2024版新教材高考物理一轮复习特训卷-考点39动量守恒定律及其应用.docx

考点39 动量守恒定律及其应用练基础12023·广东省茂名市高州市第二次模拟如图所示，正在太空中行走的宇航员A、B沿同一直线相向运动，相对空间站的速度大小分别为3 m/s和1 m/s，迎面碰撞后(正碰)，A、B两人均反向运动，速度大小均为2 m/s.则A、B两人的质量之比为()A35 B23C25 D532.2021·全国乙卷如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动在地面参考系(可视为惯性系)中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统()A动量守恒，机械能守恒B动量守恒，机械能不守恒C动量不守恒，机械能守恒D动量不守恒，机械能不守恒3.2023·福建漳州二模如图所示，质量为0.5 kg的小球在距离车底面高20 m处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg，设小球在落到车底前瞬间速度是25 m/s，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是()A5 m/sB4 m/sC8.5 m/sD9.5 m/s42023·河北保定一模2022年北京冬奥会隋文静和韩聪在花样滑冰双人滑中为我国代表团赢得第9枚金牌在某次训练中隋文静在前、韩聪在后一起做直线运动，当速度为v0时，韩聪用力向正前方推隋文静两人瞬间分离，分离瞬间隋文静速度为v0.已知隋文静和韩聪质量之比为23，则两人分离瞬间韩聪的速度()A.大小为v0，方向与初始方向相同B大小为v0，方向与初始方向相反C大小为v0，方向与初始方向相同D大小为v0，方向与初始方向相反5.2023·四川宜宾二诊如图所示，在光滑的水平面上，有两个质量均为m的小车A和B，两车之间用轻质弹簧相连，它们以共同的速度v0向右运动，另有一质量为m的黏性物体，从高处自由落下，正好落在A车上，并与之黏合在一起，黏合之后的运动过程中，弹簧获得的最大弹性势能为()AmvBmvCmvDmv62023·辽宁沈阳二中模拟2021年10月16日，中国神舟十三号载人飞船成功发射，随后完成与核心舱的对接，开启了为期6个月的空间站驻留任务对接过程可视为一个碰撞过程，此过程两飞行器忽略除相互作用以外的其它力，若神舟十三号飞船质量为m1，核心舱质量为m2，且m2>m1.对接前它们运动方向相同，速度分别为v1和v2，对接后瞬间速度为v，对接过程中神舟十三号飞船的动量变化大小为p，则()A对接后瞬间的速度v可能等于v1B对接过程，核心舱对飞船作用力的冲量可能大于pC在飞船质量m1一定，且飞行器间相对速度v2v1也一定时，m2越大，则p越小D在飞船质量m1一定，且飞行器间相对速度v2v1也一定时，m2越小，则p越小7.(多选)A、B两物体在光滑水平面上沿同一直线运动，B在前，A在后，发生碰撞前后的v ­ t图像如图所示，由此可以判断()AA、B的质量比为32BA、B的质量比为23CA、B两物体的碰撞为弹性碰撞DA、B两物体的碰撞为非弹性碰撞8在某次冰壶比赛中，运动员利用红壶去碰撞对方静止的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞，如图(b)所示碰撞前后两壶做直线运动的v ­ t图线如图(c)中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，则()A两壶发生了弹性碰撞B碰后蓝壶的速度为1.0 m/sC碰后蓝壶移动的距离为2 mD碰后红壶还能继续运动2 s答题区题号12345678答案9.2023·广东深圳市光明区高级中学模拟2022年举办的第24届冬奥会中，短道速滑接力赛是冰上最为激烈的运动项目之一质量60 kg的队员甲，以速度12 m/s从后方接近质量为50 kg的队员乙，身体接触前队员乙的速度为9.6 m/s；队员甲在推送队员乙的过程中推送时间极短，队员乙被推后的瞬时速度为12 m/s，队员甲助力后在直道上向前滑行了19 m，接着碰撞上缓冲垫后1 s停下；运动员的鞋子与冰面间的动摩擦因数为0.05，g取10 m/s2.(1)求甲运动员助力后的速度；(2)求甲对缓冲垫的平均作用力是多少102023·安徽池州一模如图所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平面的左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩子，小孩与B车的总质量是A车质量的10倍两车开始都处于静止状态，小孩把A车以相对于地面的速度v推出，A车与墙壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A车后，又把它以相对于地面的速度v推出每次推出，A车相对于地面的速度都是v，方向向左则小孩把A车推出几次后，A车返回时小孩不能再接到A车？112023·江苏泰州3月模拟汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时，安全气囊爆开某次试验中，质量m11 600 kg的试验车以速度大小v136 km/h正面撞击固定试验台，经时间t10.10 s碰撞结束，车速减为零，此次碰撞安全气囊恰好爆开忽略撞击过程中阻力的影响求：(1)此过程中试验车受到试验台的冲量I0的大小及F0的大小；(2)若试验车以速度v1撞击正前方另一质量m21 600 kg、速度大小v218 km/h同向行驶的汽车，经时间t20.16 s两车以相同的速度一起滑行试通过计算，分析这种情况下试验车的安全气囊是否会爆开122023·广东湛江模拟如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出现将此游戏进行简化，如图乙所示，粗糙程度相同的水平地面上，弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上，两弹珠间距x12 m，弹珠B与坑的间距x21 m某同学将弹珠A以v06 m/s的初速度水平向右瞬间弹出，经过时间t10.4 s与弹珠B正碰(碰撞时间极短)，碰后弹珠A又向前运动x0.1 m后停下已知两弹珠的质量均为2.5 g，取重力加速度g10 m/s2，若弹珠A、B与地面间的动摩擦因数均相同，并将弹珠的运动视为滑动，求：(1)碰撞前瞬间弹珠A的速度大小和弹珠与地面间的动摩擦因数；(2)两弹珠碰撞瞬间的机械能损失，并判断该同学能否胜出考点39动量守恒定律及其应用练基础1答案：A解析：设A的初速度方向为正，则由动量守恒定律mAvAmBvBmAvAmBvB，解得mAmB35，故选项A正确2答案：B解析：撤去推力后，小车、弹簧和滑块组成的系统所受合外力为零，满足系统动量守恒的条件，故系统动量守恒；由于撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动，存在摩擦力做功的情况，故系统机械能不守恒，所以选项B正确3答案：A解析：设小球的初速度为v0，小球抛出后做平抛运动，根据动能定理得mghmv2mv，解得v015 m/s，小球和车作用过程中，水平方向动量守恒，规定向右为正，则有mv0Mv(Mm)v，解得v5 m/s，A正确4答案：A解析：设隋文静质量为2m，韩聪质量为3m，开始运动方向为正方向，根据动量守恒定律有5mv02m·v03mv，解得vv0，方向与初速度方向相同，A正确5答案：C解析： 黏性物体落在A车上，由水平方向动量守恒有mv02mv1，解得v1；之后A、B和物体共速时，弹簧弹性势能最大，整个系统动量守恒，有2mv03mv2，解得v2，最大弹性势能Epmv×2m×3mmv，C正确6答案：D解析：对接过程中，由满足动量守恒有m1v1m2v2(m1m2)v，解得对接后瞬间的速度为vv1，可知对接后瞬间的速度v不可能等于v1，A错误对接过程中，根据动量定理可知核心舱对飞船作用力的冲量大小等于飞船的动量变化大小p，B错误若对接前满足v1>v2，对接过程中神舟十三号飞船的动量变化大小为pm1v1m1vm1(v1)；若对接前满足v1<v2，对接过程中神舟十三号飞船的动量变化大小为pm1vm1v1m1，可知在飞船质量m1一定，且飞行器间相对速度也一定时，m2越小，则p越小，C错误，D正确7答案：AC解析：根据题中v ­ t图像可知，碰撞时间为1×102s2×102s，碰撞前，A球的速度为vA6 m/s，B球的速度为vB1 m/s，碰撞后，A球的速度为vA2 m/s，B球的速度为vB7 m/s，根据动量守恒定律有mAvAmBvBmAvAmBvB，代入数据可得mAmB32，B错误，A正确；碰撞前系统的总动能为EkmAvmBvmA，碰撞后系统的总动能EkmAvmBvmA，可见碰撞前后系统的总动能不变，因此该碰撞为弹性碰撞，D错误，C正确8答案：C解析：由图(b)所示图像可知，碰前红壶的速度v01.0 m/s，碰后速度为v00.2 m/s，碰后红壶沿原方向运动，设碰后蓝壶的速度为v，两壶碰撞过程系统动量守恒，取碰撞前红壶的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得mv0mv0mv代入数据解得v0.8 m/s，碰前动能E1mv m×1.020.5 m，碰后动能E2mvmv20.34 m，则E1>E2碰撞过程中机械能有损失，碰撞为非弹性碰撞，故A、B错误；根据速度图像与坐标轴围成的面积表示位移，可得，碰后蓝壶移动的位移大小xm2 m，故C正确；根据“红壶碰撞前后的图线平行”知，碰撞前后红壶加速度不变，速度从1.2 m/s减小到1.0 m/s和速度从0.2 m/s减小到0，速度变化量相同，根据a可知所用时间也相同，速度从1.2 m/s减小到1.0 m/s用时1 s，故碰后红壶还能继续运动1 s，故D错误9答案：(1)10 m/s(2)510 N解析：(1)设甲的质量m1、初速度v1、末速度v1，乙的质量m2、初速度v2、末速度v2，由甲运动员推送乙方队员过程中，取甲的速度方向为正方向，由动量守恒得m1v1m2v2m1v1m2v2解得v110 m/s.(2)队员甲推送完队员乙后到恰接触缓冲垫过程根据动能定理得m1gSm1v2m1v甲运动员碰撞上缓冲垫后，根据动量定理得(Fm1g)t0m1v解得F510 N10答案：6次解析：取水平向右为正方向，小孩第一次推出A车时，有mBv1mAv0即：v1v第n次推出A车时：mAvmBvn1mAvmBvn则：vnvn1v，所以vnv1(n1)v当vnv时，再也接不到小车，由以上各式得n5.5，取n6.11答案：(1)1.6×104 N·s1.6×105 N(2)不会爆开解析：(1)对于碰撞过程，取速度v1的方向为正方向，以试验车为研究对象，由动量定理有I00m1v1代入数据得I01.6×104 N·s又因I0F0t1代入数据可解得F01.6×105N.(2)设试验车和汽车碰撞后获得共同速度大小v一起滑行，由动量守恒定律有m1v1m2v2(m1m2)v对试验车，由动量定理有Ft2m1vm1v1联立解得F2.5×104 N，可见F<F0，故试验车的安全气囊不会爆开12答案：(1)4 m/s0.5(2)7.5×103J不能解析：(1)设碰撞前瞬间弹珠A的速度为v1，由运动学公式得x1v0t1atv1v0at1，由牛顿第二定律得 Ffmgma联立解得a5 m/s2，0.5，v14 m/s.(2)由(1)可知弹珠A和B在地面上运动时加速度大小均为a5 m/s2，弹珠A碰撞后瞬间的速度为v1，由运动学规律 v2ax，解得 v11 m/s设碰后瞬间弹珠B的速度为v2，由动量守恒定律得 mv10mv1mv2解得 v23 m/s所以两弹珠碰撞瞬间的机械能损失Ekmv解得Ek7.5×103J.碰后弹珠B运动的距离为x0.9 m<1 m，所以弹珠B没有进坑，故不能胜出