高考物理二轮复习专题十六碰撞与动量守恒定律练习.docx

专题十六 碰撞与动量守恒定律考点62 动量 冲量 动量定理 (1、2、3、5、11） 考点63 动量守恒定律及其应用 （4、6、7、9、10、15、16、17、19） 考点64 碰撞及其能量变化的判断 （8、12、13、14、20） 考点65实验：验证动量守恒定理 （18） 第I卷（选择题 68分）一、选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1【2017·西藏自治区拉萨中学高三上学期期末】考点62 易下列运动过程中，在任意相等时间内，物体动量变化相等的是（）A平抛运动B自由落体运动C匀速圆周运动D匀减速直线运动2 【2017·山东省枣庄市高三上学期期末质量检测】考点62 易质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起来；已知弹性安全带的缓冲时间是1.2s，安全带长5m，不计空气阻力影响，g取10m/s 2，则安全带所受的平均冲力的大小为（）A100 N B500 N C600 N D1100 N3 【2017·长春外国语学校高三上学期期末考试】考点62易关于速度、动量和动能，下列说法正确的是（ ）A物体的速度发生变化，其动能一定发生变化B物体的动量发生变化，其动能一定发生变化C物体的速度发生变化，其动量一定发生变化D物体的动能发生变化，其动量一定发生变化4 【2017·安徽省合肥市第一中学高三第三阶段考试】考点63易如图所示，等大反向，同时作用在静止于光滑水平面上的A、B两物体上，已知两物体质量关系，经过相等时间撤去两力，以后两物体相碰且粘为一体，这时A、B将A停止运动 B向右运动 C向左运动 D仍运动但方向不能确定5 【2017·湖北省部分重点中学高三新考试大纲适应性考试】考点62中质量为m的运动员从下蹲状态竖直向上起跳，经过时间 t,身体仲直并刚好离开地面，离开地面时速度为.在时间t内（）A地面对他的平均作用力为B地面对他的平均作用力为C地面对他的平均作用力为D地面对他的平均作用力为6.【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国1卷正式版）】考点63 中将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）（）A30 B5.7×102 C6.0×102 D6.3×1027.【2017·四川省成都市高三第一次诊断性检测】考点63难如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一小球从距A点正上方h高处由静止释放，小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出，在空中能上升的最大高度为0.8h，不计空气阻力.下列说法正确的是（）A在相互作用过程中，小球和小车组成的系统动量守恒B小球离开小车后做竖直上抛运动C小球离开小车后做斜上抛运动D小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为06h8.【河南省南阳市第一中学2017届高三上学期第二次周考】考点64难如图所示，倾角为的固定斜面充分长，一质量为m上表面光滑的足够长的长方形木板A正以速度v0沿斜面匀速下滑，某时刻将质量为2 m的小滑块B无初速度地放在木板A上，则在滑块与木板都在滑动的过程中（）A木板A的加速度大小为3gsinB木板A的加速度大小为零CA、B组成的系统所受合外力的冲量一定为零D木板A的动量为mv0时，小滑块B的动量为mv09.【2017·西藏自治区拉萨中学高三上学期期末】考点63 中如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是（）A弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动BC与B碰前，C与AB的速率之比为M：mCC与油泥粘在一起后，AB立即停止运动DC与油泥粘在一起后，AB继续向右运动10.【江西省南昌市十所省重点中学命制2017届高三第二次模拟突破冲刺理综物理试题（一）】考点63 中如图所示，质量分别为m1和m2的两个小球A、B带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上当突然加一水平向右的匀强电场后，两小球A、B将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两个小球和弹簧组成的系统（设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用，且弹簧不超过弹性限度），以下说法中错误的是（）A. 两个小球所受电场力等大反向，系统动量守恒B. 电场力分别对球A和球B做正功，系统机械能不断增加C. 当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最大D. 当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时，系统动能最大11.【2017·哈尔滨市第六中学上学期期末考试】考点62中如图甲所示，一质量为m的物块在t0时刻，以初速度v0从足够长、倾角为的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示.t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端.下列说法正确的是（）vv0t t0 2t03t0O v0（甲） （乙） A物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量大小为3mgt0sinB物块从t0时刻开始运动到返回底端的过程中动量变化量大小为C斜面倾角的正弦值为D不能求出3t0时间内物块克服摩擦力所做的功12.【吉林省普通高中2017届高三下学期第四次调研考试试卷 理综物理】考点64 中如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6Kg.m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞前后A球动量变化为4Kg.m/s，则（）A. 左方是A球B. 右方是A球C. 碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5D. 经过验证两球发生的碰撞不是弹性碰撞13.【四川省成都外国语学校2017届高三11月月考】考点64中如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面，斜面表面光滑、高度为h、倾角为一质量为m（mM）的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动，不计冲上斜面过程中的机械能损失如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面的顶端如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为（）Ah B C D 14.【四川省成都外国语学校2017届高三12月一诊模拟】考点64易在光滑水平面上，一质量为m，速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的动能变为1/9，则碰撞后B球的速度大小可能是( )A. v B. v C. v D. v16.【黑龙江省牡丹江市第一高级中学2017届高三12月月考】考点63易甲、乙两船的质量均为M，它们都静止在平静的湖面上，质量为M的人从甲船跳到乙船上，再从乙船跳回甲船，经过多次跳跃后，最后人停在乙船上假设水的阻力可忽略，则（）A甲、乙两船的速度大小之比为1：2B甲船与乙船（包括人）的动量相同C甲船与乙船（包括人）的动量之和为零D因跳跃次数未知，故无法判断17.【黑龙江省牡丹江市第一高级中学2017届高三12月月考】考点63难如图所示，在光滑水平面上有一质量为M的木块，木块与轻弹簧水平相连，弹簧的另一端连在竖直墙上，木块处于静止状态，一质量为m的子弹以水平速度v0击中木块，并嵌在其中，木块压缩弹簧后在水平面做往复运动.木块自被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中，木块受到的合外力的冲量大小为  （      ）A        B2Mv0        C         D2mv0第II卷（非选择题 42分）二、非选择题（共3小题 ，共42分，按题目要求作答，计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）18【2017届辽宁省大连市高三第二次模拟考试理科综合物理试卷】考点65 难如图甲所示，在验证动量守恒定律实验时，小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续匀速运动，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。（1）若获得纸带如图乙所示，每五个点取一个计数点，并测得各计数点间距（已标在图上）.A为运动起始的第一点，则应选_段来计算A的碰前速度，应选_段来计算A和B碰后的共同速度（填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）.（2）已测得小车A的质量，小车B的质量为，由以上测量结果可得碰前系统总动量为_，碰后系统总动量为_。（结果保留四位有效数字）（3）实验结论：_。19 （14分）【湖南省长沙市长郡中学2017届高三上学期月考】考点63难如图，一光滑水平桌面AB与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点，且两者固定不动，一长L为的细绳，一端固定于O点，另一端系一个质量为的球，当球在竖直方向静止时，球对水平桌面的作用力刚好为零，现将球提起使细绳处于水平位置时无初速度释放，当球摆至最低点时，恰与放在桌面上的质量为的小铁球正碰，碰后小球以的速度弹回，将沿半圆形轨道运动，恰好能通过最高点D，求：（1）在圆形轨道最低点C的速度为多大？（2）光滑圆形轨道半径R应为多大？20 （19分）【2017·辽宁省本溪市高三联合模拟考试】考点64难如图所示，CDE为光滑的轨道，其中ED是水平的，CD是竖直平面内的半圆，与ED相切与D点，且半径R=0.5m，质量m=0.1kg的滑块A静止在水平轨道上，另一质量M=0.5kg的滑块B前端装有一轻质弹簧（A、B均可视为质点）以速度向左运动并与滑块A发生弹性正碰，若相碰后滑块A滑上半圆轨道并能过最高点C，取重力加速度，则（i） B滑块至少要以多大速度向前运动；（ii） 如果滑块A恰好能过C点，滑块B与滑块A相碰后轻质弹簧的最大弹性势能为多少？参考答案1.【答案】ABD考点：动量定理【名师点睛】利用冲量求动量变化量是常用的方法，是一种等效替代思维；记住动量定理的公式P=Ft，动量变化量等于合外力的冲量.2.【答案】D【解析】在安全带产生拉力的过程中，人受重力、安全带的拉力作用做减速运动，此过程的初速度就是自由落体运动的末速度，所以有：，根据动量定理，取竖直向下为正，有：mgt-Ft=0-mv0，解得：故选D考点：动量定理【名师点睛】本题除了用动力学解决，同时对缓冲的过程采取动量定理进行求解注意在解题时明确动量定理的矢量性，先设定正方向.3.【答案】CD【名师点睛】动量是矢量，有大小，由方向；动能是标量，只有大小，没有方向；根据动量与动能的关系分析答题4.【答案】A【解析】根据动量定理得，同理，等大反向，故，设A的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律得，解得v=0，可知粘合体静止故A正确考点：考查了动量定理，动量守恒定律【名师点睛】根据动量定理求出碰前A、B的速度，再根据动量守恒定律得出粘合体的速度，从而判断运动的方向难度中等，在运用动量守恒定律时，注意A、B碰前的速度相反5.【答案】D【名师点睛】在应用动量定理时一定要注意冲量应是所有力的冲量，不要把重力漏掉；注意正方向的选择也很重要.6.【答案】A【解析】设火箭的质量为m1，燃气的质量为m2，根据动量守恒，m1v1=m2v2，解得火箭的动量为：P=m2v2=m1v1=30，所以A正确；BCD错误.7.【答案】B考点：动量守恒定律、动能定理8.【答案】CD考点：动量守恒定律【名师点睛】此题是一道动量守恒的问题，关键在于明确加上B后，整体在沿斜面方向上受力仍然平衡，故A和B组成的系统动量守恒.9.【答案】BC【解析】小车、物块和弹簧组成的系统动量守恒，开始总动量为零，当弹簧伸长的过程中，C向右运动，则小车向左运动，故A错误；规定向右为正方向，在C与B碰前，根据动量守恒得，0=mvC-Mv，解得vC：v=M：m，故B正确；因为小车、物块和 弹簧组成的系统动量守恒，开始总动量为零，当C与泥粘在一起时，总动量仍然为零，则小车停止运动，故C正确，D错误故选BC.考点：动量守恒定律【名师点睛】本题考查了动量守恒定律的基本运用，知道小车、物块、弹簧组成的系统动量守恒，结合总动量为零分析求解。10.【答案】B【解析】等量异种电荷在匀强电场中，两球所受的电场力必定大小相等、方向相反，系统所受的合外力为零，系统的动量守恒故A正确；加电场后，开始时电场力大于弹力，两小球先做加速度不断减小的加速运动，当电场力小于弹力时，小球再做加速度不断变大的加速运动，最后速度减为零后反向运动，故电场力先做正功后做负功，机械能先增加后减小，选项B错误；当弹簧长度达到最大值时，电场力做功最多，电势能小，故系统机械能最大，故C正确；两小球先做加速度不断减小的加速运动，再做加速度不断变大的减速运动，故当电场力与弹力平衡时，加速度为零，动能最大，故D正确；此题选择不正确的选项，故选B考点：动量守恒定律；功能关系；牛顿第二定律【名师点睛】本题关键要明确两个小球的速度的变化情况，两小球都是先做加速度不断减小的加速运动，再做加速度不断变大的减速运动11.【答案】BC考点：牛顿第二定律；动量定理【名师点睛】本题抓住速度图象的“面积”等于位移分析位移和物体返回斜面底端的速度大小也可以根据牛顿第二定律和运动学结合求解f和sin12.【答案】AC【解析】光滑水平面上大小相同A、B 两球在发生碰撞，规定向右为正方向，由动量守恒定律可得：PA=-PB由于碰后A球的动量增量为负值，所以右边不可能是A球的，若是A球则动量的增量应该是正值，因此碰后A球的动量为2kgm/s，所以碰后B球的动量是增加的，为10kgm/s由于两球质量关系为mB=2mA，那么碰撞后A、B两球速度大小之比2：5，所以选项AC正确，B错误；设A的质量为m，则B的质量为2m；根据，碰前动能： ；碰后动能：，则两球发生的是弹性碰撞，选项D错误；故选AC.考点：动量守恒定律；弹性碰撞【名师点睛】该题考查动量守恒定律，注意动量表达式中的方向性是解答该题的关键在判断AB选项时，也可以通过比较速度的大小来判断；弹性碰撞中动量和动能都是守恒的13.【答案】D【解析】斜面固定时，由动能定理得：-mgh=0-mv02，所以；斜面不固定时，由水平方向动量守恒得：mv0=（M+m）v，由机械能守恒得： mv02= (M+m)v 2+mgh, 解得：故选D.考点：机械能守恒；单方向的动量守恒定律；动能定理【名师点睛】该题的关键是掌握单方向的动量守恒，机械能守恒，动能定理等基本知识14.【答案】AB【解析】根据碰后A球的动能恰好变为原来的，得：，解得：v=±v，碰撞过程中AB动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv=mv+2mvB，解得：vB=v或vB=v；故选AB考点：动量守恒定律；动能定理【名师点睛】该题的关键是理解动能是标量，速度是矢量，动能恰好变为原来的，速度的变化有两种.16.【答案】C【解析】以人与两船组成的系统为研究对象，人在跳跃过程中总动量守恒，初态总动量为0，所以甲船与乙船（包括人）的动量大小之比是1：1，而动量的方向相反，所以甲船与乙船（包括人）的动量不同由P=mv，知甲、乙两船的速度与质量成反比，所以甲、乙两船的速度大小之比为2：1故AB错误；以系统为研究对象，在整个过程中，由动量守恒定律知，甲船与乙船（包括人）的动量之和为零，故C正确，D错误故选C. 考点：动量守恒定律【名师点睛】解决的关键知道人、两船系统总动量守恒，总动量为零，对系统运用动量守恒定律进行分析。17.【答案】A考点：动量守恒定律；动量定理【名师点睛】本题综合考查了动量守恒定律、动量定理、能量守恒定律，综合性较强，对提升学生的能力有着很好的作用18.【答案】 （1）BC DE （2）1.035 1.030 （3）在实验误差允许范围内，碰前和碰后的总动量相等，系统的动量守恒【解析】（1）A与B碰后粘在一起，速度减小，相等时间内的间隔减小，可知通过BC段来计算A的碰前速度，通过DE段计算A和B碰后的共同速度（2）A碰前的速度： 碰后共同速度：碰前总动量：P1=m1v1=0.3×3.450=1.035kgm/s碰后的总动量：P2=（m1+m2）v2=0.5×2.060=1.030kgm/s可知在误差允许范围内，AB碰撞过程中，系统动量守恒考点：验证动量守恒定律【名师点睛】该题的关键是熟练掌握验证动量守恒定律的实验.19.【答案】（1）；（2）【解析】（1）设球摆至最低点时速度为由小球（包括地球）机械能守恒： （2分）得 （2分）与碰撞，动量守恒，设碰后的速度分别为选向右的方向为正方向，则： （2分） 代入数值解得： （2分） 6 在轨道上运动时，由机械能守恒有： （2分）由小球恰好通过最高点D点可知，重力提供向心力即： （2分）解得： （2分）考点：动量守恒定律；牛顿第二定律；向心力；机械能守恒定律【名师点睛】本题主要考查了动量守恒、机械能守恒定律、向心力公式的应用，要知道小球恰好通过最高点时，由重力提供向心力.20.【答案】（i）（ii）【解析】（i）设滑块A过C点时速度为，B与A碰撞后，B与A的速度分别为，B碰撞前的速度为，过圆轨道最高点的临界条件是重力提供向心力，由牛顿第二定律得 （2分）由机械能守恒定律得： （3分）B与A发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得： （2分）由机械能守恒定律得： （3分）联立方程并代入数据解得 （2分）（ii）由于B与A碰撞后，当两者速度相同时有最大弹性势能，设共同速度为v，A、B碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向由动量守恒定律得： （2分） 由机械能守恒定律得： （3分）联立并代入数据解得 （2分）考点：考查了动量守恒定律，机械能守恒定律，牛顿第二定律