高考物理一轮复习 专题27 动量守恒定律及其应用（测）（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、专题27 动量守恒定律及其应用【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)1如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为（不计空气阻力），则： （ ）A小球和小车组成的系统动量守恒 B小车向左运动的最大距离为C小球离开小车后做斜上抛运动 D小球第二次能上升的最大高度

2、【答案】D mgh0，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于mgh0，机械能损失小于mgh0，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于：h0-h0=h0，而小于h0，故D正确；故选D。2A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上已知A、B两球质量分别为2m和m当用板挡住A球而只释放B球时，B球被弹出落于距桌边距离为x的水平地面上，如图所示问当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，B球的落地点距离桌边距离为： （ ）A B C D【答案】D 3在光滑的水平面上有静止的物体A和B。物体A的质量是B的2倍，两物

3、体中间用细绳束缚的处于压缩状态的轻质弹簧相连。当把细绳剪断，弹簧在恢复原长的过程中： （ ）AA的速率是B的2倍BA的动量大于B的动量CA的受力大于B受的力DA、B组成的系统的总动量为零【答案】D【解析】弹簧在恢复原长的过程中，两滑块系统动量守恒，规定向左为正方向，故：，由于物体A的质量是B的2倍，故A的速率是B的倍，A的动量等于B的动量，故A B错误，D正确；根据牛顿第三定律，A受的力等于B受的力，故C错误【名师点睛】题是动量定理的直接应用，要比较物理量之间的比例关系，就要把这个量用已知量表示出来再进行比较4如图所示，小车与 木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速

4、推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是： （ ）A男孩与小车组成的系统动量守恒B男孩与木箱组成的系统动量守恒C小车与木箱组成的系统动量守恒D男孩、小车与木箱组成的系统动量守恒【答案】D【名师点睛】满足下列情景之一的，即满足动量守恒定律：（1）系统不受外力或者所受外力之和为零；（2）系统受外力，但外力远小于内力，可以忽略不计；（3）系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒。全过程的某一阶段系统受的合外力为零，则该阶段系统动量守恒。5某同学质量为，在军事训练中要求他从岸上以大小为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，原来的速度大小是，该同学上船后又跑了几

5、步，最终停在船上，则： （ ）A人和小船最终静止的水面上B该过程同学的动量变化量为C船最终的速度是D船的动量变化量是【答案】B【解析】人与船组成的系统，在水平方向动量守恒，选取人运动的方向为正方向得：，所以，与人的速度方向相同故AC错误；该过程同学的动量变化量为：故B正确；船的动量变化量是：，故D错误。【名师点睛】解决本题的关键掌握动量守恒定律的条件，以及知道人和小船组成的系统发生碰撞的过程中人与船动量的变化大小相等，方向方向相反；涉及的过程比较多，要理清个过程满足的条件和规律，能够正确地根据相应的规律选择合适的公式。6如图所示，一辆小车装有光滑弧形轨道，总质量为m，停放在光滑水平面上。有一质

6、量也为m速度为v的铁球，沿轨道水平部分射入，并沿弧形轨道上升h后又下降而离开小车，离车后球的运动情况是： （ ）A作平抛运动，速度方向与车运动方向相同 B作平抛运动， 速度方向与车运动方向相反C作自由落体运动D小球跟车有相同的速度【答案】C【名师点睛】小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，当小球上升的最高点时，竖直方向上的速度为零，水平方向上与小车具有相同的速度，根据动量守恒定律和能量守恒求出小球返回右端时的速度，从而得出小球的运动规律。7如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体A接触，但未与物体A连接，弹簧水平且无形变。现对物体A施加一个水平向右

7、的瞬间冲量，大小为I0，测得物体A向右运动的最大距离为x0，之后物体A被弹簧弹回最终停在距离初始位置左侧2x0处。已知弹簧始终在弹簧弹性限度内，物体A与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，下列说法中正确的是： （ ） A.物体A整个运动过程，弹簧对物体A的冲量为零B.物体A向右运动过程中与弹簧接触的时间一定小于物体A向左运动过程中与弹簧接触的时间C. 物体A向左运动的最大速度D.物体A与弹簧作用的过程中，系统的最大弹性势能Ep=【答案】B 8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

8、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06h【答案】B 9甲、乙两个质量都是M的小车静置在光滑水平地面上.质量为m的人站在甲车上并以速度v(对地)跳上乙车,接着仍以对地的速率v反跳回甲车.对于这一过程,下列说法中正确的是： （ ）A.最后甲、乙两车的速率相等B.最后甲、乙两车的速率之比v甲:v乙=M:(m+M)C.人从甲车跳到乙车时对甲的冲量I1,从乙车跳回甲车时对乙车的冲量I2,应是I1=I2D.选择(

9、C)中的结论应是I1I2【答案】BD【解析】以人与甲车组成的系统为研究对象，以人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，以乙车与人组成的系统为研究对象，以人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得，人跳上甲车时，人跳离甲车时，以人与甲车组成的系统为研究对象，以人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，解得：，故A错误，B正确；由动量定理得，对甲车：，对乙车，故C错误，D正确。10甲、乙两个质量都是M的小车静置在光滑水平地面上.质量为m的人站在甲车上并以速度v(对地)跳上乙车,接着仍以对地的速率v反跳回甲车.对于这一过程,下列说法中正确的是： （ ）A.最后甲、乙两车的速率相等B.最后甲、乙两车的速

10、率之比v甲:v乙=M:(m+M)C.人从甲车跳到乙车时对甲的冲量I1,从乙车跳回甲车时对乙车的冲量I2,应是I1=I2D.选择(C)中的结论应是I1I2【答案】BD 11质量为M和的滑块用轻弹簧连接，以恒定的速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列情况可能发生的是： （ ）AM、m速度均发生变化，分别为，而且满足B的速度不变，M和m的速度变为和，而且满足C的速度不变，M和m的速度都变为，且满足DM、m速度均发生变化，M、速度都变为，m的速度变为，且满足【答案】BC【解析】碰撞的瞬间M和m组成的系统动量守恒，m0的速度在瞬间不变，

11、以M的初速度方向为正方向，若碰后M和m的速度变v1和v2，由动量守恒定律得：Mv=Mv1+mv2；若碰后M和m速度相同，由动量守恒定律得：Mv=（M+m）v故BC正确，AD错误故选BC。12如图，质量分别为m1=1.0kg和m2=2.0kg的弹性小球a、b，用轻绳紧紧的把它们捆在一起，使它们发生微小的形变。该系统以速度v0=0.10m/s沿光滑水平面向右做直线运动。某时刻轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动。经过时间t=5.0s后，测得两球相距s=4.5m，则下列说法正确的是： （ ）A、刚分离时，a球的速度大小为0.7m/sB、刚分离时，b球的速度大小为0.2m/sC、刚分离时，a、b

12、两球的速度方向相同D、两球分开过程中释放的弹性势能为0.27J【答案】ABD二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13（10分）如图，水平面上相距为L=5m的P、Q两点分别固定一竖直挡板，一质量为M=2kg的小物块B静止在O点，OP段光滑，OQ段粗糙且长度为d=3m。一质量为m=1kg的小物块A以v0=6m/s的初速度从OP段的某点向右运动，并与B发生弹性碰撞。两物块与OQ段的动摩擦因数均为=0.2，两物块与挡板的碰撞时间极短且均不损失机械能。重力加速度g=10m/s2，求(1)A与B在O点碰后瞬间各自的速度；(2)两物块各自停止运动时的时

13、间间隔。【答案】（1），方向向左；，方向向右。（2）1s【解析】（1）设A、B在O点碰后的速度分别为v1和v2，以向右为正方向由动量守恒：碰撞前后动能相等：解得：方向向左，（1分）方向向右）（2）碰后，两物块在OQ段减速时加速度大小均为：B经过t1时间与Q处挡板碰，由运动学公式：得：（舍去）与挡板碰后，B的速度大小，反弹后减速时间反弹后经过位移，B停止运动。物块A与P处挡板碰后，以v4=2m/s的速度滑上O点，经过停止。所以最终A、B的距离s=d-s1-s2=1m，两者不会碰第二次。在AB碰后，A运动总时间，整体法得B运动总时间，则时间间隔。14（10分）如图所示，光滑水平直导轨上有三个质量均

14、为m的物块A、B、C，物块B、C静止，物块B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）；让物块A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动假设B和C碰撞过程时间极短那么从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，求（1）A、B第一次速度相同时的速度大小；（2）A、B第二次速度相同时的速度大小；（3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能大小【答案】（1）v0（2）v0（3）系统损失的机械能为当A、B、C速度相同时，弹簧的弹性势能最大此时v2=v0根据能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能【名师点睛】本题综合考查了动量守恒定律和能量守恒定律，综合性较强，关键合理地

15、选择研究的系统，运用动量守恒进行求解。 15（15分）如图所示，光滑水平面上有一质量M=4.0kg的平板车，车的上表面右侧是一段长L=1.0m的水平轨道，水平轨道左侧是一半径R=0.25m的1/4光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在O点相切车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧，一质量m=1.0kg的小物块（可视为质点）紧靠弹簧，小物块与水平轨道间的动摩擦因数=0.5整个装置处于静止状态现将弹簧解除锁定，小物块被弹出，恰能到达圆弧轨道的最高点A不考虑小物块与轻弹簧碰撞时的能量损失，不计空气阻力，取g=10m/s2求：（1）解除锁定前弹簧的弹性势能；（2）小物块第二次经过O点时的速度大

16、小；（3）小物块与车最终相对静止时距O点的距离【答案】（1）7.5J（2）2.0m/s（3）0.5m（3）最终平板车和小物块相对静止时，二者的共同速度为0设小物块相对平板车滑动的路程为S，对系统由能量守恒有 Ep=mgs代入数据解得s=1.5m则距O点的距离x=s-L=0.5m【名师点睛】本题是系统水平方向动量守恒和能量守恒的问题，求解两物体间的相对位移，往往根据能量守恒研究。16（15分）如图1所示，水平传送带保持以速度v0向右运动，传送带长L=10m。t=0时刻，将质量为M=1kg的木块轻放在传送带左端，木块向右运动的速度时间图象(v-t图象)如图2所示。当木块刚运动到传送带最右端时，一颗质量为m=20g的子弹以大小为v1=250m/s水平向左的速度正对射入木块并穿出，子弹穿出时速度大小为v2=50m/s，以后每隔时间t=1s就有一颗相同的子弹射向木块。设子弹与木块的作用时间极短，且每次射入点各不相同，木块长度比传送带长度小得多，可忽略不计，子弹穿过木块前后木块质量不变，重力加速度取g=10m/s2。求：(1)传送带运行速度大小v0及木块与传送带间动摩擦因数.(2)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中.【答案】(1), (2)期间木块对地向左最大位移大小为 木块实际向左位移大小为解得：设木块在传送带上最多能被n颗子弹击中应满足 解得