高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 第一講 動(dòng)量守恒定律課前自測(cè)診斷卷（含解析）-人教版高三物理試題

動(dòng)量守恒定律考點(diǎn)一動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理1.[考查沖量大小的計(jì)算]蹦床運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員利用從蹦床反彈中表現(xiàn)雜技技巧的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為50kg的運(yùn)動(dòng)員從1.8m高處自由下落到蹦床上，若從運(yùn)動(dòng)員接觸蹦床到運(yùn)動(dòng)員陷至最低點(diǎn)經(jīng)歷了0.2s，則這段時(shí)間內(nèi)蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小為(取g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力)()A．400N·s B．300N·sC．200N·s D．100N·s解析：選A設(shè)運(yùn)動(dòng)員自由下落到蹦床的速度為v，由機(jī)械能守恒得：mgh＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝6m/s；運(yùn)動(dòng)員接觸蹦床到陷至最低點(diǎn)過程中，由動(dòng)量定理得：mgt＋I(xiàn)N＝0－mv，解得IN＝－mv－mgt＝－50×6N·s－50×10×0.2N·s＝－400N·s，此過程中蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小為400N·s，方向豎直向上，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。2．[考查應(yīng)用動(dòng)量定理求平均力]高空作業(yè)須系安全帶，如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到安全帶對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運(yùn)動(dòng))，此后經(jīng)歷時(shí)間t安全帶達(dá)到最大伸長(zhǎng)量，若在此過程中該作用力始終豎直向上，則該段時(shí)間安全帶對(duì)人的平均作用力大小為()A.eq\f(m\r(2gh),t)＋mg B．eq\f(m\r(2gh),t)－mgC.eq\f(m\r(gh),t)＋mg D．eq\f(m\r(gh),t)－mg解析：選A由動(dòng)量定理得(mg－F)t＝0－mv，又有v＝eq\r(2gh)，解得F＝eq\f(m\r(2gh),t)＋mg，選項(xiàng)A正確。3．[考查碰撞與動(dòng)量定理]如圖所示，質(zhì)量為m的小球A靜止于光滑水平面上，在A球與墻之間用輕彈簧連接。現(xiàn)用完全相同的小球B以水平速度v0與A相碰后粘在一起壓縮彈簧，不計(jì)空氣阻力，若彈簧被壓縮過程中的最大彈性勢(shì)能為E，從球A被碰后開始到回到原靜止位置的過程中墻對(duì)彈簧的沖量大小為I，下列表達(dá)式中正確的是()A．E＝eq\f(1,4)mv02，I＝2mv0 B．E＝eq\f(1,4)mv02，I＝mv0C．E＝eq\f(1,2)mv02，I＝2mv0 D．E＝eq\f(1,2)mv02，I＝mv0解析：選AA、B碰撞過程，取向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得mv0＝2mv，碰撞后，A、B一起壓縮彈簧，當(dāng)A、B兩球的速度減至零時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大，由能量守恒定律得：最大彈性勢(shì)能E＝eq\f(1,2)·2mv2，聯(lián)立解得E＝eq\f(1,4)mv02，從球A被碰后開始到回到原靜止位置的過程中，取向右為正方向，對(duì)A、B及彈簧整體，由動(dòng)量定理得I＝2mv－(－2mv)＝4mv＝2mv0，A正確?？键c(diǎn)二動(dòng)量守恒及應(yīng)用4.[考查動(dòng)量守恒的條件]把一支彈簧槍水平固定在小車上，小車放在光滑水平地面上，槍射出一顆子彈的過程中，關(guān)于槍、子彈、車，下列說法正確的是()A．槍和子彈組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B．槍和車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．子彈和槍筒之間的摩擦力很小，可以忽略不計(jì)，故二者組成的系統(tǒng)動(dòng)量近似守恒D．槍、子彈、車三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒解析：選D槍和子彈組成的系統(tǒng)，由于小車對(duì)槍有外力，槍和子彈組成的系統(tǒng)外力之和不為零，所以動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)誤；槍和車組成的系統(tǒng)，由于子彈對(duì)槍有作用力，導(dǎo)致槍和車組成的系統(tǒng)外力之和不為零，所以動(dòng)量不守恒，故B錯(cuò)誤；槍、子彈、車組成的系統(tǒng)，它們之間相互作用的力為內(nèi)力，例如子彈和槍筒之間的摩擦力，系統(tǒng)所受外力之和為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，但子彈與槍筒組成的系統(tǒng)外力之和不為零，二者組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，故D正確，C錯(cuò)誤。5．[考查某一方向的動(dòng)量守恒]質(zhì)量為m的人立于質(zhì)量為M的平板車上，初始時(shí)人與車以速度v1在光滑水平面上向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)此人相對(duì)于車以豎直向上的速度v2跳起后，車的速度大小為()A．v1 B．v1－eq\f(mv2,M＋m)C.eq\f(mv1－v2,M＋m) D．eq\f(M＋mv1－mv2,M)解析：選A人和車在水平方向上動(dòng)量守恒，當(dāng)人豎直跳起時(shí)，人和車之間的相互作用在豎直方向上，在水平方向上仍然動(dòng)量守恒，水平方向的速度不發(fā)生變化，所以車的速度仍然為v1，方向向右，A正確。6．[考查多個(gè)物體的動(dòng)量守恒]如圖所示，兩輛質(zhì)量相同的平板小車a、b成一直線排列，靜止在光滑水平地面上，原來靜止在a車上的一個(gè)小孩跳到b車，接著又立即從b車跳回a車，他跳回a車并相對(duì)a車保持靜止，此后()A．a(chǎn)、b兩車的速率相等B．a(chǎn)車的速率大于b車的速率C．a(chǎn)車的速率小于b車的速率D．a(chǎn)、b兩車均靜止解析：選C由小車a、b及人組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律(ma＋m人)va－mbvb＝0，解得eq\f(va,vb)＝eq\f(mb,ma＋m人)，所以a車的速率小于b車的速率，選項(xiàng)C正確。7．[考查體育賽事中的動(dòng)量守恒]在冰壺比賽中，冰壺甲以速度v1正碰靜止的冰壺乙，碰后冰壺甲的速度變?yōu)関2，方向不變，已知冰壺質(zhì)量均為m，碰撞過程時(shí)間為t，求：(1)正碰后冰壺乙的速度v；(2)碰撞過程中冰壺乙受到的平均作用力F的大小。解析：(1)由動(dòng)量守恒定律有mv1＝mv2＋mv解得v＝v1－v2。(2)冰壺乙在碰撞過程由動(dòng)量定理有Ft＝mv－0解得F＝eq\f(mv1－v2,t)。答案：(1)v1－v2(2)eq\f(mv1－v2,t)考點(diǎn)三動(dòng)量與能量的綜合應(yīng)用8.[考查彈性碰撞與非彈性碰撞的判斷]如圖所示，小球B質(zhì)量為10kg，靜止在光滑水平面上，小球A質(zhì)量為5kg，以10m/s的速率向右運(yùn)動(dòng)，并與小球B發(fā)生正碰，碰撞后A球以2m/s的速率反向彈回，則碰后B球的速率和這次碰撞的性質(zhì)，下列說法正確的是()A．4m/s，非彈性碰撞 B．4m/s，彈性碰撞C．6m/s，非彈性碰撞 D．6m/s，彈性碰撞解析：選C取小球A開始運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?，碰撞前兩個(gè)小球的總動(dòng)能：E1＝eq\f(1,2)m1v12＝eq\f(1,2)×5×102J＝250J。碰撞過程動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得：m1v1＝－m1v1′＋m2v2，解得：v2＝eq\f(m1v1＋m1v1′,m2)＝eq\f(5×10＋5×2,10)m/s＝6m/s。碰撞后兩小球的總動(dòng)能：E2＝eq\f(1,2)m1v1′2＋eq\f(1,2)m2v22＝eq\f(1,2)×5×22J＋eq\f(1,2)×10×62J＝190J。因?yàn)镋1＞E2，有能量損失，是非彈性碰撞，故C正確。9.[考查動(dòng)量守恒定律與s-t圖像的綜合應(yīng)用][多選]如圖甲所示，光滑水平面上有a、b兩個(gè)小球，a球向b球運(yùn)動(dòng)并與b球發(fā)生正碰后粘在一起共同運(yùn)動(dòng)，其碰前和碰后的s-t圖像如圖乙所示。已知ma＝5kg。若b球的質(zhì)量為mb，兩球因碰撞而損失的機(jī)械能為ΔE，則()A．mb＝1kg B．mb＝2kgC．ΔE＝15J D．ΔE＝35J解析：選AC在s-t圖像中圖像的斜率表示小球運(yùn)動(dòng)的速度大小，所以va＝eq\f(6,1)m/s＝6m/s碰后粘合在一起共同運(yùn)動(dòng)的速度為v＝eq\f(11－6,2－1)m/s＝5m/s，碰撞過程動(dòng)量守恒，得：mava＝(ma＋mb)v解得：mb＝1kg，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系ΔE＝eq\f(1,2)mava2－eq\f(1,2)(ma＋mb)v2＝15J，故C正確，D錯(cuò)誤。10．[考查碰撞發(fā)生的可能性][多選]在光滑的水平桌面上，質(zhì)量為m的物塊A以速度v向右運(yùn)動(dòng)，與靜止在桌面上的質(zhì)量為3m的物塊B發(fā)生正碰，以向右為正方向，碰撞后，物塊A的速度可能為()A．－0.8v B．－0.2vC．0.4v D．0.1v解析：選BD根據(jù)完全彈性碰撞關(guān)系可得mv＝mvA＋3mvB，eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)mvA2＋eq\f(1,2)×3mvB2，解得vA＝eq\f(m－3m,m＋3m)v＝－eq\f(1,2)v；根據(jù)完全非彈性碰撞關(guān)系可得mv＝4mvAB，解得vA＝vAB＝eq\f(1,4)v，所以若碰撞后A的速度向右，則應(yīng)該小于eq\f(1,4)v，若碰撞后A的速度向左，則應(yīng)該小于eq\f(1,2)v，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤。11．[考查彈簧作用下動(dòng)量守恒定律]如圖所示，在光滑的水平面上有兩個(gè)物塊，其質(zhì)量分別為M和m，現(xiàn)將兩物塊用一根輕質(zhì)細(xì)線拴接，兩物塊中間夾著一個(gè)壓縮的輕彈簧，彈簧與兩物塊未拴接，它們以共同速度v0在水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻細(xì)線突然被燒斷，輕彈簧將兩物塊彈開，彈開后物塊M恰好靜止。求彈簧最初所具有的彈性勢(shì)能Ep。解析：設(shè)彈簧將兩物塊彈開后，物塊m的速度為v，彈簧彈開物塊過程，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以物塊的初速度方向?yàn)檎较颍瑢?duì)系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律得：(M＋m)v0＝mv，由機(jī)械能守恒定律得：eq\f(1,2)(M＋m)v02＋Ep＝eq\f(1,2)mv2，解得：Ep＝eq\f(MM＋mv02,2m)。答案：eq\f(MM＋mv02,2m)12．[考查水平方向動(dòng)量守恒定律與能量結(jié)合]一平板小車靜止在光滑水平地面上，車上固定一個(gè)足夠高的光滑弧形軌道，弧形軌道與小車的水平上表面在B處相切，小車與弧形軌道的總質(zhì)量為M＝2kg。小車上表面粗糙，AB段長(zhǎng)L＝1.5m，現(xiàn)有質(zhì)量m＝0.5kg的滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))以v0＝4.0m/s的水平初速度滑上小車，滑塊與小車AB段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，取g＝10m/s2，求：(1)滑塊從A點(diǎn)第一次到B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；(2)滑塊沿弧形軌道上升的最大高度h。解析：(1)對(duì)滑塊，由牛頓第二定律得：μmg＝ma1由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：s1＝v0t－eq\f(1,2)a1t2對(duì)小車與弧形軌道，由牛頓第二定律得：μmg＝Ma2由勻變