(江蘇專版)2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 第一講 動量守恒定律課前自測診斷卷(含解析)

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1、(江蘇專版)2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 第一講 動量守恒定律課前自測診斷卷(含解析) 考點一 動量、沖量、動量定理 A.400 N·s       B.300 N·s C.200 N·s D.100 N·s 解析:選A 設(shè)運動員自由下落到蹦床的速度為v,由機械能守恒得:mgh=mv2,解得v=6 m/s;運動員接觸蹦床到陷至最低點過程中,由動量定理得:mgt+I(xiàn)N=0-mv,解得IN=-mv-mgt=-50×6 N·s-50×10×0.2 N·s=-400 N·s,此過程中蹦床對運動員的沖量大小為400 N·s,方向豎直向上,故A正確,B、C、D錯誤。 2.[考查應(yīng)用動量定

2、理求平均力] 高空作業(yè)須系安全帶,如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落,從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運動),此后經(jīng)歷時間t安全帶達(dá)到最大伸長量,若在此過程中該作用力始終豎直向上,則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為(  ) A.+mg B.-mg C.+mg D.-mg 解析:選A 由動量定理得(mg-F)t=0-mv,又有v=,解得F=+mg,選項A正確。 3.[考查碰撞與動量定理] 如圖所示,質(zhì)量為m的小球A靜止于光滑水平面上,在A球與墻之間用輕彈簧連接。現(xiàn)用完全相同的小球B以水平速度v0與A相碰后粘在一起壓縮彈簧,不計空氣阻力,若彈簧被

3、壓縮過程中的最大彈性勢能為E,從球A被碰后開始到回到原靜止位置的過程中墻對彈簧的沖量大小為I,下列表達(dá)式中正確的是(  ) A.E=mv02,I=2mv0 B.E=mv02,I=mv0 C.E=mv02,I=2mv0 D.E=mv02,I=mv0 解析:選A A、B碰撞過程,取向左為正方向,由動量守恒定律得mv0=2mv,碰撞后,A、B一起壓縮彈簧,當(dāng)A、B兩球的速度減至零時彈簧的彈性勢能最大,由能量守恒定律得:最大彈性勢能E=·2mv2,聯(lián)立解得E=mv02,從球A被碰后開始到回到原靜止位置的過程中,取向右為正方向,對A、B及彈簧整體,由動量定理得I=2mv-(-2mv)=4mv=2m

4、v0,A正確。 考點二 動量守恒及應(yīng)用 4.[考查動量守恒的條件] 把一支彈簧槍水平固定在小車上,小車放在光滑水平地面上,槍射出一顆子彈的過程中,關(guān)于槍、子彈、車,下列說法正確的是(  ) A.槍和子彈組成的系統(tǒng)動量守恒 B.槍和車組成的系統(tǒng)動量守恒 C.子彈和槍筒之間的摩擦力很小,可以忽略不計,故二者組成的系統(tǒng)動量近似守恒 D.槍、子彈、車三者組成的系統(tǒng)動量守恒 解析:選D 槍和子彈組成的系統(tǒng),由于小車對槍有外力,槍和子彈組成的系統(tǒng)外力之和不為零,所以動量不守恒,故A錯誤;槍和車組成的系統(tǒng),由于子彈對槍有作用力,導(dǎo)致槍和車組成的系統(tǒng)外力之和不為零,所以動量不守恒,故B錯誤;

5、槍、子彈、車組成的系統(tǒng),它們之間相互作用的力為內(nèi)力,例如子彈和槍筒之間的摩擦力,系統(tǒng)所受外力之和為零,系統(tǒng)動量守恒,但子彈與槍筒組成的系統(tǒng)外力之和不為零,二者組成的系統(tǒng)動量不守恒,故D正確,C錯誤。 5.[考查某一方向的動量守恒] 質(zhì)量為m的人立于質(zhì)量為M的平板車上,初始時人與車以速度v1在光滑水平面上向右運動。當(dāng)此人相對于車以豎直向上的速度v2跳起后,車的速度大小為(  ) A.v1 B.v1- C. D. 解析:選A 人和車在水平方向上動量守恒,當(dāng)人豎直跳起時,人和車之間的相互作用在豎直方向上,在水平方向上仍然動量守恒,水平方向的速度不發(fā)生變化,所以車的速度仍然為v1,方向向右,

6、A正確。 6.[考查多個物體的動量守恒] 如圖所示,兩輛質(zhì)量相同的平板小車a、b成一直線排列,靜止在光滑水平地面上,原來靜止在a車上的一個小孩跳到b車,接著又立即從b車跳回a車,他跳回a車并相對a車保持靜止,此后(  ) A.a(chǎn)、b兩車的速率相等 B.a(chǎn)車的速率大于b車的速率 C.a(chǎn)車的速率小于b車的速率 D.a(chǎn)、b兩車均靜止 解析:選C 由小車a、b及人組成的系統(tǒng)動量守恒,根據(jù)動量守恒定律(ma+m人)va-mbvb=0,解得=,所以a車的速率小于b車的速率,選項C正確。 7.[考查體育賽事中的動量守恒] 在冰壺比賽中,冰壺甲以速度v1正碰靜止的冰壺乙,碰后冰壺甲的速度變?yōu)?/p>

7、v2,方向不變,已知冰壺質(zhì)量均為m,碰撞過程時間為t,求: (1)正碰后冰壺乙的速度v; (2)碰撞過程中冰壺乙受到的平均作用力F的大小。 解析:(1)由動量守恒定律有mv1=mv2+mv 解得v=v1-v2。 (2)冰壺乙在碰撞過程由動量定理有Ft=mv-0 解得F=。 答案:(1)v1-v2 (2) 考點三 動量與能量的綜合應(yīng)用 8.[考查彈性碰撞與非彈性碰撞的判斷] 如圖所示,小球B質(zhì)量為10 kg,靜止在光滑水平面上,小球A質(zhì)量為5 kg,以10 m/s的速率向右運動,并與小球B發(fā)生正碰,碰撞后A球以2 m/s的速率反向彈回,則碰后B球的速率和這次碰撞的性質(zhì),下列

8、說法正確的是(  ) A.4 m/s,非彈性碰撞 B.4 m/s,彈性碰撞 C.6 m/s,非彈性碰撞 D.6 m/s,彈性碰撞 解析:選C 取小球A開始運動的方向為正方向,碰撞前兩個小球的總動能: E1=m1v12=×5×102 J=250 J。 碰撞過程動量守恒,由動量守恒定律得: m1v1=-m1v1′+m2v2, 解得:v2== m/s=6 m/s。 碰撞后兩小球的總動能:E2=m1v1′2+m2v22=×5×22 J+×10×62 J=190 J。 因為E1>E2,有能量損失,是非彈性碰撞,故C正確。 9.[考查動量守恒定律與s-t圖像的綜合應(yīng)用] [多選]如圖

9、甲所示,光滑水平面上有a、b兩個小球,a球向b球運動并與b球發(fā)生正碰后粘在一起共同運動,其碰前和碰后的s-t圖像如圖乙所示。已知ma=5 kg。若b球的質(zhì)量為mb,兩球因碰撞而損失的機械能為ΔE,則(  ) A.mb =1 kg B.mb=2 kg C.ΔE=15 J D.ΔE=35 J 解析:選AC 在s-t圖像中圖像的斜率表示小球運動的速度大小, 所以va= m/s=6 m/s 碰后粘合在一起共同運動的速度為v= m/s=5 m/s, 碰撞過程動量守恒,得:mava=(ma+mb)v 解得:mb=1 kg,故A正確,B錯誤; 根據(jù)功能關(guān)系ΔE=mava2-(ma+mb)

10、v2=15 J,故C正確,D錯誤。 10.[考查碰撞發(fā)生的可能性] [多選]在光滑的水平桌面上,質(zhì)量為m的物塊A以速度v向右運動,與靜止在桌面上的質(zhì)量為3m的物塊B發(fā)生正碰,以向右為正方向,碰撞后,物塊A的速度可能為(  ) A.-0.8v B.-0.2v C.0.4v D.0.1v 解析:選BD 根據(jù)完全彈性碰撞關(guān)系可得mv=mvA+3mvB,mv2=mvA2+×3mvB2,解得vA=v=-v;根據(jù)完全非彈性碰撞關(guān)系可得mv=4mvAB,解得vA=vAB=v,所以若碰撞后A的速度向右,則應(yīng)該小于v,若碰撞后A的速度向左,則應(yīng)該小于v,故B、D正確,A、C錯誤。 11.[考查彈簧作

11、用下動量守恒定律] 如圖所示,在光滑的水平面上有兩個物塊,其質(zhì)量分別為M和m,現(xiàn)將兩物塊用一根輕質(zhì)細(xì)線拴接,兩物塊中間夾著一個壓縮的輕彈簧,彈簧與兩物塊未拴接,它們以共同速度v0在水平面上向右勻速運動。某時刻細(xì)線突然被燒斷,輕彈簧將兩物塊彈開,彈開后物塊M恰好靜止。求彈簧最初所具有的彈性勢能Ep。 解析:設(shè)彈簧將兩物塊彈開后,物塊m的速度為v,彈簧彈開物塊過程,系統(tǒng)動量守恒,以物塊的初速度方向為正方向,對系統(tǒng),由動量守恒定律得: (M+m)v0=mv, 由機械能守恒定律得:(M+m)v02+Ep=mv2, 解得:Ep=。 答案: 12.[考查水平方向動量守恒定律與能量結(jié)合]

12、 一平板小車靜止在光滑水平地面上,車上固定一個足夠高的光滑弧形軌道,弧形軌道與小車的水平上表面在B處相切,小車與弧形軌道的總質(zhì)量為M=2 kg。小車上表面粗糙,AB段長L=1.5 m,現(xiàn)有質(zhì)量m=0.5 kg的滑塊(視為質(zhì)點)以v0=4.0 m/s的水平初速度滑上小車,滑塊與小車AB段間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,取g=10 m/s2,求: (1)滑塊從A點第一次到B點的運動時間t; (2)滑塊沿弧形軌道上升的最大高度h。 解析:(1)對滑塊,由牛頓第二定律得:μmg=ma1 由勻變速直線運動規(guī)律得:s1=v0t-a1t2 對小車與弧形軌道,由牛頓第二定律得:μmg=Ma2 由勻變速直線運動規(guī)律得:s2=a2t2 又s1-s2=L 聯(lián)立解得:t=0.4 s或t=6 s 當(dāng)t=6 s時,不是滑塊第一次運動到B點所用的時間 所以t=0.4 s。 (2)對滑塊、小車與弧形軌道組成的系統(tǒng),在水平方向由動量守恒定律得: mv0=(M+m)v 由功能關(guān)系得:mv02=(M+m)v2+μmgL+mgh 聯(lián)立解得:h=0.49 m。 答案:(1)0.4 s (2)0.49 m

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