2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練19《動(dòng)量守恒定律》(含答案詳解)

2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練19《動(dòng)量守恒定律》一 、選擇題LISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量分別為mA、mB，且mA＞mB，置于光滑水平面上，相距較遠(yuǎn)。將兩個(gè)大小均為F的力，同時(shí)分別作用在A、B上經(jīng)過相同距離后，撤去兩個(gè)力，兩物體發(fā)生碰撞并粘在一起后將()A.停止運(yùn)動(dòng)B.向左運(yùn)動(dòng)C.向右運(yùn)動(dòng)D.運(yùn)動(dòng)方向不能確定LISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，兩輛質(zhì)量均為M的小車A和B置于光滑的水平面上，有一質(zhì)量為m的人靜止站在A車上，兩車靜止。若這個(gè)人自A車跳到B車上，接著又跳回A車并與A車相對(duì)靜止。則此時(shí)A車和B車的速度之比為()A.eq\f(M＋m,m)B.eq\f(m＋M,M)C.eq\f(M,M＋m)D.eq\f(m,M＋m)LISTNUMOutlineDefault\l3質(zhì)量為0.2kg的球豎直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向彈回。取豎直向上為正方向，在小球與地面接觸的時(shí)間內(nèi)，關(guān)于球動(dòng)量變化量Δp和合外力對(duì)小球做的功W，下列說法正確的是()A.Δp＝2kg·m/sW＝－2JB.Δp＝－2kg·m/sW＝2JC.Δp＝0.4kg·m/sW＝－2JD.Δp＝－0.4kg·m/sW＝2JLISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，質(zhì)量為m的人立于平板車上，人與車的總質(zhì)量為M，人與車以速度v1在光滑水平面上向東運(yùn)動(dòng)。當(dāng)此人相對(duì)于車以速度v2豎直跳起時(shí)，車向東的速度大小為()A.eq\f(Mv1－Mv2,M－m)B.eq\f(Mv1,M－m)C.eq\f(Mv1＋Mv2,M－m)D.v1LISTNUMOutlineDefault\l3小球A、B在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運(yùn)動(dòng)，mA＝1kg，mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝2m/s。當(dāng)小球A追上小球B并發(fā)生碰撞后，小球A、B的速度可能是()A.vA′＝5m/s，vB′＝2.5m/sB.vA′＝2m/s，vB′＝4m/sC.vA′＝－4m/s，vB′＝7m/sD.vA′＝7m/s，vB′＝1.5m/sLISTNUMOutlineDefault\l3一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊A并留在其中，A、B用一根彈性良好的輕質(zhì)彈簧連在一起，如圖所示。則在子彈打擊木塊A及彈簧被壓縮的過程中，對(duì)子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)()A.動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒B.動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒C.動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒D.無法判定動(dòng)量、機(jī)械能是否守恒LISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，光滑水平面上有大小相同的A、B兩個(gè)小球在同一直線上運(yùn)動(dòng)。兩球質(zhì)量關(guān)系為mB=2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動(dòng)量均為8kg·m/s，運(yùn)動(dòng)過程中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動(dòng)量增量為－4kg·m/s，則()A.右方為A球，碰撞后A、B兩球的速度大小之比為2∶3B.右方為A球，碰撞后A、B兩球的速度大小之比為1∶6C.左方為A球，碰撞后A、B兩球的速度大小之比為2∶3D.左方為A球，碰撞后A、B兩球的速度大小之比為1∶6LISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，放在光滑水平桌面上的A、B兩小木塊中部夾一被壓縮的輕彈簧，當(dāng)輕彈簧被放開時(shí)，A、B兩小木塊各自在桌面上滑行一段距離后，飛離桌面落在地面上。若mA=3mB，則下列結(jié)果正確的是()A.若輕彈簧對(duì)A、B做功分別為W1和W2，則有W1∶W2=1∶1B.在與輕彈簧作用過程中，兩木塊的速度變化量之和為零C.若A、B在空中飛行時(shí)的動(dòng)量變化量分別為Δp1和Δp2，則有Δp1∶Δp2=1∶1D.若A、B同時(shí)離開桌面，則從釋放輕彈簧開始到兩木塊落地的這段時(shí)間內(nèi)，A、B兩木塊的水平位移大小之比為1∶3LISTNUMOutlineDefault\l3(多選)如圖所示，質(zhì)量為M=1kg的木板靜止在光滑水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m=3kg的滑塊以初速度v0=2m/s從木板的左端向右滑上木板，滑塊始終未離開木板。則下面說法正確的是()A.滑塊和木板的加速度大小之比是1∶3B.整個(gè)過程中因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能是1.5JC.可以求出木板的最小長度是1.5mD.從開始到滑塊與木板相對(duì)靜止這段時(shí)間內(nèi)，滑塊與木板的位移之比是7∶3LISTNUMOutlineDefault\l3(多選)如圖所示，小車AB放在光滑水平面上，A端固定一個(gè)輕彈簧，B端粘有油泥，小車AB總質(zhì)量為m0，質(zhì)量為m的木塊C放在小車上，用細(xì)繩連接于小車的A端并使彈簧壓縮，開始時(shí)小車AB和木塊C都靜止。當(dāng)突然燒斷細(xì)繩時(shí)，木塊C被釋放，使木塊C離開彈簧向B端沖去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦。以下說法正確的是()A.彈簧伸長過程中木塊C向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)小車AB也向右運(yùn)動(dòng)B.木塊C與B碰前，木塊C與小車AB的速率之比為m0∶mC.木塊C與油泥粘在一起后，小車AB立即停止運(yùn)動(dòng)D.木塊C與油泥粘在一起后，小車AB繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)LISTNUMOutlineDefault\l3(多選)兩個(gè)小球A、B在光滑水平面上相向運(yùn)動(dòng)，已知它們的質(zhì)量分別是m1＝4kg，m2＝2kg，A的速度v1＝3m/s(設(shè)為正)，B的速度v2＝－3m/s，則它們發(fā)生正碰后，其速度可能分別是()A.均為1m/sB.＋4m/s和－5m/sC.＋2m/s和－1m/sD.－1m/s和＋5m/sLISTNUMOutlineDefault\l3(多選)光滑水平地面上，A、B兩物體質(zhì)量都為m，A以速度v向右運(yùn)動(dòng)，B原來靜止，左端有一輕彈簧，如圖所示，當(dāng)A撞上彈簧，彈簧被壓縮最短時(shí)()A.A、B系統(tǒng)總動(dòng)量仍然為mvB.A的動(dòng)量變?yōu)榱鉉.B的動(dòng)量達(dá)到最大值D.A、B的速度相等三 、計(jì)算題LISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，物塊A和B通過一根輕質(zhì)不可伸長的細(xì)繩相連，跨放在質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪兩側(cè)，質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=1kg。初始時(shí)A靜止于水平地面上，B懸于空中?，F(xiàn)將B豎直向上再舉高h(yuǎn)=1.8m(未觸及滑輪)，然后由靜止釋放。一段時(shí)間后細(xì)繩繃直，A、B以大小相等的速度一起運(yùn)動(dòng)，之后B恰好可以和地面接觸。取g=10m/s2，空氣阻力不計(jì)。求：(1)B從釋放到細(xì)繩剛繃直時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；(2)A的最大速度v的大?。?3)初始時(shí)B離地面的高度H。LISTNUMOutlineDefault\l3兩塊厚度相同的木塊A和B，緊靠著放在光滑的水平面上，其質(zhì)量分別為mA＝2.0kg,mB＝0.90kg，它們的下底面光滑，上表面粗糙，另有一質(zhì)量mC＝0.10kg的滑塊C，以vC＝10m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，如圖所示。由于摩擦，滑塊最后停在木塊B上，B和C的共同速度為0.50m/s。求：(1)木塊A的最終速度vA；(2)滑塊C離開A時(shí)的速度vC′。LISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，MN是水平軌道，NP是傾角θ=45°的無限長斜軌道，長為L=0.8m的細(xì)線一端固定在O點(diǎn)，另一端系著質(zhì)量為mB=2kg小球B，當(dāng)細(xì)線伸直時(shí)B球剛好與MN軌道接觸但沒有擠壓。開始時(shí)細(xì)線伸直，B球靜止在MN軌道上，在MN軌道上另一個(gè)質(zhì)量為mA=3kg小球A以速度v0向右運(yùn)動(dòng)。(不計(jì)一切摩擦力及空氣阻力，重力加速度g=10m/s2)(1)若A、B球發(fā)生彈性碰撞后B能在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求v0的取值范圍。(2)在滿足(1)的條件下，軌道NP上有多長的距離不會(huì)被A球擊中？

LISTNUMOutlineDefault\l3\s0答案解析LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：C；解析：已知兩個(gè)力大小相等，mA＞mB，由牛頓第二定律可知，兩物體的加速度aA＜aB，又知xA=xB，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得xA=eq\f(1,2)aAtA2，xB=eq\f(1,2)aBtB2，可知tA＞tB，由IA=FtA，IB=FtB，可得IA＞IB，由動(dòng)量定理可知pA－0=IA，pB－0=IB，則pA＞pB，碰前系統(tǒng)總動(dòng)量方向向右，碰撞過程動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可知，碰后總動(dòng)量方向向右，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：C；解析：規(guī)定向右為正方向，則由動(dòng)量守恒定律有：0=MvB－(M＋m)vA，得eq\f(vA,vB)=eq\f(M,M＋m)，故C正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：A解析：取豎直向上為正方向，則小球與地面碰撞過程中動(dòng)量的變化量：Δp＝mv2－mv1＝0.2×4kg·m/s－0.2×(－6)kg·m/s＝2kg·m/s，方向豎直向上。由動(dòng)能定理知，合外力做的功：W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)×0.2×42J－eq\f(1,2)×0.2×62J＝－2J，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：D解析：在水平方向動(dòng)量守恒，人向上跳起后，水平方向的速度沒變，(m＋M)v1＝mv1＋Mv車，因此v車＝v1，所以D正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：B解析：首先判斷動(dòng)量是否守恒，經(jīng)過計(jì)算，四個(gè)選項(xiàng)均滿足動(dòng)量守恒；然后判斷機(jī)械能變化，碰前系統(tǒng)的動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)mBveq\o\al(2,B)＝22J，因?yàn)閯?dòng)能不增加，所以碰后系統(tǒng)的動(dòng)能Ek′＝eq\f(1,2)mAvA′2＋eq\f(1,2)mBvB′2≤22J，滿足條件的有選項(xiàng)A和B，排除選項(xiàng)C和D。最后判斷速度關(guān)系，本題中，小球A追上B發(fā)生碰撞，碰后必然有vA′≤vB′，故可再排除選項(xiàng)A，故B正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：C；解析：動(dòng)量守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，本題中子彈、兩木塊、彈簧組成的系統(tǒng)，水平方向上不受外力，豎直方向上所受外力的合力為零，所以動(dòng)量守恒。機(jī)械能守恒的條件是除重力、彈力對(duì)系統(tǒng)做功外，其他力對(duì)系統(tǒng)不做功，本題中子彈射入木塊瞬間有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，只有選項(xiàng)C正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：C；解析：A、B兩球發(fā)生碰撞，規(guī)定向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律可得ΔpA=－ΔpB，由于碰后A球的動(dòng)量增量為負(fù)值，所以右邊不可能是A球，若是A球則動(dòng)量的增量應(yīng)該是正值，因此碰撞后A球的動(dòng)量為4kg·m/s，所以碰撞后B球的動(dòng)量是增加的，為12kg·m/s，由于mB=2mA，所以碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶3，故C正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：D；解析：彈簧彈開木塊過程中，兩木塊及彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，取水平向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mAvA－mBvB=0，則速度之比vA∶vB=1∶3，根據(jù)動(dòng)能定理得：輕彈簧對(duì)A、B做功分別為W1=eq\f(1,2)mAvA2，W2=eq\f(1,2)mBvB2，聯(lián)立解得W1∶W2=1∶3，故A錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)量守恒定律得知，在與輕彈簧作用過程中，兩木塊的動(dòng)量變化量之和為零，即mAΔvA＋mBΔvB=0，可得，ΔvA＋ΔvB≠0，故B錯(cuò)誤。A、B離開桌面后都做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，設(shè)為t，由動(dòng)量定理得：A、B在空中飛行時(shí)的動(dòng)量變化量分別為Δp1=mAgt，Δp2=mBgt，所以Δp1∶Δp2=3∶1，故C錯(cuò)誤。平拋運(yùn)動(dòng)水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，由x=v0t知，t相等，則A、B兩木塊的水平位移大小之比等于vA∶vB=1∶3，故D正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：ABD；解析：因水平面光滑，滑塊與木板所受的合外力為一對(duì)滑動(dòng)摩擦力，大小相等，方向相反，由牛頓第二定律可知，其加速度大小之比為eq\f(am,aM)=eq\f(M,m)=eq\f(1,3)，A正確；滑塊與木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，最終二者同速，有mv0=(M＋m)v，解得v=1.5m/s，由能量守恒定律可得：整個(gè)過程中因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Q=eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)(M＋m)v2=1.5J，故B正確；由于不知道動(dòng)摩擦因數(shù)和滑塊與木板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)間，不能求出木板的最小長度，故C錯(cuò)誤；從開始到滑塊與木板相對(duì)靜止這段時(shí)間內(nèi)，滑塊運(yùn)動(dòng)的位移x1=eq\f(v0＋v,2)t，木板的位移x2=eq\f(v,2)t，兩者之比eq\f(x1,x2)=eq\f(v0＋v,v)=eq\f(2＋1.5,1.5)=eq\f(7,3)，故D正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：BC解析：小車AB、物塊C和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，初狀態(tài)總動(dòng)量為零，在彈簧伸長的過程中，木塊C向右運(yùn)動(dòng)，則小車向左運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；規(guī)定向右為正方向，在木塊C與B碰前，根據(jù)動(dòng)量守恒有：0＝mvC－m0v，解得vC∶v＝m0∶m，故B正確；因?yàn)樾≤?、物塊和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，開始總動(dòng)量為零，當(dāng)木塊C與油泥粘在一起時(shí)，總動(dòng)量仍然為零，則小車停止運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：AD解析：由動(dòng)量守恒，可驗(yàn)證四個(gè)選項(xiàng)都滿足要求。再看動(dòng)能情況：Ek＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)＝eq\f(1,2)×4×9J＋eq\f(1,2)×2×9J＝27J，Ek′＝eq\f(1,2)m1v′eq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2v2′2由于碰撞過程動(dòng)能不可能增加，所以應(yīng)有Ek≥Ek′，可排除選項(xiàng)B；選項(xiàng)C雖滿足Ek≥Ek′，但A、B沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，發(fā)生碰撞后各自仍能保持原來速度方向(v1′>0，v2′<0)，這顯然是不符合實(shí)際的，因此C錯(cuò)誤；驗(yàn)證選項(xiàng)A、D均滿足Ek≥Ek′，故答案為選項(xiàng)A(完全非彈性碰撞)和選項(xiàng)D(彈性碰撞)。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：AD解析：系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，A正確；彈簧被壓縮到最短時(shí)A、B兩物體具有相同的速度，D正確、B錯(cuò)誤；但此時(shí)B的速度并不是最大的，因?yàn)閺椈蛇€會(huì)彈開，故B物體會(huì)進(jìn)一步加速，A物體會(huì)進(jìn)一步減速，C錯(cuò)誤。三 、計(jì)算題LISTNUMOutlineDefault\l3解：(1)B從釋放到細(xì)繩剛繃直前做自由落體運(yùn)動(dòng)，有h=eq\f(1,2)gt2①代入數(shù)據(jù)解得t=0.6s。 ②(2)設(shè)細(xì)繩繃直前瞬間B速度大小為vB，有vB=gt③細(xì)繩繃直瞬間，細(xì)繩張力遠(yuǎn)大于A、B的重力，A、B相互作用，由動(dòng)量守恒得mBvB=(mA＋mB)v ④之后A做勻減速運(yùn)動(dòng)，所以細(xì)繩繃直后瞬間的速度v即為A的最大速度，聯(lián)立②③④式，代入數(shù)據(jù)解得v=2m/s。 ⑤(3)細(xì)繩繃直后，A、B一起運(yùn)動(dòng)，B恰好可以和地面接觸，說明此時(shí)A、B的速度為零，這一過程中A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有eq\f(1,2)(mA＋mB)v2＋mBgH=mAgH⑥代入數(shù)據(jù)解得H=0.6m。 ⑦LISTNUMOutlineDefault\l3解：C從開始滑上A到恰好滑上A的右端過程中，A、B、C組成系統(tǒng)動(dòng)量守恒mCvC＝(mB＋mA)vA＋mCvC′C剛滑上B到兩者相對(duì)靜止，對(duì)B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒mBvA＋mCvC′＝(mB＋mC)v解得vA＝0.25m/svC′