2023年高考物理新題型揭秘專題02碰撞與動量守恒之多項選擇題

2023年高考物理新題型揭秘專題02碰撞與動量守恒之多項選擇題PAGE2PAGE9新題型二碰撞與動量守恒之多項選擇題樣題展示A、B兩物體在光滑水平面上沿同一直線運動，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作用前后總動量守恒C．A、B作用前后總動量不守恒D．A、B作用前后總動能不變【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量守恒修訂前10分選考–計算題修訂后6分必考–四選多1．碰撞及動量守恒在選修3–5中雖然占用的篇幅不是很多，但是卻是高考的熱點，從2022年2022年這幾年的時間，在選考的三個局部中，必有一道關(guān)于碰撞及動量守恒的題，而且分值相對也較高，一般為10分，在作為選考內(nèi)容的時候，可能會存在多個解的問題。2．2022年新出了2022年的考試大綱和考試說明，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)容來看，碰撞和守恒在今年肯定會考，但是其考查形式可能就比擬多樣，比方可能將碰撞及動量守恒的知識以四選多的選擇題形式進行考查，而且還可以與其他章節(jié)的知識相結(jié)合考查，這就更加增加了難度，完全可以放在多項選擇題的位置進行考查。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高處從靜止開始落下，與圓弧槽相切自A點進入槽內(nèi)，那么以下結(jié)論中正確的選項是A．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球與半圓槽在水平方向動量守恒B．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球與半圓槽在水平方向動量不守恒C．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)動量不守恒D．假設(shè)小球能從C點離開半圓槽，那么其一定會做豎直上拋運動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靜止過程中，以下說法正確的選項是A．兩次子彈對滑塊做的功一樣多B．子彈嵌入上層過程中對滑塊做的功多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，一質(zhì)量為m上外表光滑的足夠長的長方形木板A正以速度v0沿斜面勻速下滑，某時刻將質(zhì)量為2m的小滑塊B無初速度地放在木板A上，那么滑塊與木板都在滑動的過程中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的動量為mv0時，小滑塊B的動量為mv04．一粒鋼珠從靜止狀態(tài)開始自由下落，然后陷人泥潭中。假設(shè)把在空中下落的過程稱為過程Ⅰ，進人泥潭直到停止的過程稱為過程Ⅱ，那么A．過程I中鋼珠的動量的改變量等于重力的沖量B．過程Ⅱ中阻力的沖量的大小等于過程I中重力的沖量的大小C．I、Ⅱ兩個過程中合外力的總沖量等于零D．過程Ⅱ中鋼珠的動量的改變量等于零5．質(zhì)量為m的小車中掛有一個單擺，擺球的質(zhì)量為m0，小車和單擺以恒定的速度v0沿水平地面運動，與位于正對面的質(zhì)量為m1的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，在此過程中，以下哪些說法是可能發(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摩擦因數(shù)為μ。初始時小物塊停在箱子正中間，如下圖。現(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，井與箱子保持相對靜止。設(shè)碰撞都是彈性的，那么整個過程中，系統(tǒng)損失的動能為A．B．C．D．NμmgL7．以下相互作用的過程中，可以認為系統(tǒng)動量守恒的是8．如下圖，小木塊P和長木板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間有相對滑動。在P從Q左端滑落以前，關(guān)于水平力F的以下說法中正確的選項是A．F做的功大于P、Q動能增量之和B．F做的功等于P、Q動能增量之和C．F的沖量大于P、Q動量增量之和D．F的沖量等于P、Q動量增量之和9．如下圖，質(zhì)量為m的小球從距離地面高H的A點由靜止開始釋放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到達距地面深度為h的B點速度減為零。不計空氣阻力，重力加速度為g。關(guān)于小球下落的整個過程，以下說法中正確的有hHhHABA．小球的機械能減少了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狀態(tài)。假設(shè)突然撤去力F，那么以下說法中正確的選項是A．木塊A離開墻壁前，墻對木塊A的沖量大小等于木塊B動量變化量的大小B．木塊A離開墻壁前，彈性勢能的減少量等于木塊B動能的增量C．木塊A離開墻壁時，B的動能等于A、B共速時的彈性勢能D．木塊A離開墻壁后，當(dāng)彈簧再次恢復(fù)原長時，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動的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，在此過程中，以下說法中正確的選項是A．汽車的動量保持不變B．汽車的機械能減少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〔可認為質(zhì)點〕自左端槽口A點的正上方從靜止開始下落，與半圓槽相切并從A點進入槽內(nèi)。那么以下說法正確的選項是A．小球離開右側(cè)槽口以后，將做豎直上拋運動B．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，只有重力對小球做功C．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)機械能守恒D．小球在槽內(nèi)運動的全過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)水平方向上的動量不守恒5．如圖，兩個物體1和2在光滑水平面上以相同動能相向運動，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，且m1<m2。經(jīng)一段時間兩物體相碰撞并粘在一起。碰撞后1212A．兩物體將向左運動B．兩物體將向右運動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)同時對A、B兩物體施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B同時由靜止開始運動，在運動過程中，對A、B兩物體及彈簧組成的系統(tǒng)，正確的說法是〔彈簧不超過其彈性限度〕A．動量始終守恒B．機械能不斷增加C．當(dāng)彈簧伸長到最長時，系統(tǒng)的機械能最大D．當(dāng)彈簧彈力的大小與F1、F2的大小相等時，A、B兩物體速度為零7．兩個小球A、B在光滑水平面上相向運動，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)動量守恒定律，解得兩次情況下滑塊的最終速度相同，滑塊動能的增加量等于子彈做的功，所以兩次子彈對物塊做的功一樣多，A正確，B錯誤；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程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量都等于系統(tǒng)減少的動能，而子彈減少的動能一樣多〔子彈初末速度相等〕，滑塊增加的動能也一樣多，那么系統(tǒng)減少的動能一樣，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，木板A勻速下滑，那么說明木板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錯誤；由分析可知，整體在沿斜面方向受力平衡，故整體動量守恒，故合外力的沖量一定為零，故C正確；因動量守恒，故總動量保持不變，由動量守恒定律可知：mv1+2mv2=mv0，故當(dāng)A動量為mv0時，B的動量為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)生的將有兩個過程：其一是，小車與木塊相碰，作用時間極短，過程結(jié)束時小車與木塊速度發(fā)生了變化，而小球的速度未變；其二是，擺球?qū)⒁鄬τ谲囅蛴覕[動，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程，不需考慮第二過程。因此，我們只需分析BC兩項。其實，小車與木塊相碰后，將可能會出現(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，前者正是C項所描述的，后者正是B項所描述的，所以BC兩項正確。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量始終是守恒的，直到箱子和小物塊的速度相同時，小物塊不再相對滑動，有，系統(tǒng)損失的動能是因為摩擦力做負功。7．AC【解析】動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，而相互作用過程中內(nèi)力遠大于外力時也可認為動量守恒。圖A中，滑輪男孩推滑輪女孩的過程中，內(nèi)力遠大于外力，因此系統(tǒng)的動量可認為守恒；圖B和圖D中，在兩物體相互作用的過程中，沒有滿足內(nèi)力遠大于外力的條件，系統(tǒng)的動量不守恒；圖C中，太空中無空氣阻力作用，太空人和子彈在相互作用過程中動量守恒。8．AD【解析】以P、Q系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)功能關(guān)系，拉力做的功等于P、Q動能增加量與摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和，A正確，B錯誤；系統(tǒng)所受合外力F的沖量等于P、Q動量增量之和，C錯誤，D正確。9．AC【解析】由動能定理mg(H+h)+Wf=0，那么Wf=–mg(H+h)，所以小球的機械能減少了mg(H+h)，所以A選項正確，B選項錯誤；小球自由落下至地面過程，機械能守恒，，，落到地面上后又陷入泥潭中，由動量定理，所以，小球所受阻力的沖量大于，所以C選項正確；由動量定理知小球動量的改變量等于合外力的沖量，所以D選項錯誤。1．AB2．BD【解析】在前3s內(nèi)，速度為負值，說明物體一直向南運動，沒有回到初始位置，故A錯誤。根據(jù)動能定理知6s內(nèi)動能的變化為零，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錯誤。由圖知前3s與后3s物體的速度變化方向相同，故動量變化方向也相同，所以D正確。3．BD【解析】汽車做勻速圓周運動，那么動量大小不變，但方向變化，故A錯誤；汽車在駛下時，存在摩擦力做功，所以汽車的機械能減少，故B正確；由于汽車做勻速圓周運動，是變速運動，那么所受的合外力不為零，故C錯誤；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的過程中，槽沒有動，與豎直墻之間存在擠壓，動量不守恒；小球經(jīng)過最低點往上運動的過程中，槽與豎直墻別離，水平方向動量守恒；全過程中有一段時間系統(tǒng)受豎直墻彈力的作用，故全過程系統(tǒng)水平方向動量不守恒，選項D正確；小球離開右側(cè)槽口時，水平方向有速度，將做斜拋運動，選項A錯誤；小球經(jīng)過最低點往上運動的過程中，槽往右運動，槽對小球的支持力對小球做負功，小球?qū)Σ鄣膲毫Σ圩稣?，系統(tǒng)機械能守恒，選項B錯誤，C正確。5．AD【解析】根據(jù)