v； (2)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离s. 解析:(1)设两滑块碰前A的速度为v1，由动能定理有:
qEl??mgl?
12
2
mv1
2
5
解得:v1=3m/s
A、B两滑块碰撞，由于时间极短动量守恒，设共同速度为v mv1?(M?m)v
解得:v=1.0m/s
(2)碰后A、B一起压缩弹簧至最短，设弹簧压缩量为x1，由动能定理有：
qEx1??(M?m)gx1?E0?0?
12
(M?m)v
2
解得:x1=0.02m
设反弹后A、B滑行了x2距离后速度减为零，由动能定理得:
E0?qEx
2
??(M?m)gx2?0
解得:x2≈0.05m
以后，因为qE>μ(M+m)g，滑块还会向左运动，但弹开的距离将逐渐变小，所以，最大距离为:
S=x2+s-x1=0.05m+0.05m-0.02m=0.08m.
6.如图所示，两个完全相同质量为m 的木板A、B 置于水平面上。它们的间距s=2.88m，质量为2m、大小可以忽略的物块C 置于A 板的左端。C 与A 之间的动摩擦因
篇二：历年高考真题物理部分
2001
16．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为
A．
18
14
12
λ B．λ C．λ D．λ
17．一定质量的理想气体由状态A经过下图中所示过程变到状态B。在此过程中气体的密度A．一直变小 B．一直变大
C．先变小后变大 D．先变大后变小
18．如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为l、劲度系数为K的轻弹簧连结起来，木块
与地面间的滑动摩擦因数为μ。现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是
19．在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人。假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去， 水流速度为v1，摩托艇在静水中的航速为v2。战士救人的地点A离岸边最近处O的距 离为d。如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O点的距离为
A．
dv2v?v
22
21
B．0 C．
dv1v2
D．
dv2v1
20．图中所示为一列简谐横波在t=20秒时的波形图，图2是这列波中P点的振动图线，那么波波的传播速度和传播方向是
A．v=25 cm/s，向左传播 B．v=50 cm/s，向左传播 C．v=25 cm/s，向右传播 D．v=50 cm/s，向右传播
21．图中所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电量为Q，上极板带正电。现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，如图所示。A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30o。则电场力对试探电荷q所做的功等于
A．
qCsQd
B．
qQsCd
C．
qQs2Cd
D．
qCs2Qd
22．如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中
A．l、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能 B．4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能 C．7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能 D．只能是4、6中的某一条
23．下列是一些说法：
①一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一段时间内的冲量一定相同
②一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一段时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反
③在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正负号一定相反 ④在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正负号也不一定相反以上说法正确的是
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
24．电风流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c。流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料。现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值。已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为
29．（20分）实验室中现有器材如实物图1所示，有：
电池E，电动势约10 V，内阻约1 Ω；电流表A1，量程10 A，内阻r1约为0.2 Ω； 电流表A2，量程300 mA，内阻r2约为5 Ω；电流表A3，量程250 mA，内阻r3约为5 Ω； 电阻箱R1，最大阻值999.9 Ω，阻值最小改变量为0.1 Ω； 滑线变阻器R2，最大阻值100 Ω；开关S，导线若干。 要求用图2所示的电路测定图中电流表A的内阻。
（1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻？答：________。 （2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，在实物图上连成测量电路。
（3）你要读出的物理量是_________。用这些物理量表示待测内阻的计算公式是_______。 30．（24分）下图是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成为正一价的分子离子。分子离子从狭缝s1以很小的速度进入电压为 U的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝s2、s3射入磁感强度为 B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面 PQ。最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝s3的细线。若测得细线到狭缝s3的距离为d，
（1）导出分子离子的质量m的表达式。
（2）根据分子离子的质量数M可以推测有机化合物的结构简式。若某种含C、H和卤素的化合物的M为48，写出其结构简式。
（3）现有某种含C、H和卤素的化合物，测得两个M值，分别为64和66。试说明原因，并写出它们的结构简式。
在推测有机化合物的结构时，可能用到的含量较多的同位素的质量数如下表：
4
31（28分）太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和1H、2He等原子核组成。维1
4持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e+41H→2He+释放的核能，这些核1
能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的1H核1数目从现有数减少10％，太阳将离开主序垦阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假定目前太阳全部由电子和1H核组成。 1
（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R=6.4×106 m，地球质量m=6.0×10 kg，日地中心的距离r=1.5×10 m，地球表面处的重力加速度g=10 m/s，
7
1年约为3.2×10秒。试估算目前太阳的质量M。
－27
（2）已知质子质量mp=1.6726×10－27 kg，4He质量mα=6.6458×10 kg，电子质量me=0.92
24112
×10－30 kg，光速c=3×108 m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。
（3）又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能w=1.35×103
2
W/m。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。 （估算结果只要求一位有效数字。） 16．B 17． A 18．A19． C 20．B21．C 22．B 23．D 24．A
29．（20分）
（1）A2、A3（4分，答对其中一个给2分．若答了A1则不给这4分。） （2）若测r3，实物图如下：（8分，将A2与A3的位置互换不扣分；将A2或A3换成A1，或连线有错，都不给这8分。）
（3）A2、A3两电流表的读数I2、I3和电阻箱R1的阻值 Rx（4分） r3?
I2?I3
I3
Rx（4分，计算公式与测量实物图要相符，否则不给这4分。如图不正确也不
给这4分。） 30．（24分）
参考解答：
（1）求分子离子的质量
以m、q表示离子的质量、电量，以v表示离子从狭缝s2射出时的速度，由功能关系可得
12mv
2
?qU ①
射入磁场后，在洛仑兹力作用下做圆周运动，由牛顿定律可得 qvB?m
v
2
R
②
式中R为圆的半径。感光片上的细黑线到s3缝的距离 d＝2R③ 解得 m?
qBd8U
2
2
④
（2）CH3CH2F
（3）从M的数值判断该化合物不可能含Br而只可能含Cl，又因为Cl存在两个含量较多同位素，即Cl和Cl，所以测得题设含C、H和卤素的某有机化合物有两个M值，其对应
3537
的分子结构简式为CH3CH2Cl M=64；CH3CH2ClM＝66。
评分标准：本题24分，其中第（1）问14分，第（2）问3分，第（3）问7分。 第（1）问中，①、②、③式各3分，④式5分； 第（2）问3分；
第（3）问理由3分，结构式各2分。 31．（28分） 参考解答：
（1）估算太阳的质量M
设T为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知
35
37
①
地球表面处的重力加速度
g?G
mR
2
②
由①、②式联立解得
③
以题给数值代入，得M＝2×10 kg④
（2）根据质量亏损和质能公式，该核反应每发生一次释放的核能为 △E=（4mp+2me－mα）c2 ⑤ 代入数值，解得
30
篇三：物理历年高考题精选及答案精析
例1、如图所示，电梯质量为M，它的水平地板上放置一质量为m的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当上升高度为H时，电梯的速度达到v，则在这段过程中，下列说法正确的是（ ）
A、电梯对物体的支持力所做的功等于B、电梯对物体的支持力所做的功大于C、钢索的拉力所做的功等于D、钢索的拉力所做的功小于答案：B
变式、（2006·济南）如图所示，在光滑的水平面上有一平板小车M正以速度v向右运动。现将一质量为m的木块无初速度地放在小车上，由于木块和小车间摩擦力的作用，小车的速度将发生变化。为使小车保持原来的运动速度不变，必须及时对小车施加一向右的水平恒力F，当F作用一段时间后把它撤去时，木块恰能随小车一块以速度v共同向右运动。设木块和小车间的动摩擦因数为，求在上述过程中，水平恒力F对小车做了多少功？
解析：根据运动学公式可得：根据动能定理，对于木块有
对于车有：
将上述各式联立起来，可得
，所以
。