2023年高考物理新題型揭秘專題02碰撞與動(dòng)量守恒之多項(xiàng)選擇題

PAGE2PAGE9新題型二碰撞與動(dòng)量守恒之多項(xiàng)選擇題樣題展示A、B兩物體在光滑水平面上沿同一直線運(yùn)動(dòng)，圖示發(fā)生碰撞前后的v–t圖線，由圖線可以判斷A．A、B的質(zhì)量比為3:2B．A、B作用前后總動(dòng)量守恒C．A、B作用前后總動(dòng)量不守恒D．A、B作用前后總動(dòng)能不變【參考答案】ABD名師解讀內(nèi)容可能的分值可能的題型碰撞及動(dòng)量守恒修訂前10分選考–計(jì)算題修訂后6分必考–四選多1．碰撞及動(dòng)量守恒在選修3–5中雖然占用的篇幅不是很多，但是卻是高考的熱點(diǎn)，從2022年2022年這幾年的時(shí)間，在選考的三個(gè)局部中，必有一道關(guān)于碰撞及動(dòng)量守恒的題，而且分值相對(duì)也較高，一般為10分，在作為選考內(nèi)容的時(shí)候，可能會(huì)存在多個(gè)解的問(wèn)題。2．2022年新出了2022年的考試大綱和考試說(shuō)明，將選修3–5的內(nèi)容調(diào)整為必考內(nèi)容，這種調(diào)整，更加說(shuō)明了碰撞及能量守恒的重要性。3．2022年是考試改革的第一年，但是從往年選考的內(nèi)容來(lái)看，碰撞和守恒在今年肯定會(huì)考，但是其考查形式可能就比擬多樣，比方可能將碰撞及動(dòng)量守恒的知識(shí)以四選多的選擇題形式進(jìn)行考查，而且還可以與其他章節(jié)的知識(shí)相結(jié)合考查，這就更加增加了難度，完全可以放在多項(xiàng)選擇題的位置進(jìn)行考查。通關(guān)演練1．如下圖，將質(zhì)量為M1、半徑為R且內(nèi)壁光滑的半圓槽置于光滑水平面上，左側(cè)靠墻角，右側(cè)靠一質(zhì)量為M2的物塊。今讓一質(zhì)量為m的小球自左側(cè)槽口A的正上方h高處從靜止開(kāi)始落下，與圓弧槽相切自A點(diǎn)進(jìn)入槽內(nèi)，那么以下結(jié)論中正確的選項(xiàng)是A．小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒B．小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量不守恒C．小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒D．假設(shè)小球能從C點(diǎn)離開(kāi)半圓槽，那么其一定會(huì)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)2．矩形滑塊由不同的材料上、下兩層粘在一起組成，放在光滑的水平面上，子彈水平射向滑塊，假設(shè)射擊上層，子彈剛好不穿出，假設(shè)射擊下層，子彈剛好完全嵌入，如下圖，從子彈擊中滑塊到與滑塊相對(duì)靜止過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A．兩次子彈對(duì)滑塊做的功一樣多B．子彈嵌入上層過(guò)程中對(duì)滑塊做的功多C．兩次滑塊所受的水平方向的沖量一樣大D．兩次子彈擊中木塊過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一樣多3．如下圖，傾角為θ的固定斜面足夠長(zhǎng)，一質(zhì)量為m上外表光滑的足夠長(zhǎng)的長(zhǎng)方形木板A正以速度v0沿斜面勻速下滑，某時(shí)刻將質(zhì)量為2m的小滑塊B無(wú)初速度地放在木板A上，那么滑塊與木板都在滑動(dòng)的過(guò)程中A．木板A的加速度大小為3gsinθB．木板A的加速度大小為零C．A、B組成的系統(tǒng)所受合外力的沖量一定為零D．木板A的動(dòng)量為mv0時(shí)，小滑塊B的動(dòng)量為mv04．一粒鋼珠從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始自由下落，然后陷人泥潭中。假設(shè)把在空中下落的過(guò)程稱為過(guò)程Ⅰ，進(jìn)人泥潭直到停止的過(guò)程稱為過(guò)程Ⅱ，那么A．過(guò)程I中鋼珠的動(dòng)量的改變量等于重力的沖量B．過(guò)程Ⅱ中阻力的沖量的大小等于過(guò)程I中重力的沖量的大小C．I、Ⅱ兩個(gè)過(guò)程中合外力的總沖量等于零D．過(guò)程Ⅱ中鋼珠的動(dòng)量的改變量等于零5．質(zhì)量為m的小車中掛有一個(gè)單擺，擺球的質(zhì)量為m0，小車和單擺以恒定的速度v0沿水平地面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m1的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，在此過(guò)程中，以下哪些說(shuō)法是可能發(fā)生的A．小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化，分別為v1、v2和v3，且滿足：B．?dāng)[球的速度不變，小車和木塊的速度為v1、v2，且滿足：C．?dāng)[球的速度不變，小車和木塊的速度都為v，且滿足：D．小車和擺球的速度都變?yōu)関1，木塊的速度變?yōu)関2，且滿足：6．質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L(zhǎng)的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。初始時(shí)小物塊停在箱子正中間，如下圖?，F(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，井與箱子保持相對(duì)靜止。設(shè)碰撞都是彈性的，那么整個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)損失的動(dòng)能為A．B．C．D．NμmgL7．以下相互作用的過(guò)程中，可以認(rèn)為系統(tǒng)動(dòng)量守恒的是8．如下圖，小木塊P和長(zhǎng)木板Q疊放后靜置于光滑水平面上。P、Q的接觸面是粗糙的。用足夠大的水平力F拉Q，P、Q間有相對(duì)滑動(dòng)。在P從Q左端滑落以前，關(guān)于水平力F的以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A．F做的功大于P、Q動(dòng)能增量之和B．F做的功等于P、Q動(dòng)能增量之和C．F的沖量大于P、Q動(dòng)量增量之和D．F的沖量等于P、Q動(dòng)量增量之和9．如下圖，質(zhì)量為m的小球從距離地面高H的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到達(dá)距地面深度為h的B點(diǎn)速度減為零。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。關(guān)于小球下落的整個(gè)過(guò)程，以下說(shuō)法中正確的有hHhHABA．小球的機(jī)械能減少了mg(H+h)B．小球克服阻力做的功為mghC．小球所受阻力的沖量大于mD．小球動(dòng)量的改變量等于所受阻力的沖量1．如下圖，在水平光滑地面上有A、B兩個(gè)木塊，A、B之間用一輕彈簧連接。A靠在墻壁上，用力F向左推B使兩木塊之間彈簧壓縮并處于靜止?fàn)顟B(tài)。假設(shè)突然撤去力F，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A．木塊A離開(kāi)墻壁前，墻對(duì)木塊A的沖量大小等于木塊B動(dòng)量變化量的大小B．木塊A離開(kāi)墻壁前，彈性勢(shì)能的減少量等于木塊B動(dòng)能的增量C．木塊A離開(kāi)墻壁時(shí)，B的動(dòng)能等于A、B共速時(shí)的彈性勢(shì)能D．木塊A離開(kāi)墻壁后，當(dāng)彈簧再次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，木塊A的速度為零2．如下圖為一物體沿南北方向做直線運(yùn)動(dòng)的v–t圖象，假設(shè)規(guī)定向北為正方向，由圖可知A．3s末物體回到t=0時(shí)的位置B．6s內(nèi)物體所受合力的功為零C．物體所受合力的方向一直向南D．前3s與后3s物體的動(dòng)量變化方向相同3．一輛從圓弧形拱橋最高處勻速駛下，在此過(guò)程中，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A．汽車的動(dòng)量保持不變B．汽車的機(jī)械能減少C．汽車所受的合外力為零D．汽車所受的合外力做功為零4．如下圖，一內(nèi)外側(cè)均光滑的半圓柱槽置于光滑的水平面上。槽的左側(cè)有一豎直墻壁?，F(xiàn)讓一小球〔可認(rèn)為質(zhì)點(diǎn)〕自左端槽口A點(diǎn)的正上方從靜止開(kāi)始下落，與半圓槽相切并從A點(diǎn)進(jìn)入槽內(nèi)。那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A．小球離開(kāi)右側(cè)槽口以后，將做豎直上拋運(yùn)動(dòng)B．小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，只有重力對(duì)小球做功C．小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，小球與槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，小球與槽組成的系統(tǒng)水平方向上的動(dòng)量不守恒5．如圖，兩個(gè)物體1和2在光滑水平面上以相同動(dòng)能相向運(yùn)動(dòng)，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，且m1<m2。經(jīng)一段時(shí)間兩物體相碰撞并粘在一起。碰撞后1212A．兩物體將向左運(yùn)動(dòng)B．兩物體將向右運(yùn)動(dòng)C．兩物體組成系統(tǒng)損失能量最小D．兩物體組成系統(tǒng)損失能量最大6．如下圖，兩物體A、B用輕質(zhì)彈簧相連靜止在光滑水平面上，現(xiàn)同時(shí)對(duì)A、B兩物體施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B同時(shí)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)A、B兩物體及彈簧組成的系統(tǒng)，正確的說(shuō)法是〔彈簧不超過(guò)其彈性限度〕A．動(dòng)量始終守恒B．機(jī)械能不斷增加C．當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)到最長(zhǎng)時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大D．當(dāng)彈簧彈力的大小與F1、F2的大小相等時(shí)，A、B兩物體速度為零7．兩個(gè)小球A、B在光滑水平面上相向運(yùn)動(dòng)，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，那么它們發(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/s1．BC2．ACD【解析】根據(jù)動(dòng)量守恒定律，解得兩次情況下滑塊的最終速度相同，滑塊動(dòng)能的增加量等于子彈做的功，所以兩次子彈對(duì)物塊做的功一樣多，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)可得兩次滑塊所受的水平方向的沖量一樣大，C正確；子彈嵌入下層或上層過(guò)程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量都等于系統(tǒng)減少的動(dòng)能，而子彈減少的動(dòng)能一樣多〔子彈初末速度相等〕，滑塊增加的動(dòng)能也一樣多，那么系統(tǒng)減少的動(dòng)能一樣，故系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一樣多，故D正確。3．CD【解析】只有木板A時(shí)，木板A勻速下滑，那么說(shuō)明木板A受到的重力的分力與摩擦力等大反向，即mgsinθ=μmgcosθ，假設(shè)加上小滑塊B后，A對(duì)地面的壓力增大，那么摩擦力變?yōu)棣獭?mgcosθ，而沿斜面方向上的力不變，故合外力為：3μmgcosθ–mgsinθ=2mgsinθ，故加速度a=2gsinθ，故AB錯(cuò)誤；由分析可知，整體在沿斜面方向受力平衡，故整體動(dòng)量守恒，故合外力的沖量一定為零，故C正確；因動(dòng)量守恒，故總動(dòng)量保持不變，由動(dòng)量守恒定律可知：mv1+2mv2=mv0，故當(dāng)A動(dòng)量為mv0時(shí)，B的動(dòng)量為mv0，故D正確。應(yīng)選CD。4．AC5．BC【解析】小車與木塊相碰，隨之發(fā)生的將有兩個(gè)過(guò)程：其一是，小車與木塊相碰，作用時(shí)間極短，過(guò)程結(jié)束時(shí)小車與木塊速度發(fā)生了變化，而小球的速度未變；其二是，擺球?qū)⒁鄬?duì)于車向右擺動(dòng)，又導(dǎo)致小車與木塊速度的改變。但是題目中已明確指出只需討論碰撞的極短過(guò)程，不需考慮第二過(guò)程。因此，我們只需分析BC兩項(xiàng)。其實(shí)，小車與木塊相碰后，將可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況，即碰撞后小車與木塊合二為一或它們碰后又分開(kāi)，前者正是C項(xiàng)所描述的，后者正是B項(xiàng)所描述的，所以BC兩項(xiàng)正確。6．BD【解析】由于箱子M放在光滑的水平面上，那么由箱子和小物塊組成的整體動(dòng)量始終是守恒的，直到箱子和小物塊的速度相同時(shí)，小物塊不再相對(duì)滑動(dòng)，有，系統(tǒng)損失的動(dòng)能是因?yàn)槟Σ亮ψ鲐?fù)功。7．AC【解析】動(dòng)量守恒的條件是相互作用的物體系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零，而相互作用過(guò)程中內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí)也可認(rèn)為動(dòng)量守恒。圖A中，滑輪男孩推滑輪女孩的過(guò)程中，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，因此系統(tǒng)的動(dòng)量可認(rèn)為守恒；圖B和圖D中，在兩物體相互作用的過(guò)程中，沒(méi)有滿足內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力的條件，系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒；圖C中，太空中無(wú)空氣阻力作用，太空人和子彈在相互作用過(guò)程中動(dòng)量守恒。8．AD【解析】以P、Q系統(tǒng)為研究對(duì)象，根據(jù)功能關(guān)系，拉力做的功等于P、Q動(dòng)能增加量與摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和，A正確，B錯(cuò)誤；系統(tǒng)所受合外力F的沖量等于P、Q動(dòng)量增量之和，C錯(cuò)誤，D正確。9．AC【解析】由動(dòng)能定理mg(H+h)+Wf=0，那么Wf=–mg(H+h)，所以小球的機(jī)械能減少了mg(H+h)，所以A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；小球自由落下至地面過(guò)程，機(jī)械能守恒，，，落到地面上后又陷入泥潭中，由動(dòng)量定理，所以，小球所受阻力的沖量大于，所以C選項(xiàng)正確；由動(dòng)量定理知小球動(dòng)量的改變量等于合外力的沖量，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。1．AB2．BD【解析】在前3s內(nèi)，速度為負(fù)值，說(shuō)明物體一直向南運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有回到初始位置，故A錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)能定理知6s內(nèi)動(dòng)能的變化為零，故合外力做功為零，故B正確。圖線的斜率一直大于零，說(shuō)明物體加速度的方向一直向北，根據(jù)牛頓第二定律得知：加速度方向與合外力方向相同，所以物體所受合外力的方向一直向北，故C錯(cuò)誤。由圖知前3s與后3s物體的速度變化方向相同，故動(dòng)量變化方向也相同，所以D正確。3．BD【解析】汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么動(dòng)量大小不變，但方向變化，故A錯(cuò)誤；汽車在駛下時(shí)，存在摩擦力做功，所以汽車的機(jī)械能減少，故B正確；由于汽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，是變速運(yùn)動(dòng)，那么所受的合外力不為零，故C錯(cuò)誤；汽車所受的合外力與速度始終垂直，所以此力不做功，故D正確。4．CD【解析】小球從下落到最低點(diǎn)的過(guò)程中，槽沒(méi)有動(dòng)，與豎直墻之間存在擠壓，動(dòng)量不守恒；小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)往上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，槽與豎直墻別離，水平方向動(dòng)量守恒；全過(guò)程中有一段時(shí)間系統(tǒng)受豎直墻彈力的作用，故全過(guò)程系統(tǒng)水平方向動(dòng)量不守恒，選項(xiàng)D正確；小球離開(kāi)右側(cè)槽口時(shí)，水平方向有速度，將做斜拋運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)往上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，槽往右運(yùn)動(dòng)，槽對(duì)小球的支持力對(duì)小球做負(fù)功，小球?qū)Σ鄣膲毫?duì)槽做正功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確。5．AD【解析】根據(jù)，