2020版高考物理一轮复习模拟演练 第6章 6动量守恒定律及其应用(含答案).pdf

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1、时间：45 分钟满分：100 分一、选择题(本题共6 小题，每小题5 分，共30 分。其中14 为单选，56 为多选)1某同学质量为60 kg，在军事训练中要求他从岸上以2 m/s 的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是 140 kg，原来的速度是0.5 m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上，此时小船的速度v和该同学动量的变化量p分别为()A.0.25 m/s,70 kgm/sB.0.25 m/s，105 kgm/sC.0.95 m/s，63 kgm/sD.0.95 m/s，35 kgm/s答案B解析取该同学开始跳时的速度方向为正方向，该同学跳到船上的过程中，

2、人与船组成的系统动量守恒，则有602 kgm/s1400.5 kgm/s(60140)kgv，小船的速度v0.25 m/s；该同学动量的变化量p(600.25602)kgm/s105 kgm/s，选项 B 正确，其他选项均错误。2.高空作业须系安全带。如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)。此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上。则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()m2ghA.mgtm ghC.tm2ghB.mgtm ghD.tmg答案A解析安全带对人起作用之前，人做自由落体运动；由v22

3、gh可得，安全带对人起作用前瞬间，人的速度v 2gh；安全带达到最大伸长量时，人的速度为零；从安全带开始对mvm2gh人起作用到安全带伸长量最大，由动量定理可得 0mvmgtF t，故Fmgttmg，故选项A 正确。3如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是()BA和B都向右运动A.A和B都向左运动C.A静止，B向右运动DA向左运动，B向右运动答案D解析选向右的方向为正方向，根据动量守恒定律得：2mv02mv0mvA2mvB0，选项A、B、C 都不满足此式，只

4、有选项D 满足此式，所以D 项正确。4.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA1 kg、mB2 kg、vA6 m/s、)vB2 m/s。当球A追上球B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是(取两球碰撞前的运动方向为正)(A.vA5 m/s，vB2.5 m/sB.vA2 m/s，vB4 m/sC.vA4 m/s，vB7 m/sD.vA7 m/s，vB1.5 m/s答案B解析根据碰撞后两球同向运动，A球速度应不大于B球的速度，选项A、D错误；两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程中系统总动量守恒。碰撞前，系统总动量PmAvAmBvB112m v222 J。根据能量守恒定律，碰撞后的

5、系统总动能应10 kgm/s，总动能EkmAvA22BB小于或等于碰撞前的系统总动能，选项 B 碰撞后总动能为18 J，选项C 碰撞后总动能为57 J，故选项B 正确，C 错误。5如图所示，静止小车C放在光滑地面上，A、B两人站在车的两端，这两人同时开始相向行走，发现车向左运动，分析小车运动的原因可能是()A.A、B质量相等，但A比B速率大B.A、B质量相等，但A比B速率小C.A、B速率相等，但A比B的质量大D.A、B速率相等，但A比B的质量小答案AC解析两人及车组成的系统动量守恒，以向右为正方向，则mAvAmBvBmCvC0，得mAvAmBvB0。6如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为

6、m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始自由下滑()A.在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽不做功B.在下滑过程中，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒C.被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动D.被弹簧反弹后，小球能回到槽上高h处答案BC解析在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽做功，选项 A 错误；在下滑过程中，小球和槽组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，选项 B 正确；小球被弹簧反弹后，小球和槽在水平方向不受外力作用，故小球和槽都做匀速运动，选项 C 正确；小球与槽组成的系统动量守恒，球与槽的

7、质量相等，小球沿槽下滑，球与槽分离后，小球与槽的速度大小相等，小球被弹簧反弹后与槽的速度相等，故小球不能滑到槽上，选项D 错误。二、非选择题(本题共6 小题，共70 分)7.(10 分)为了验证动量守恒定律(探究碰撞中的不变量)，某同学选取了两个材质相同、体积不等的立方体滑块A和B，按下述步骤进行实验：步骤1：在A、B的相撞面分别装上橡皮泥，以便二者相撞以后能够立刻结为整体；步骤2：安装好实验装置如图，铝质轨道槽的左端是倾斜槽，右端是长直水平槽。倾斜槽和水平槽由一小段圆弧连接，轨道槽被固定在水平桌面上，在轨道槽的侧面与轨道等高且适当远处装一台数码频闪照相机；步骤3：让滑块B静置于水平槽的某处，

8、滑块A从斜槽某处由静止释放，同时开始频闪拍摄，直到A、B停止运动，得到一幅多次曝光的数码照片；步骤4：多次重复步骤3，得到多幅照片，挑出其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图所示。(1)由图分析可知，滑块A与滑块B碰撞发生的位置_。在P5、P6之间在P6处在P6、P7之间(2)为了探究碰撞中动量是否守恒，需要直接测量或读取的物理量是 _。A、B两个滑块的质量m1和m2滑块A释放时距桌面的高度频闪照相的周期照片尺寸和实际尺寸的比例照片上测得的s45、s56和s67、s78。照片上测得的s34、s45、s56和s67、s78、s89。滑块与桌面间的动摩擦因数写出验证动量守恒的表达式

9、_。答案(1)(2)m1(s452s56s34)(m1m2)(2s67s78s89)解析(1)由图可知s123.00 cm，s232.80 cm，s342.60 cm，s452.40 cm，s562.20cm，s671.60 cm，s781.40 cm，s891.20 cm。根据匀变速直线运动的特点可知A、B相撞的位置在P6处。(2)为了探究A、B相撞前后动量是否守恒，就要得到碰撞前后的动量，所以要测量A、B两个滑块的质量m1、m2和碰撞前后的速度。设照相机拍摄时间间隔为T，则P4处的速度为v4sss45s56，因为vv4v63445Pv，处的速度为，所以A、B碰撞前A在P6处的速度为5552

10、T2T2s2452ss67ssv6sABPv5634；同理可得碰撞后在6处的速度为67889。若动量守恒则2T2T有m1v6(m1m2)v6，整理得m1(s452s56s34)(m1m2)(2s67s78s89)。因此需要测量或读取有物理量是。8(10 分)如图所示，气球吊着A、B两个物体以速度v匀速上升，A物体与气球的总质量为m1，物体B的质量为m2，且m1m2。某时刻A、B间细线断裂，求当气球的速度为2v时物体B的速度大小并判断方向。(空气阻力不计)答案m1m2v方向竖直向下m2解析细线断裂前A、B匀速上升，则系统合外力为零，细线断裂后外力不变，合力仍然为零，即系统动量守恒，根据动量守恒定

11、律，取方向向上为正，得(m1m2)vm2v22m1v，m2m1vm1m2v解得v2。因为m1m2，所以v20，故速度大小为，方向向下。m2m29.(12 分)两块厚度相同的木块A和B，紧靠着放在光滑的水平面上，其质量分别为mA2.0 kg,mB0.90 kg，它们的下底面光滑，上表面粗糙，另有一质量mC0.10 kg 的滑块C，以vC10 m/s 的速度恰好水平地滑到A的上表面，如图所示。由于摩擦，滑块最后停在木块B上，B和C的共同速度为0.50 m/s。求：(1)木块A的最终速度vA；(2)滑块C离开A时的速度vC。答案(1)0.25 m/s(2)2.75 m/s解析C从开始滑上A到恰好滑上

12、A的右端过程中，A、B、C组成系统动量守恒，有：mCvC(mBmA)vAmCvC，C刚滑上B到两者相对静止，对B、C组成的系统动量守恒mBvAmCvC(mBmC)v，解得vA0.25 m/s，vC2.75 m/s。10(12 分)如图，用两根等长的细线分别悬挂两个弹性球A、B，球A的质量为2m，球B的质量为9m，一颗质量为m的子弹以速度v0水平射入球A，并留在其中，子弹与球A作用时间极短；设A、B两球作用为对心弹性碰撞。求：(1)子弹与A球作用过程中，子弹和A球系统损失的机械能；(2)B球被碰撞后，从最低点运动到最高点过程中，合外力对B球冲量的大小。答案132(1)mv(2)mv0302解析(

13、1)对子弹和A球，由动量守恒定律有：mv0(m2m)v。由能量守恒定律有：121mv0(m2m)v2E，221解得Emv2。30(2)对子弹和A球、B球系统，由动量守恒定律有：11112223mv3mv19mv2，由能量守恒定律有：3mv 3mv1 9mv，解得v2v0。22263对B球，从最低点运动到最高点过程，由动量定理得：I09mv2mv0，即合外力23对B球的冲量大小为mv0。211.(12 分)如图所示，两个质量均为m的物块A、B通过轻弹簧连在一起静止于光滑水平面上，另一物块C以一定的初速度向右匀速运动，与A发生碰撞并粘在一起，若要使弹簧具有最大弹性势能时，使A、B、C及弹簧组成的系

14、统的动能刚好是弹性势能的 2 倍，则C的质量应满足什么条件？答案mCm解析A与C发生碰撞的过程中动量守恒，则：mCv0(mCm)v1。当弹簧弹性势能最大时，A、B、C速度相等，由动量守恒得：(mCm)v1(mC2m)v2。A和C粘合后至A、B、C达到共同速度的过程中，A、B、C组成的系统机械能守恒，所以有：112(mmC)v1(mC2m)v2Ep，221根据已知得Ep(mC2m)v2，4联立上述各式得：mCm。12(14分)如图所示，平板小车上固定一个L形的轻杆，水平杆的左端用长度为L0.3m 的细线悬吊一个小球，将细绳拉直到水平位置，由静止释放小球，当小球运动到最低点时，其速度为v1，已知小

15、车的质量是小球质量的两倍，重力加速度取g10 m/s2，水平地面的摩擦力忽略不计。(1)当小球运动到最低点时，小车移动的位移是多少？(2)若小球静止在最低点时，给其一大小为v2的水平速度，小球恰好能运动到与悬点等高的位置，求v1与v2的比值是多少？答案(1)0.1 m(2)23解析(1)由水平方向上动量守恒可知：mL12mL2，L又L1L2L，两式联立解得L2 0.1 m。3(2)小球由静止释放后，运动到最低点时，设小车的速度为v1，水平方向动量守恒：11mv12mv1，机械能守恒：mgLmv21(2m)v12，两式联立解得v12 m/s。22设给小球v2的水平速度后，小球运动到与悬点等高处时的速度为v2，此时车球速度相121同，水平方向动量守恒：mv23mv2，机械能守恒：mvmgL(3m)v22，两式联立解得：22v23 m/s。所以v1v223。