2020届高三高考物理一轮复习单元训练卷：动量守恒定律.pdf

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1、2020 届高三高考物理一轮复习单元训练卷：动量守恒定律 1 / 9 碰撞与动量守恒 一、选择题（ 50 分） (本题共 10 小题，在每小题给出的四个选项中，第16 题只有一项符合题目要求，第710 题有多项符合题目要求) 1如图所示，具有一定质量的小球A 固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架的O 点用手将小球拉至水平，此时 小车静止于光滑水平面上，放手让小球下摆与B 处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将() A向右运动B向左运动 C静止不动D小球下摆时，车向左运动后又静止 2如图所示，一个质量为M 的滑块放置在光滑水平面上，滑块的一侧是一个四分之一圆弧EF，与水平地面相切于 E

2、点，圆弧半径为R1 m 另有一个质量为m 的小球以初速度v0从 E 点冲上滑块， 若小球刚好没跃出圆弧的上端， 已知 M4m， g 取 10 m/s2，不计摩擦则小球的初速度v0的大小为 () Av04 m/s Bv0 5 m/s C v0 6 m/s Dv07 m/s 3质量分别为ma0.5 kg 、 mb1.5 kg 的物体 a、b 在光滑水平面上发生正碰，若不计碰撞时间，它们碰撞前后的 位移 时间图象如图所示，则下列说法正确的是() A碰撞前 a 物体的动量大小为4 kg m/s B碰撞前b 物体的动量大小为零 C碰撞过程中b 物体受到的冲量为1 N s D碰撞过程中a 物体损失的动量大

3、小为1 kg m/s 4粗糙的水平地面上放着一个木块，一颗子弹水平地射进木块后停留在木块中，带动木块一起滑行一段距离，在 2020 届高三高考物理一轮复习单元训练卷：动量守恒定律 2 / 9 这个过程中，子弹和木块组成的系统() A动量和机械能都守恒B动量和机械能都不守恒 C动量守恒，机械能不守恒D动量不守恒，机械能守恒 5将静置在地面上，质量为M(含燃料 )的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质 量为 m 的炽热气体忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是() A m M v0 B M m v0 C M Mm v0 D m Mm v0

4、 6某人身系弹性轻绳自高空P 点自由下落，a 点是弹性绳的原长位置，c 是人所能到达的最低点，b 是人静止悬挂 时的平衡位置，把由P 点到 a点的过程称为过程，由a 点到 c 点的过程称为过程，不计空气阻力，下列说法正 确的是 () A过程中人的动量的改变量小于重力的冲量 B过程中人的动量的减少量的大小等于过程中重力的冲量的大小 C过程中人的动能逐渐减小到零 D过程中人的机械能的减少量等于过程中重力做功的大小 7对下列物理现象的解释，正确的是() A击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻 B跳远时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量 C易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长

5、作用时间，减小作用力 D在车内推车推不动，是因为合外力冲量为零 8如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同的物体A、B 质量均为m，在水平恒力F 作用下以速度 v 做匀速直线运动在t0 时轻绳断开，A 在 F 作用下继续前进，则下列说法正确的是() 2020 届高三高考物理一轮复习单元训练卷：动量守恒定律 3 / 9 At0 至 t mv F 时间内， A、B 的总动量守恒 Bt2mv F 至 t 3mv F 时间内， A、B 的总动量守恒 Ct2mv F 时， A 的动量为2mv Dt4mv F 时， A 的动量为4mv 9如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一质量为2m 的光滑

6、弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽 底端与水平面相切，一质量为m 的小物块从槽上高h 处由静止开始下滑，重力加速度为g，下列说法正确的是() A物块第一次滑到槽底端时，槽的动能为 mgh 3 B物块第一次滑到槽底端时，槽的动能为 mgh 6 C在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统动量守恒 D物块第一次被弹簧反弹后能追上槽，但不能回到槽上高h 处 10如图所示，质量分别为m11.0 kg 和 m22.0 kg 的弹性小球 a、b，用轻绳紧紧地把它们捆在一起，使它们发 生微小的形变该系统以速度v00.10 m/s 沿光滑水平面向右做直线运动某时刻轻绳突然自动断开，断开后两球 仍沿原直线

7、运动经过时间t5.0 s 后，测得两球相距s4.5 m，则下列说法正确的是() A刚分离时， a 球的速度大小为0.7 m/s B刚分离时， b 球的速度大小为0.2 m/s C刚分离时， a、b 两球的速度方向相同D两球分开过程中释放的弹性势能为0.27 J 二、非选择题 11 （8 分）如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图 2020 届高三高考物理一轮复习单元训练卷：动量守恒定律 4 / 9 (1)若入射小球质量为m1，半径为 r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则 () Am1m2，r1r2 Bm1m2，r1r2Dm1m2，r1r2 (2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中

8、必需的是_.(填下列对应的字母) A直尺B游标卡尺C天平 D弹簧秤E秒表 (3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为 m2，P 为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式(用 m1、m2及图 中字母表示 )_成立即表示碰撞中动量守恒 12(12 分)某小组在探究反冲运动时，将质量为m1的一个小液化瓶固定在质量为 m2的小船上，利用液化瓶向外喷 射气体做为船的动力现把整个装置静止放在平静的水面上，已知打开液化瓶后向外喷射气体的对地速度为v1，如 果在 t 的时间内向后喷射的气体的质量为 m，忽略水的阻力，求： (1)喷射出质量为 m 的气体后，小船的速度是多少？ (2)喷射出质量为 m 气体的过

9、程中，小船所受气体的平均作用力的大小是多少？ 13(12 分)如图，一长木板位于光滑水平面上，长木板的左端固定一挡板，木板和挡板的总质量为M3.0 kg，木 板的长度为L1.5 m，在木板右端有一小物块，其质量m1.0 kg，小物块与木板间的动摩擦因数 0.10，它们都 处于静止状态，现令小物块以初速度v0沿木板向左运动，重力加速度g10 m/s 2 . (1)若小物块刚好能运动到左端挡板处，求v0的大小； 2020 届高三高考物理一轮复习单元训练卷：动量守恒定律 5 / 9 (2)若初速度v03 m/s，小物块与挡板相撞后，恰好能回到右端而不脱离木板，求碰撞过程中损失的机械能 14(18 分

10、)如图所示， 半径为 R0.4 m，内壁光滑的半圆形轨道固定在水平地面上，质量m0.96 kg 的滑块停 放在距轨道最低点A 为 L8.0 m 的 O 点处，质量为m00.04 kg 的子弹以速度v0250 m/s 从右边水平射入滑块， 并留在其中已知滑块与水平地面间的动摩擦因数 0.4，子弹与滑块的作用时间很短，g 取 10 m/s 2，求： (1)子弹相对滑块静止时二者的共同速度大小v； (2)滑块从 O 点滑到 A 点的时间 t； (3)滑块从 A 点滑上半圆形轨道后通过最高点B 落到水平地面上C 点， A 与 C 间的水平距离 2020 届高三高考物理一轮复习单元训练卷：动量守恒定律

11、6 / 9 答案 1D水平方向上，系统不受外力，因此在水平方向上动量守恒小球下落过程中，水平方向具有向右的分速度， 因此为保证动量守恒，小车要向左运动当撞到橡皮泥，是完全非弹性碰撞，A 球和小车大小相等、方向相反的动 量恰好抵消掉，小车会静止 2 B当小球上升到圆弧上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为 v1， 根据水平方向动量守恒有 mv0(mM)v1， 根据机械能守恒定律有 1 2mv 2 01 2(mM)v 2 1 mgR，联立两式解得 v05 m/s，B 正确 3B 由题图可知，碰撞前a 的速度 va sa ta 16 4 m/s4 m/s，碰撞前a 的动量 pamava0.5 4

12、kg m/s2 kg m/s， 故 A 错误；由题图可知， 碰撞前 b 静止， 碰撞前 b的动量为零， 故 B 正确； 由题图可知， 碰撞后 a、b 的速度相等， 为 v s t 2416 124 m/s1 m/s，碰撞后b 的动量大小为pb mbv 1.5 1 kg m/s1.5 kgm/s，根据动量定理得I pb pb 01.5 N s， 故 C 错误；碰撞后 a、 b 的速度相等， 碰撞后 a 的动量大小为pamav0.5 1 kg m/s 0.5 kgm/s， 碰撞过程中a 物体损失的动量大小为 p papa 2 kg m/s0.5 kgm/s1.5 kgm/s，故 D 错误 4.B子

13、弹射入木块过程中，系统内力远远大于外力，动量守恒，在一起滑动过程中，受到地面的摩擦力，合外力 不为零，动量不守恒，根据能量守恒定律，子弹打入木块和在地面上滑行过程系统都要克服阻力做功，部分机械能 转化为内能，机械能不守恒，故B 正确， A、C、D 错误 5D根据动量守恒定律mv0(Mm)v，得 v m Mmv 0，选项 D 正确 6B 根据动量定理，过程 中人的动量的改变量等于重力的冲量，选项A 错误设人的质量为m，人在a 点的 2020 届高三高考物理一轮复习单元训练卷：动量守恒定律 7 / 9 速度为 v，则过程 中重力的冲量大小IG pmv，人在 c 点的速度等于0，则由动量定理得过程中

14、人的动量的 改变量大小 | p |0mv|mv，可知过程 中人的动量的改变量大小等于过程中重力的冲量大小，故B 正确在 ab 段弹性绳对人的拉力小于人的重力，人受到的合力向下，人继续向下做加速运动，速度不断增大，动能增大；在 bc 段，弹性绳对人的拉力大于人的重力，人受到的合力向上，人向下做减速运动，速度减小，动能减小，故C 错 误过程 中人的机械能的减少量等于绳子的弹力做的功，等于过程和过程 中重力做功的大小，故D 错误 7CD击钉时，不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长；跳远时，在沙坑里填沙，是为了延长人与地的接 触时间，所以A、B 不正确；据动量定理Ft p 知，当 p 相同时， t

15、 越长，作用力越小，故C 正确；车能否移动 或运动状态能否改变取决于外力的作用，与内部作用无关，所以D 正确 8AC 设 A、B 受到的滑动摩擦力都为f，轻绳断开前两物体做匀速直线运动，根据平衡条件得F2f，设 B 经 过时间 t 速度为零， 对 B 由动量定理得ft 0mv，解得 t 2mv F ；在轻绳断开前，两木块在水平地面上向右做匀速 直线运动，以A、 B 为系统，绳子的拉力属于系统的内力，系统所受合力为零；在轻绳断开后，B 停止运动以前， 两物体受到的摩擦力不变，两木块组成的系统的合力仍为零，则系统的总动量守恒， 故在 t0 至 t 2mv F 的时间内A、 B 的总动量守恒， 故

16、A 正确在 t2mv F 后，B 停止运动， A 做匀加速直线运动，故两木块组成的系统的合力不为零， 故 A、B 的总动量不守恒，故B 错误当 t 2mv F 时，对 A 由动量定理得Ft ftpA mv，代入 f F 2 ，t 2mv F ，解得 pA 2mv，故 C 正确当 t 4mv F 时，对 A 由动量定理得FtftpA mv，代入 fF 2 ，t 4mv F ，解得： pA3mv，故 D 错误 9 AD物块和槽在水平方向上动量守恒，物块第一次滑到槽底端时，有 mv 2mv， 由机械能守恒定律得mgh 1 2mv 2 1 2 2mv 2 ，解得槽的动能为 mgh 3 ， A 正确，

17、B 错误；在压缩弹簧过程中，物块和弹簧组成的系统受到墙的作用力， 动量不守恒， C 错误；物块被反弹后的速度大于槽的速度，所以能追上槽，当滑到槽的最高点时，二者有相同的速 度，由机械能守恒定律可以知道，物块不能回到槽上高h 处， D 正确 10 ABD系统的总动量守恒，以向右为正方向， 由动量守恒定律得(m1 m2)v0m1v1m2v2， 两球相距 sv1tv2t， 代入数据解得v1 0.7 m/s，v2 0.2 m/s，负号表示速度方向与正方向相反，故A、B 正确， C 错误；由能量守恒 定律得 1 2(m 1m2)v 2 0EP1 2m 1v 2 1 1 2m 2v 2 2，代入数据解得

18、EP0.27 J，故 D 正确 11(1)两小球要选等大的，且入射小球的质量应大些，故选C (2)该实验必须测出两球平拋的水平位移和质量，故必须用直尺和天平， 因两球平拋起点相同，不用测小球直径， 故用不到B (3)因平拋落地时间相同，可用水平位移代替速度，故关系式为m1 OP m1 OMm2 ON. 2020 届高三高考物理一轮复习单元训练卷：动量守恒定律 8 / 9 12(1)由动量守恒定律得 (m1m2 m)v 船 mv10 解得： v船 mv1 m1m2 m. (2)对喷射出的气体运用动量定理得：F t mv1 解得： F mv1 t 由牛顿第三定律得，小船所受气体的平均作用力大小为F

19、 mv1 t . 13(1)设木板和物块最后共同的速度为v，由动量守恒定律mv0(m M)v 对木板和物块系统，由功能关系 mgL 1 2mv 2 0 1 2(Mm)v 2 由 两式解得： v0 2 gL Mm M 2 0.1 10 1.5 31 3 m/s2 m/s (2)同样由动量守恒定律可知，木板和物块最后也要达到共同速度v. 设碰撞过程中损失的机械能为 E. 对木板和物块系统的整个运动过程，由功能关系有mg 2L E 1 2mv 2 0 1 2(mM)v 2 由 两式解得： E mM 2Mm v 2 02mgL 1 3 231 3 2 2 0.1 10 1.5 J0.375 J 14(

20、1)子弹射入滑块的过程动量守恒，规定水平向左为正方向，则m0v0 (mm0)v， 代入数据解得v10 m/s. (2)子弹击中滑块后与滑块一起在摩擦力的作用下向左做匀减速运动，设其加速度大小为a，则 (mm0)g(mm0)a， 由匀变速直线运动的规律得vt1 2at 2L， 联立解得t1 s(t4 s舍去 ) 2020 届高三高考物理一轮复习单元训练卷：动量守恒定律 9 / 9 (3)滑块从 O 点滑到 A 点时的速度vAvat， 代入数据解得vA6 m/s. 设滑块从A 点滑上半圆形轨道后通过最高点B 点时的速度为vB，由机械能守恒定律得 1 2(mm0)v 2 A(mm0)g 2R 1 2(mm0)v 2 B， 代入数据解得vB2 5 m/s. 滑块离开B 点后做平拋运动，运动的时间t 2 2R g ， 又 xACvBt ，代入数据得xAC 45 5 m.