2021届高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题八 动量定理 动量守恒定律 A卷

2021届高考物理二轮复习专题强化双击训练

专题八 动量定理 动量守恒定律 A卷

1.在列车编组站里,一节动车车厢以1 m/s的速度碰上另一节静止的拖车车厢,碰后两节车厢结合在一起继续运动.已知两节车厢的质量均为20 t,则碰撞过程拖车车厢受到的冲量大小为(碰撞过程时间很短,内力很大)(   )

A. B. C. D.

2.有一种灌浆机可以持续将某种涂料以速度v喷在墙壁上，其喷射出的涂料产生的压强为p，若涂料打在墙壁上后便完全附着在墙壁上，涂料的密度为ρ.则墙壁上涂料厚度增加的速度u为(   )

A. B. C. D.

3.甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1 kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为(   )

A.3 J B.4 J C.5 J D.6 J

4.拍皮球是大家都喜欢的体育活动，能强身健体.已知皮球质量为，为保证皮球每次与地面碰撞后自然跳起的最大高度均为，小明需每次在球到达最高点时拍球，每次拍球作用的距离为，使球在离手时获得一个竖直向下、大小为4 m/s的初速度v.若不计空气阻力及球的形变，g取，则每次拍球(   )

A.手给球的冲量为 B.手给球的冲量为

C.小明对球做的功为3.2 J D.小明对球做的功为2.2 J

5.如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x.现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B，如图乙所示，物体A以的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x，则(   )

A.物体A的质量为  B.物体A的质量为

C.弹簧压缩量最大时的弹性势能为 D.弹簧压缩量最大时的弹性势能为

6.有一只小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计重一吨左右）。一位同学想用一个卷尺粗略测量它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船。用卷尺测出船后退的距离d和船长L。已知他自身的质量为m，水的阻力不计，则船的质量为(   )

A. B. C. D.

7.一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，达到最高点时速度大小为v，方向水平。炮弹在最高点爆炸成两块，其中质量为的一块恰好做自由落体运动，则爆炸后另一块的瞬时速度大小为(  )

A. B. C. D.

8.如图所示，一个质量为的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为，长绳的下端刚好和水平面接触。初始静止时人离地面的高度为。如果这个人开始沿长绳向下滑动，当他滑到长绳下端时，他离地面的高度是（可以把人看作质点）(   )

A.5 m B.3.6 m C.2.6 m D.8 m

9.为了研究小球由静止释放后撞击地面弹跳的规律，小俞同学利用运动传感器采集数据并作出了如图所示的图象，已知小球质量为0.6 kg，空气阻力不计，重力加速度，由图可知(   )

A.横轴每一小格表示的时间是1 s

B.小球下落的初始位置离地面的高度为3.6 m

C.小球第一次反弹的最大高度为1.25 m

D.小球第一次撞击地面时地面对小球的平均作用力大小为66 N

10.下列措施中有利于增加火箭的飞行速度的是(   )

A.使喷出的气体速度增大 B.使喷出的气体温度更高

C.使喷出的气体质量更大 D.使喷出的气体密度更小

11.一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动，F随时间t变化的图线如图所示，则(   )

A.时物块的速率为1 m/s B.时物块的动量大小为

C.时物块的动量大小为 D.时物块的速度为零

12.竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上,上端与质量为m的钢板连接,钢板处于静止状态.一个质量也为m的物块从钢板正上方h处的P点自由落下,打在钢板上并与钢板一起向下运动后到达最低点Q.下列说法正确的是(   )

A.物块与钢板碰后的速度为

B.物块与钢板碰后的速度为

C.从P点到Q点的过程中,弹簧弹性势能的增加量为

D.从P点到Q点的过程中,弹簧弹性势能的增加量为

13.如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置，下列说法正确的是(   )

A.悬挂两球的细绳长度要适当，且等长

B.由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度

C.两小球必须都是刚性球，且质量相同

D.两小球碰后可以粘在一起共同运动

14.利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验.

（1）实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小或很大等各种情况，若要求碰撞时动能损失最大，应选图__________（选填“甲”或“乙”）所示的装置，若要求碰撞时动能损失最小，则应选图_____________（选填“甲”或“乙”）所示的装置.（图甲两滑块分别装有弹性圈，图乙两滑块分别装有撞针和橡皮泥）

（2）若通过实验已验证碰撞前、后系统的动量守恒，某同学再进行以下实验.某次实验时碰撞前B滑块静止，A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞，利用频闪照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图丙所示.已知相邻两次闪光的时间间隔为T，在这4次闪光的过程中，两滑块均在0~80 cm范围内，且第1次闪光时，滑块A恰好位于处.若两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则可知碰撞发生在第1次闪光后的_______时刻，两滑块的质量比________.

答案以及解析

1.答案：C

解析：动车车厢和拖车车厢碰撞过程动量守恒,根据动量守恒定律有,对拖车车厢,根据动量定理有,联立解得,选项C正确.

2.答案：B

解析：在涂料持续被喷向墙壁并不断附着在墙壁上的过程中，涂料小颗粒的速度从v变为0，其动量的变化缘于墙壁对它的冲量.以时间内喷在面积为上的质量为的涂料为研究对象，设墙壁对它的作用力为F，它对墙壁的作用力为，涂料增加的厚度为h.由动量定理可知，其中，则墙壁受到的压强.又因涂料厚度增加的速度为，联立解得，选项B正确.

3.答案：A

解析：设乙物块的质量为m，由动量守恒定律有，代入图中数据解得，进而可求得碰撞过程中两物块损失的机械能为，代入图中数据解得，选项A正确。

4.答案：D

解析：根据题述可知，为使皮球在离手时获得一个竖直向下、大小为4 m/s的初速度v，根据动量定理可知，合外力要给皮球的冲量为，手给球的冲量与重力给球的冲量之和等于合外力冲量，故手给球的冲量小于，选项A、B错误；设每次拍球小明对球做的功为W，由动能定理知，，解得，选项D正确，C错误.

5.答案：D

解析：设物体A的质量为，物体A压缩弹簧的最大压缩量为x时，物体A的动能全部转化为弹簧的弹性势能（设为），则有；当物体A以向右运动压缩弹簧时，物体及弹簧组成的系统动量守恒，当共速（设为v）时，弹簧达到最大压缩量，也为x，则有，由功能关系有，联立解得，故A、B、C错误，D正确.

6.答案：B

解析：水的阻力不计，人和船构成的系统在水平方向上的动量守恒。设人走动时船的平均速度大小为v，人的平均速度大小为，人从船头走到船尾用时为t，人的位移为，船的位移为d，所以。以船后退的方向为正方向，根据动量守恒定律有，可得，小船的质量，故选项B正确。

7.答案：B

解析：爆炸前动量为，设爆炸后另一块的瞬时速度大小为，取炮弹在最高点未爆炸前的速度方向为正方向，爆炸前后系统水平方向动量守恒，则有，解得，故B正确，ACD错误。

8.答案：B

解析：当人滑到长绳下端时，由竖直方向动量守恒得，且，解得，所以他离地面的高度，选项B正确。

9.答案：C

解析：根据重力加速度为，可求得横轴每一小格表示0.1 s，选项A错误；由题图可知小球下落的初始位置距地面高度，选项B错误；第一次反弹的最大高度为，选项C正确；小球第一次撞击地面经历0.1 s，速度由6 m/s变为，则由动量定理得，解得，选项D错误.

10.答案：AC

解析：增大反冲作用力有利于增加火箭的飞行速度，仅增大喷出气体的速度或质量可以增大反冲作用力，仅使喷出的气体温度更高或密度更小不能增大反冲作用力，选项AC正确，选项BD错误。

11.答案：AB

解析：由动量定理有，解得，时物块的速率，A正确；图线与时间轴所围面积表示冲量大小，所以时物块的动量大小为，B正确；时物块的动量大小为，C错误；时物块的动量大小为，则此时物块速度不为零，D错误.

12.答案：BC

解析：物块下落h,由机械能守恒定律有,物块与钢板碰撞,由动量守恒定律有,解得,选项A错误,B正确;从物块与钢板碰撞后到Q点的过程中,由能量守恒定律可知,则弹簧弹性势能的增加量,选项C正确,D错误.

13.答案：ABD

解析：两绳等长能保证两球正碰，以减小实验误差，选项A正确；易知选项B正确；本实验中对小球的性能无要求，选项C错误；两球正碰后，有多种可能的运动情况，选项D正确。

14.答案：（1）乙；甲

（2）；1:3

解析：第（1）问的实质就是考查弹性碰撞和完全非弹性碰撞，所以读题时盯牢弹性图、撞针和橡皮泥，问题就不难回答；第（2）问的难点在于看懂滑块碰撞前、后都是做匀速直线运动，碰撞过程时间极短且速度改变，但是闪光时间不变，所以找对位移和时间，速度自然可求.

（1）若要求碰撞时动能损失最大，则需两滑块碰撞后结合在一起，故应选乙图中的装置；若要求碰撞时动能损失最小，则应使两滑块发生弹性碰撞，即选甲图中的装置.

（2）第1次闪光时，滑块A恰好位于处，由图丙可知，第二次闪光时A在处，第三次闪光时A在处，碰撞发生在处.分析知从第三次闪光到发生碰撞所需的时间为，则可知碰撞发生在第1次闪光后的时刻.设碰前A的速度为v，则碰后A的速度为，B的速度为，根据动量守恒定律可得，解得，即.