2022屆高考物理一輪復習單元檢測卷六動量守恒定律【含答案】

單元檢測卷(六)動量守恒定律時間：60分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分.1～5題為單選題，6～8題為多選題)1．如圖所示小船靜止于水面上，站在船尾上的漁夫不斷將魚拋向船頭的船艙內(nèi)，將一定質(zhì)量的魚拋完后，關(guān)于小船的速度和位移，下列說法正確的是()A．小船向左運動，船向左移一些B．小船靜止，船向左移一些C．小船靜止，船向右移一些D．小船靜止，船不移動2．[2021·河北邯鄲一中月考]在沈海高速公路上發(fā)生一起交通事故，一輛質(zhì)量為1.5×104kg向南行駛的長途客車迎面撞上了一質(zhì)量為2.0×104kg向北行駛的貨車，碰后兩輛車連在一起，并向北滑行了一小段距離后停止．根據(jù)測速儀的測定，兩車碰撞前長途客車以108km/h的速度行駛，由此可判斷貨車碰撞前的行駛速度大小為()A．大于10m/sB．小于22.5m/sC．一定大于22.5m/sD．一定大于30m/s3.[2021·湖北武漢調(diào)研]某運動員在水上做飛行運動表演，他操控的噴射式懸浮飛行器將水帶豎直送上來的水向下噴出，可以使運動員懸停在空中，如圖所示．已知運動員與裝備的總質(zhì)量為90kg，兩個噴嘴的直徑均為10cm，已知重力加速度g＝10m/s2，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，則噴嘴處噴水的速度大約為()A．2.7m/sB．5.4m/sC．7.6m/sD．10.8m/s4．冰壺運動深受觀眾喜愛，圖1為運動員投擲冰壺的鏡頭．在某次投擲中，冰壺甲運動一段時間后與對方靜止的冰壺乙發(fā)生正碰，如圖2.若兩冰壺質(zhì)量相等，則碰后兩冰壺最終停止的位置，可能是圖3中的哪幅圖()5．冰面上做游戲是一項技巧性很強的活動．如圖所示，質(zhì)量為m的小孩與質(zhì)量為eq\f(m,5)的木箱以相同的速度v0沖向靜止的大人，木箱撞擊大人前，小孩推出木箱后小孩速度大小變?yōu)閑q\f(v0,2)，已知大人的質(zhì)量是小孩的2倍，大人接到木箱后與木箱一起運動，此后小孩與大人之間的距離越來越遠，且不計冰面的摩擦．則()A．小孩動量變化量的大小為eq\f(mv0,2)B．小孩動量變化量的大小為eq\f(3mv0,2)C．大人接到木箱后一起運動的速度為eq\f(7,22)v0D．大人接到木箱后一起運動的速度為eq\f(7,22)v0或eq\f(17,22)v06．[2021·安徽合肥一六八中學模擬]某研究小組通過實驗測得兩滑塊碰撞前后運動的實驗數(shù)據(jù)，得到如圖所示的位移—時間圖象．圖中的線段a、b、c分別表示沿光滑水平面上同一條直線運動的滑塊Ⅰ、Ⅱ和它們發(fā)生正碰后結(jié)合體的位移隨時間的變化關(guān)系．已知相互作用時間極短，由圖象給出的信息可知()A．碰前滑塊Ⅰ與滑塊Ⅱ的速度大小之比為5:2B．碰前滑塊Ⅰ的動量大小比滑塊Ⅱ的動量大小大C．碰前滑塊Ⅰ的動能比滑塊Ⅱ的動能小D．滑塊Ⅰ的質(zhì)量是滑塊Ⅱ質(zhì)量的eq\f(1,6)7.[2021·河北百校聯(lián)盟二聯(lián)]如圖所示，質(zhì)量為2kg的小車以2.5m/s的速度沿光滑的水平面向右運動，現(xiàn)在小車上表面上方1.25m高度處將一質(zhì)量為0.5kg的可視為質(zhì)點的物塊由靜止釋放，經(jīng)過一段時間物塊落在小車上，最終兩者一起水平向右勻速運動．重力加速度為g＝10m/s2，忽略空氣阻力，下列說法正確的是()A．物塊釋放0.5s后落到小車上B．若只增大物塊的釋放高度，物塊與小車的共同速度變小C．物塊與小車相互作用的過程中，物塊和小車的動量守恒D．物塊與小車相互作用的過程中，系統(tǒng)損失的能量為7.5J8.[2021·云南師大附中月考]如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上，小車AB段是半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道，BC段是長為L的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B點，一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點由靜止開始沿軌道滑下，然后滑入BC軌道，最后恰好停在C點，已知M＝2m，滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g.則滑塊從A運動到C的過程中()A．滑塊水平方向相對地面的位移大小為eq\f(2,3)(R＋L)B．小車相對地面的位移大小為eq\f(1,4)(R＋L)C．小車的最大速度v＝eq\f(1,3)eq\r(3gR)D．滑塊克服摩擦力做的功在數(shù)值上等于滑塊減少的機械能二、非選擇題(本題共4個小題，52分)9．(8分)某同學用如圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗．先將入射小球a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復10次；再把同樣大小的被碰小球b球放在斜槽軌道末端的小立柱上，調(diào)節(jié)實驗裝置使兩小球碰撞時球心處于同一水平高度，讓a球仍從原固定點由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復10次．(1)關(guān)于本實驗，下列說法正確的是________．(填序號字母)A．斜槽軌道必須是光滑的B．必須測量小球a、b的直徑DC．必須測量斜槽軌道末端到水平地面的高度HD．必須測量小球a、b的質(zhì)量，且二者的關(guān)系為ma＞mb(2)為測定未放小球b時，小球a落點的平均位置，把刻度尺的零刻線跟記錄紙上的O點對齊，如圖給出了小球a落點附近的情況，由圖可得a球落點與O點的距離應(yīng)為________cm.(3)按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是________．10．(10分)某同學現(xiàn)用如圖1所示的氣墊導軌和光電門裝置來“驗證動量守恒定律”，在氣墊導軌右端固定一彈簧，滑塊b的右端有強粘性的膠水．圖中滑塊a和擋光片的總質(zhì)量為m1＝0.620kg，滑塊b的質(zhì)量為m2＝0.410kg.實驗步驟如下：①按圖安裝好實驗器材后，接通氣源，先將滑塊a置于氣墊導軌上，然后調(diào)節(jié)底腳螺絲，直到輕推滑塊后，滑塊上的擋光片通過兩個光電門的時間________；②將滑塊b置于兩光電門之間，將滑塊a置于光電門1的右端，然后將滑塊a水平壓縮彈簧，滑塊a在彈簧的作用下向左彈射出去，通過光電門1后繼續(xù)向左滑動并與滑塊b發(fā)生碰撞；③兩滑塊碰撞后粘合在一起向左運動，并通過光電門2；④實驗后，分別記錄下滑塊a擋光片通過光電門1的時間t1，兩滑塊一起運動擋光片通過光電門2的時間t2.圖1圖2(1)完成實驗步驟①中所缺少的內(nèi)容．(2)實驗前用一游標卡尺測得擋光片的寬度d如圖2所示，則d＝________cm.(3)設(shè)擋光片通過光電門的時間為Δt，則滑塊通過光電門的速度可表示為v＝________(用d、Δt表示)．(4)實驗中測得滑塊a經(jīng)過光電門1的速度為v1＝2.00m/s，兩滑塊經(jīng)過光電門2的速度為v2＝1.20m/s，將兩滑塊和擋光片看成一個系統(tǒng)，則系統(tǒng)在兩滑塊相互作用前、后的總動量分別為p1＝________kg·m/s，p2＝________kg·m/s(結(jié)果均保留3位小數(shù))．11．[2021·湖北十堰1月調(diào)考](14分)如圖所示，水平地面上有兩個靜止的物塊A和B，A、B的質(zhì)量分別為m1＝2kg，m2＝1kg，它們與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.5.現(xiàn)對物塊A施加一大小為40N·s、水平向右的瞬時沖量I，使物塊A獲得一個初速度，t＝1s后與物塊B發(fā)生彈性碰撞，且碰撞時間很短，A、B兩物塊均可視為質(zhì)點，重力加速度g＝10m/s2.(1)求A與B碰撞前瞬間，A的速度大?。?2)若物塊B的正前方20m處有一危險區(qū)域，請通過計算判斷碰撞后A、B是否會到達危險區(qū)域．12．[2021·湖南一模](20分)如圖所示，兩相同小木塊M、N(均視為質(zhì)點)的質(zhì)量均為m＝1kg，放在水平桌面上，木塊M、N間夾有一壓縮的輕質(zhì)彈簧P，彈簧兩端與小木塊M、N不拴接，但兩木塊通過長L＝0.1m的細線相連接．桌子中央O點左側(cè)粗糙，中央O點右側(cè)光滑，小木塊M、N與桌子左側(cè)間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，且開始時木塊N離桌子中央O的距離s＝1.15m．現(xiàn)讓小木塊M、N一起以v0＝4m/s的初速度向桌子右側(cè)運動，木塊M、N越過桌子中央O點進入右側(cè)光滑區(qū)后，剪斷M、N間的細線，發(fā)現(xiàn)小木塊M最終停在桌面光滑區(qū)，而小木塊N水平拋出離開桌面，木塊N運動到A點時速度方向恰好沿AB方向，小木塊N沿斜面AB滑下．已知斜面AB與水平方向間的夾角為37°，斜面長為LAB＝2.0m，木塊N與斜面間的動摩擦因數(shù)也是μ＝0.5.木塊N到達B點后通過光滑水平軌道BC到達光滑豎直圓軌道，圓軌道底端(稍稍錯開)分別與兩側(cè)的直軌道相切，其中AB與BC軌道以微小圓弧相接．重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)求壓縮彈簧的彈性勢能Ep；(2)求水平桌面與A點的高度差；(3)若木塊N恰好不離開軌道，并能從光滑水平軌道DE滑出，求豎直圓軌道的半徑R.單元檢測卷(六)1．解析：人、船、魚構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，據(jù)“人船模型”，魚動船動，魚停船靜止，魚對地發(fā)生向左的位移，則人船的位移向右．故選項C正確．答案：C2．解析：碰撞前長途客車的速度v1＝108km/h＝30m/s.根據(jù)碰后兩輛車連在一起且向北滑行的情況，可知由兩車組成的系統(tǒng)的總動量方向向北，所以碰前客車的動量p1＝m1v1(向南)應(yīng)該小于貨車的動量p2＝m2v2(向北)，即m1v1<m2v2，代入數(shù)據(jù)有1.5×104×30(kg·m/s)<2.0×104×v2(kg·m/s)，解得v2>22.5m/s.答案：C3．解析：設(shè)Δt時間內(nèi)每個噴嘴有質(zhì)量為m的水射出，對這部分水由動量定理得FΔt＝2mv，m＝ρvΔt·πeq\f(d2,4)，運動員懸停在空中，所以有F＝Mg，聯(lián)立解得v＝7.6m/s，故C正確．答案：C4．解析：冰壺甲、乙碰撞過程動量守恒，碰撞前系統(tǒng)動量水平向右，碰撞后合動量也必然水平向右，碰撞后冰壺在摩擦力作用下做勻減速直線運動．所以碰撞點到最后停靠點的連線代表碰撞后的速度方向，連線的長短反映碰撞后的速度大?。瓵選項所示的圖中，甲、乙碰后的動量都斜向右上方，不符合動量守恒定律，選項A錯誤．B選項所示的圖中，碰撞后甲靜止，乙水平向右運動，符合質(zhì)量相等的物體發(fā)生彈性碰撞的過程，選項B是可能的．C選項所示的圖中，甲在前，乙在后，碰后甲的速度不可能大于乙，即甲不可能在乙前面，選項C錯誤．D選項所示的圖中，碰后甲的速度大于乙的速度，合動量水平向左，不符合動量守恒定律，選項D錯誤．答案：B5．解析：設(shè)大人和木箱一起運動的速度為v0，以大人、小孩和木箱為研究系統(tǒng)，水平方向動量守恒，若小孩推開木箱后與木箱同向運動，有(m＋eq\f(m,5))v0＝m·eq\f(v0,2)＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2m＋\f(m,5）)v0，解得v＝eq\f(7,22)v0＜eq\f(v0,2)，小孩會追上大人，違背題意，故這種情況不可能發(fā)生，只有一種情況就是兩者速度相反，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m＋\f(m,5）)v0＝－m·eq\f(v0,2)＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2m＋\f(m,5）)v，即小孩的速度為－eq\f(v0,2)，解得v＝eq\f(17,22)v0，小孩動量的變化量Δp＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(v0,2)－v0）＝－eq\f(3,2)mv0，ACD錯誤，B正確．答案：B6．解析：本題通過圖象考查動量和能量的綜合問題．根據(jù)x－t圖象的斜率表示速度可知，碰前滑塊Ⅰ的速度v1＝－2m/s，滑塊Ⅱ的速度v2＝0.8m/s，則碰前滑塊Ⅰ與滑塊Ⅱ的速度大小之比為52，A正確；碰撞前后系統(tǒng)動量守恒，碰撞前，滑塊Ⅰ的動量為負，滑塊Ⅱ的動量為正，由于碰撞后系統(tǒng)的總動量為正，故碰撞前總動量也為正，碰撞前滑塊Ⅰ的動量大小比滑塊Ⅱ的動量大小小，B錯誤；碰撞后結(jié)合體的共同速度v＝0.4m/s，根據(jù)動量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v，解得m1＝eq\f(1,6)m2，由動能的表達式可知，eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)>eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)，C錯誤，D正確．答案：AD7．解析：物塊下落的時間為t＝eq\r(\f(2h,g）＝eq\r(\f(2×1.25,10）s＝0.5s，選項A正確；物塊與小車相互作用的過程中，物塊與小車組成的系統(tǒng)在水平方向的動量守恒，在豎直方向的動量不守恒，由水平方向動量守恒Mv0＝(M＋m)v知，釋放高度變大，水平方向的共同速度不變，選項B、C錯誤；在整個過程中，由能量守恒定律得系統(tǒng)損失的機械能ΔE＝mgh＋eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2)Mv\o\al(2,0)－\f(1,2)M＋mv2），代入數(shù)據(jù)可得ΔE＝7.5J，選項D正確．答案：AD8．解析：本題考查動量守恒定律、機械能守恒定律．設(shè)全程小車相對地面的位移大小為s，滑塊水平方向相對地面的位移為x，滑塊與小車組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒，則有x＋s＝R＋L，meq\f(x,t)－Meq\f(s,t)＝0，已知M＝2m，解得x＝eq\f(2,3)(R＋L)，s＝eq\f(1,3)(R＋L)，A正確，B錯誤；滑塊從A滑到B點的過程中小車受到滑塊的壓力一直做正功，則滑塊滑到B點時小車的速度達到最大，取水平向右為正方向，由動量守恒定律和機械能守恒定律得0＝mvA－Mv，mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)Mv2，解得v＝eq\f(1,3)eq\r(3gR)，C正確；滑塊從B點開始在滑動摩擦力作用下和小車相對滑動，滑動摩擦力對滑塊做負功，根據(jù)動能定理知，滑塊克服摩擦力做的功等于滑塊減少的動能，全過程滑塊減少的機械能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量，D錯誤．答案：AC9．解析：(1)由動量守恒原理ma·Oeq\x\to(P)＝ma·Oeq\x\to(M)＋mb·eq\x\to(O′N)可知必須測量小球a、b的直徑D，必須測量小球a、b的質(zhì)量，且二者的關(guān)系為ma＞mb，即B、D正確．(2)用盡可能小的圓把所有點圈在里面的圓心為平均落點，由刻度尺讀數(shù)規(guī)則可知讀數(shù)為45.95cm.(3)按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是ma·eq\x\to(OP)＝ma·eq\x\to(OM)＋mb·eq\x\to(O′N).答案：(1)BD(2分)(2)45.95(45.93～45.98之間均正確)(2分)(3)ma·Oeq\x\to(P)＝ma·Oeq\x\to(M)＋mb·eq\x\to(O′N)(4分)10．解析：(1)在步驟①中氣墊導軌安裝時應(yīng)保持水平狀態(tài)，滑塊在軌道上應(yīng)做勻速直線運動，故滑塊上的擋光片通過兩光電門的時間相等．(2)游標卡尺的主尺讀數(shù)為15mm，游標尺讀數(shù)為0.05×10mm＝0.50mm，所以擋光片的寬度為d＝15mm＋0.50mm＝15.50mm＝1.550cm.(3)由于擋光片的寬度比較小，故擋光片通過光電門的時間比較短，因此可將擋光片通過光電門的平均速度看成滑塊通過光電門的瞬時速度，故滑塊通過光電門的速度可表示為v＝eq\f(d,Δt).(4)兩滑塊相互作用前系統(tǒng)的總動量為p1＝m1v1＝0.620×2.00kg·m/s＝1.240kg·m/s.兩滑塊相互作用后系統(tǒng)的總動量為p2＝(m1＋m2)v2＝(0.620＋0.410)×1.20kg·m/s＝1.236kg·m/s.答案：(1)相等(2分)(2)1.550(2分)(3)eq\f(d,Δt)(2分)(4)1.240(2分)1.236(2分)11．解析：(1)根據(jù)題意有I＝m1v0，其中v0為物塊A所獲初速度對A受力分析可知，A與B碰撞前A做勻減速運動有v1＝v0－at，其中a＝μg聯(lián)立解得A與B碰撞前瞬間，A的速度大小v1＝15m/s.(4分)(2)分析知A與B碰撞過程機械能守恒、動量守恒、則有m1v1＝m1v′1＋m2v2(2分)eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)m1v′eq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)(2分)解得碰后A的速度v′1＝5m/s，B的速度v2＝20m/s(2分)由運動學公式可知xA＝eq\f(v′\o\al(2,1),2a)＝2.5m＜20m(2分)xB＝eq\f(v\o\al(2,2),2a)＝40m＞20m(2分)即物塊A不會到達危險區(qū)域，物塊B會到達危險區(qū)域．答案：(1)15m/s(2)見解析12．解析：(1)設(shè)M運動到O點時的速度大小為v′，在M運動到桌子中央O點的過程中，由動