2022年高考物理备考之百所名校组合卷系列专题动量定理及其应用 .pdf

学习好资料欢迎下载高考物理备考之百所名校组合卷系列专题 15 动量定理及其应用【试题 1】在我们的体育课上，体育老师在讲解接篮球的技巧时，经常这样描述：当接迎面飞来的篮球，手接触到球以后，两臂随球后引至胸前把球接住. 这样做的目的是( ) A.减小篮球的冲量B.减小篮球的动量变化C.增大篮球的动量变化D.减小篮球的动量变化率【解析】水平方向有：Ft p得：Fpt故接球后两臂起缓冲作用，减小篮球的动量变化率. 【答案】 D 【试题出处】2011广东深圳中学模拟【试题 2】木块A从斜面底端以初速度v0冲上斜面，经一段时间后，又回到斜面底端.若木块A在斜面上所受的摩擦阻力大小不变，对于木块A，下列说法正确的是( ) A.全过程中重力的冲量为零B.全过程中重力做的功为零C.上滑过程中动量的变化量的大小等于下滑过程中动量的变化量的大小D.上滑过程中机械能的变化量大于下滑过程中机械能的变化量【解析】整个过程重力的冲量IGmgt，选项 A错误；重力做的功WGmg0 0，选项 B正确；上滑过程动量的变化大小：p1mv0下滑过程动量的变化大小：p2mv又vv0可得 p1p2，选项 C错误；上滑和下滑过程机械能的变化均为克服摩擦力所做的功：Efs，选项 D错误 . 【答案】 B 【试题出处】2011海南三亚一中模拟【试题 3】质量分别为m1和m2的两个物体 (m1m2) ，在光滑的水平面上沿同方向运动，具有相同的初动能.与运动方向相同的水平力F分别作用在这两个物体上，经过相同的时间后，两个物体的动量和动能的大小分别为p1、p2和Ek1、Ek2，比较它们的大小，有( ) A.p1p2，Ek1Ek2B.p1p2，Ek1Ek2C.p1p2，Ek1Ek2 D.p1p2，Ek1Ek2【解析】动量与动能的关系为：p2mEk由p12m1EkFt，p22m2EkFt得：p1p2又因为经过相同的时间后m1的位移小于m2的位移，由动能定理有：Ek1EkFs1，Ek2EkFs2故Ek1Ek2. 【答案】 B 【试题出处】2011辽宁盘锦中学模拟【试题 4】2006 年 11 月 26 日，兰州空军某部飞行员李剑英驾驶歼击机训练结束后，在下降途中飞机遇到鸽群撞击，只听见“砰”的一声巨响，发动机被撞坏了. 为了避免飞机坠入在人员密集的村庄，李剑英放弃跳伞不幸殉难. 现假设某飞机的飞行速度为300 m/s ，撞上一只以8 m/s 的速度迎面飞来的、质量为0.5 kg 的鸟，作用时间为110 4s，则鸟撞击飞机的平均作用力约为( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页学习好资料欢迎下载A.1.5 106N B.3 106 N C.1.5 107N D.3 107 N 【解析】取飞机速度方向为正，对于鸟有：Ftmv飞m( v鸟) 解得：F1.5 106 N. 【答案】 A 【试题出处】2011河北衡水中学模拟【试题 5】有一高空作业的工人重为600 N，系一条长L 5 m 的安全带 . 若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间t1 s，则在缓冲时间里安全带对人的平均拉力F是多大？ (g取 10 m/s2) 【解析】解法一：如图所示， 人跌落时为自由下落，刚要拉紧安全带时的速度v12gL，经缓冲时间t1 s 后速度变为0，取向下为正方向，由动量定理得：(mgF)t0mv1代入数据可解得：F 1200 N. 解法二：在整个下落的过程中，人受到的重力的冲量大小为mg(2Lgt) ，拉力F的冲量大小为Ft. 初末动量都是零，取向下的方向为正方向，由动量定理得：mg(2Lgt) Ft0 可解得：F1200 N. 【答案】 1200 N 【试题出处】2011云南曲靖一中模拟【试题 6】一物体竖直向下匀加速运动了一段距离，对于这一运动过程，下列说法正确的是 ( ) A.物体的机械能一定增加B.物体的机械能一定减少C.相同时间内，物体动量的增量一定相等D.相同时间内，物体动能的增量一定相等【试题出处】2011烟台实验中学模拟【试题 7】用子弹射击一木块，在射入木块前子弹的动能为E1，动量的大小为p1；射穿木块后子弹的动能为E2，动量大小为p2. 若木块对子弹的阻力大小恒定，则子弹在射穿木块的过程中平均速度的大小为( ) A. E1E2p1p2B. E2E1p2p1C. E1p1E2p2 D.E1p1E2p2【解析】由E2E1p2p112m(v22v21)m(v2v1)v2v12v知，选项B正确 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页学习好资料欢迎下载同理，由E1p1E2p2v2v12v知，选项C正确 . 【答案】 BC 【试题出处】2011石家庄二中模拟【试题 8】如图所示， 在光滑水平面上静止放着两个相互接触的木块A、B，质量分别为m1和m2，今有一子弹水平穿过两木块. 设子弹穿过木块A、B的时间分别为t1和t2，木块对子弹的阻力恒为f，则子弹穿过两木块后，木块A的速度大小是( ) A.ft1m1B.ft1m1m2C.f(t1t2)m1m2D.f(t1t2)m1【解析】子弹穿过木块A的过程有：ft1(m1m2)vA子弹穿过木块B的过程有：ft2m2vBm2vA可得vAft1m1m2，故选项B正确 . 【答案】 B 【试题出处】2011武汉三中模拟【试题 9】如图所示，竖直放置的轻弹簧，一端固定于地面，另一端与质量为3 kg 的物体B固定在一起，质量为1 kg 的物体A放于B上，现在A和B一起竖直向上运动. 当A、B分离后，A上升 0.2 m到达最高点，此时B的速度方向向下，弹簧为原长，则从A、B分离起至A到达最高点的过程中，弹簧的弹力对B的冲量大小为 (g取 10 m/s2)( ) A.1.2 N s B.8 N sC.6 Ns D.4 N s【试题出处】2011北京 101 中学模拟【试题 10】光子有能量也有动量，动量ph，它也遵守有关动量的规律. 如图所示，在真空中，有一“”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片( 吸收光子 ) ，右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片( 反射光子). 当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始转动时的情况(俯视 ) ，下列说法中正确的是 ( ) A.顺时针方向转动B.逆时针方向转动C.都有可能D.不会转动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页学习好资料欢迎下载【解析】一个光子与白纸片碰撞的过程I右2p光；一个光子与黑纸片碰撞的过程I左p光；故I右I左，选项 B正确【答案】 B 【试题出处】2011河南实验中学模拟【试题11】水平拉力F1、F2分别作用在水平面的物体上一段时间后又撤去，使物体都由静止开始运动而后又停下. 如果物体在两种情况下的总位移相等，且F1F2，那么在这样的情况中 ( ) A.F1比F2的冲量大B.F1比F2的冲量小C.F1与F2的冲量相等D.F1与F2的冲量大小无法比较【解析】在同一图中作出两种情况下的vt图象 . 在物体做减速运动的阶段，由于动摩擦因数相同，故加速度相等，图中CD平行于AB. 因为F1F2，所以物体受F1作用时比受F2作用时的加速度大. 物体两次通过的总位移相等，表明AOB与COD的面积相等 . 设F1、F2的作用时间和它们撤去后物体滑行的时间分别为t1、t2、t1、t2，物体的始末动量均为零，根据动量定理有：F1t1f(t1t1) 0 F2t2f(t2t2) 0 由图可知：t1t1t2t2，所以f(t1t1) f(t2t2)即F1t1F2t2，故选项B正确 . 【答案】 B 【试题出处】2011吉林一中模拟【试题12】如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，底端与竖直墙壁接触 . 现打开右端阀门，气体向外喷出，设喷口的面积为S，气体的密度为，气体向外喷出的速度为v，则气体刚喷出时钢瓶底端对竖直墙面的作用力大小是( ) A.vSB.v2SC.12v2SD.v2S【解析】 t时间内气瓶喷出气体的质量mSvt对于贮气瓶、瓶内气体及喷出的气体所组成的系统，由动量定理得：Ftmv0 解得：Fv2S，选项 D正确 . 【答案】 D 【试题出处】2011西安实验中学模拟【试题 13】如图所示，木块B与水平弹簧相连放在光滑水平面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内，入射时间极短， 关于子弹和木块组成的系统，下列说法正确的是( ) A.子弹从开始射入木块到弹簧压缩到最短的过程中，系统动量守恒B.子弹射入木块的过程中，系统动量守恒C.子弹射入木块的过程中，系统动量不守恒D.木块压缩弹簧的过程中，系统动量守恒【解析】 子弹射入木块在瞬间完成，这一过程木块的位移以及弹簧的作用可以忽略不计，故木块与子弹组成的系统动量守恒，这一过程机械能不守恒. 压缩弹簧的过程动量越来越小，但木块和弹簧组成的系统机械能守恒，选项B正确 . 【答案】 B 【试题出处】2011东北师大附中模拟【试题 14】质量为M的木块放在光滑的水平桌面上处于静止状态，今有一颗质量为m、速度为v0的子弹沿水平方向击中木块，在子弹未穿出木块的过程中，木块受到的冲量大小为( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页学习好资料欢迎下载A.mv0B.mv0mMv0mMC.mMv0mMD.mv0m2v0mM【解析】由动量守恒定律得：mv0(mM)v木块受到的冲量大小IMv联立解得：ImMv0mM选项 C、D是相同结果的不同表达式，所以选项C、D正确【答案】 CD 【试题出处】2011北京东城区模拟【试题 15】A、B两球在光滑水平面上相向运动，已知mAmB，当两球相碰后，其中一球停止运动，则可断定( ) A.碰前A的动量与B的动量大小相等B.碰前A的动量大于B的动量C.若碰后A的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量D.若碰后B的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量【解析】碰后只有一球静止，说明系统总动量不为零，选项A错误；由于不知道哪个球停止，则不能判断碰前谁的动量大，B错误；由于二球相向运动，一球停止，另一球的运动方向必与其原运动方向反向，总动量与静止球原动量方向相同，因此选项C正确 . 【答案】 C 【试题出处】2011天津塘沽区模拟【试题 16】 小球 1 追碰小球 2， 碰撞前两球的动量分别为p15 kgm/s，p27 kgm/s，正碰后小球2 的动量p210 kg m/s. 则两球的质量关系可能是( ) A.m2m1B. m2 2m1C.m24m1D.m26m1【试题出处】2011上海实验中学模拟【试题17】如图甲所示，固定的光滑水平绝缘轨道与竖直放置的光滑绝缘的圆形轨道平滑连接，圆形轨道处于水平向右的匀强电场中，圆形轨道的最低点有A、B、C、D四个小球. 已知mAmBmCmD0.3 kg ，A球带正电，电荷量为q，其余小球均不带电. 电场强度E3mgq，圆形轨道半径R0.2 m ，小球C、D与处于原长的轻弹簧2 连接，小球A、B中间压缩一轻且短的弹簧1，轻弹簧与A、B均不连接，由静止释放A、B后，A恰能做完整的圆周运动 .B被弹开后与C小球碰撞且粘连在一起，设碰撞时间极短.g取 10 m/s2，求：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页学习好资料欢迎下载(1)A球刚离开弹簧时速度的大小. (2) 弹簧 2 的最大弹性势能. 【试题出处】2011广西南宁中学模拟【试题18】关于哥伦比亚号航天飞机失事的原因，美国媒体报道说，航天飞机发射时一块脱落的泡沫损伤了左翼的隔热瓦，于是最终酿成大祸. 据美国航天局航天计划的Dittemore于 2003 年 2 月 5 日在新闻发布会上说，撞击航天飞机左翼的泡沫长20 英寸 ( 约50.8 cm) 、宽 16 英寸 ( 约 40.6 cm) 、厚 6 英寸 ( 约 15.2 cm) ，其质量大约为1.3 kg ，撞击时速度约为250 m/s，方向向上，而航天飞机的上升速度大约为700 m/s. 假定碰撞时间等于航天飞机前进泡沫的长度所用的时间，相撞后认为泡沫全部附在飞机上. 根据以上信息，估算“哥伦比亚”号航天飞机左翼受到的平均撞击力.( 结果保留一位有效数字) 【解析】由题意知航天飞机与泡沫块的作用时间为：t0.508700 s 设碰撞过程中航天飞机对泡沫块的平均冲力大小为F，由动量定理得： Ftmv1mv2(F远大于泡沫块受的重力) 解得：F8105 N 由牛顿第三定律知，航天飞机左翼受到的平均撞击力为8105 N. 【答案】 8105 N 【试题出处】2011江苏金陵中学模拟【试题 19】图示为一支将要竖直向上发射的火箭，其质量为6000 kg，点火后喷气速度为 2.5 km/s ，忽略发射初期火箭质量的变化，问：( 取g10 m/s2) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页学习好资料欢迎下载(1) 点火后每秒至少要喷射多少气体才能使火箭开始上升？(2) 如果要使火箭开始有2 m/s2向上的加速度，则每秒要喷出多少气体？【解析】 (1) 设火箭每秒喷射出质量为m0的高速气体时产生的反冲力大小等于火箭的重力. 对于 t时间的喷出的气体，由动量定理得：Ftm0tv00 由牛顿第三定律得：FMg60000 N 解得：m024 kg. (2) 设每秒喷出质量为m的气体时能使火箭以2 m/s2的加速度加速上升，则此时火箭受到的冲力大小为：FMgma7.2 104 N 对于 t时间内喷出的气体，由动量定理得：F tmtv00 解得：m28.8 kg. 【答案】 (1)24 kg (2)28.8 kg 【试题出处】2011中山一中模拟【试题 20】质量M4.0 kg的平板小车静止在光滑的水平面上，如图甲所示. 当t0时，两个质量分别为mA2 kg 、mB1 kg 的小物体A、B，都以大小为v07 m/s 、方向相反的水平速度同时从小车板面上的左右两端相向滑动. 到它们在小车上停止滑动时，没有相碰，A、B与小车板面间的动摩擦因数0.2 ，取g10 m/s2，求：(1)A在车上刚停止滑动时，A和车的速度大小. (2)A、B在车上都停止滑动时车的速度及此时车运动的时间. (3) 在图乙给出的坐标系中画出小车运动的vt图象 . 甲乙精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页学习好资料欢迎下载vv1aBt2mBgmBaB可解得：t21.2 s 所以A、B都在车上停止滑动时，车的运动时间为：tt1t24.0 s. (3) 由(1) 可知t12. 8 s时，小车的速度v11.4 m/s ，在 0t1时间内小车做匀加速运动 . 在t1t2时间内小车做匀减速运动，末速度v1.0 m/s ，小车的vt图象如图乙所示. 【答案】 (1)1.4 m/s 1.4 m/s (2)1 m/s ，方向向右4.0 s (3) 如图丁所示丁【试题出处】2011杭州一中模拟精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页