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 B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 B卷

1.静止在粗糙水平地面上的木块，受到小锤斜向下瞬间敲击后，只获得水平方向初速度，沿地面滑行一段距离后停下.若已知木块的质量和初速度，敲击瞬间忽略地面摩擦力的作用，由此可求得(   )

A.木块滑行的时间 B.木块滑行的距离 

C.小锤对木块做的功 D.小锤对木块的冲量

2.如图所示，质量分别为和的物块A和B叠放在光滑水平桌面上，两物块均处于静止状态.从某时刻开始，对物块B施加一水平推力F，已知推力F随时间t变化的关系为，两物块之间的动摩擦因数为.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.重力加速度g取，下列结论正确的是(   )

A.两物块刚发生相对运动时的速度为1 m/s

B.从施加推力F到两物块刚发生相对运动所需的时间为

C.从施加推力F到两物块刚发生相对运动两物块的位移为0.5 m

D.从施加推力F到两物块刚发生相对运动F的冲量为

3.两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，如图所示，球2在前，球1在后，球1、2质量分别为，初速度分别为，当球1与球2发生碰撞后，两球的速度分别为，将碰撞后球1的动能和动量大小分别记为，则、的可能值为(   )

A. B.

C.  D.

4.如图所示，两个质量相等的物体从同一高度沿倾角不同的两光滑斜面由静止自由滑下，在到达斜面底端的过程中，下列说法正确的是(   )

A.两物体所受重力的冲量相同 

B.两物体所受合力的冲量相同

C.两物体动量的变化量不同 

D.两物体动能的变化量不同

5.两球沿一直线发生正碰，如图所示的图象记录了两球碰撞前后的运动情况，图中的分别为碰撞前两球的图线.碰撞后两球粘合在一起，c为碰撞后整体的图线.若A球的质量，则下列说法正确的是(   )

A.B球的质量

B.相碰时，B对A所施冲量大小为

C.碰撞过程中，两球组成的系统损失的动能为10 J

D.碰撞前总动量为

6.如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为m的木板B，木板表面光滑，左端固定一轻质弹簧.质量为的木块A以速度从板的右端水平向左滑上B板.在木块A与弹簧相互作用的过程中，下列判断正确的是(   )

A.弹簧压缩量最大时，B板的运动速率最大 

B.B板的加速度一直增大

C.弹簧给木块A的冲量大小为 

D.弹簧的最大弹性势能为

7.如图所示，质量为的滑块放在水平面上O点，现给滑块一水平向右的初速度，经过一段时间滑块与竖直的墙壁发生碰撞，已知碰前的速度大小为、碰后的速度大小为，O点与竖直墙壁的距离为，滑块与竖直墙壁碰撞所用时间为，重力加速度。则下列说法正确的是(   )

A.滑块与水平面之间的动摩擦因数为0.16

B.滑块与竖直墙壁碰撞过程中动量的变化量大小为

C.碰撞过程中竖直墙壁对滑块的作用力大小为130 N

D.滑块从O点开始运动到最终停止所用的总时间为2.5 s

8.某同学将一质量为m的小球A由地面竖直向上抛出，初速度的大小为，当到达最高点时，与另一质量也为m、速度的大小也为竖直下抛的小球B发生弹性碰撞（时间非常短），经过一段时间均落地.如果忽略空气阻力，重力加速度大小为g.则下列说法正确的是(   )

A.A在上升和下降过程中的动量的变化大小都为

B.A在上升和下降过程中的动量的变化的方向相同

C.A落地时的动能为

D.落地的时间差为

9.如图所示，质量为，长度一定的长木板放在光滑的水平面上，质量为m，可视为质点的物块放在长木板的最左端，质量为m的子弹以水平向右的速度射入物块且未穿出（该过程的作用时间极短可忽略不计），经时间物块以的速度离开长木板的最右端，重力加速度为g，则下列说法正确的是(   )

A.长木板最终的速度大小为

B.长木板的长度为

C.子弹射入物块的过程中损失的机械能为

D.物块与长木板间的动摩擦因数为

10.如图所示，质量为M、半径为R的四分之一光滑圆弧轨道静置于光滑水平地面上，且圆弧轨道底端与水平地面平滑连接，O为圆心.质量为m的小滑块以水平向右的初速度冲上圆弧轨道，恰好能滑到最高点，已知，则下列判断正确的是(   )

A.小滑块冲上轨道的过程，小滑块与圆弧轨道组成的系统机械能守恒

B.小滑块冲上轨道的过程，小滑块对圆弧轨道的压力不做功

C.小滑块冲上轨道的最高点时，圆弧轨道的速度最大且大小为

D.小滑块脱离圆弧轨道时，速度大小为

11.将两个体积相同的小球（可视为质点）用等长的轻绳悬挂在天花板上同一点.如图所示，使B球静止，拉起A球，放开后A与B碰撞，不计碰撞过程中的机械能损失，下列描述正确的是(   )

A.若两球都是钢球，则碰撞后A球静止在最低点，B球向右运动

B.若A球是钢球，B球为塑料球，则碰撞后一起向右运动

C.若A球是塑料球，B球是钢球，则碰撞后A球向左运动，B球向右运动

D.若两球都是塑料球，则碰撞后一起向右运动

12.如图甲所示，物块间拴接一个压缩后被锁定的轻弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中物块A最初与左侧固定的挡板相接触，物块B的质量为6 kg.现解除对弹簧的锁定，在物块A离开挡板后，物块B的图像如图乙所示，则可知(   )

A.物块A的质量为4 kg

B.运动过程中物块A的最大速度

C.在物块A离开挡板前，系统动量守恒、机械能守恒

D.在物块A离开挡板后弹簧的最大弹性势能为9 J

13.如图所示，水平光滑的地面上静止放置一质量为的小车A，小车的上表面光滑，质量为的物块B（可视为质点）置于A的最右端.现对A施加一个水平向右的恒力运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t，二者的速度达到v（均为已知量）.则下列说法正确的是(   )

A.物块B刚开始做匀加速直线运动 

B.小车A开始运动时的加速度大小为

C.可求得碰撞后瞬间的共同速度的大小 

D.可求得小车A上表面长度

14.在质量为M的小车上挂有一单摆，摆球的质量为，小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，如图所示。碰撞的时间极短，在碰撞过程中，下列情况可能发生的是(   )

A.小车和摆球的速度都变为，木块的速度变为，满足

B.小车、木块、摆球的速度都发生变化分别为，满足

C.摆球的速度不变，小车和木块的速度变为和，满足

D.摆球的速度不变，小车和木块的速度变为，满足

15.如图所示，一质量的滑块从距斜面底端高度的位置由静止释放.已知斜面倾角，滑块与斜面间的动摩擦因数，滑块滑至斜面底端时与挡板相碰，碰撞过程中无机械能损失，重力加速度为.求：

（1）滑块第一次碰撞挡板前的瞬时速度大小；

（2）第一次碰撞过程中，挡板对滑块的冲量大小；

（3）所有碰撞过程中，挡板对滑块总的冲量大小.

答案以及解析

1.答案：C

解析：由动量定理得，解得木块运动的时间，由于动摩擦因数未知，故不能求得木块滑行的时间，A错误；由动能定理得，解得木块滑行的距离，由于动摩擦因数未知，故不能求得木块滑行的距离，B错误；由动能定理得小锤对木块做的功，木块的质量和初速度已知，故可求出小锤对木块做的功，C正确；由动量定理知，木块所受合力的冲量，小锤斜向下敲击木块，其对木块的冲量不是合力的冲量，故无法求出小锤对木块的冲量，D错误.

2.答案：A

解析：当A所受静摩擦力达到最大时，两物块发生相对滑动，此时A的加速度大小为；对整体受力分析可知，，解得，F是均匀增加的，；对整体由动量定理可得，解得，选项A正确，B错误.若两物块做匀加速直线运动，则1 s内的位移，而两物块做的是加速度逐渐增大的变加速直线运动，故位移不是0.5 m，选项C错误.由动量定理可知，推力F的冲量，选项D错误.

3.答案：B

解析：两球碰撞过程中两球组成的系统动量守恒，有，代入数据可知A错误，B正确.以两球的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得，代入数据解得.如果两球发生完全弹性碰撞，有，由机械能守恒定律得，代入数据解得，，故碰撞后球1的速度满足，球1的动能，满足，球1的动量大小，满足，选项C、D错误.

4.答案：C

解析：对倾角为α的斜面，根据牛顿第二定律得，加速度为，由，得，由于斜面的倾角不同，则两物体运动时间不同，根据知，重力的冲量不同，故选项A错误.根据动能定理知，解得，两物体到达斜面底端时动能的变化量相同，由于斜面倾角不同，故两物体速度大小相等、方向不同，根据动量定理知，动量的变化量大小相等、方向不同，合力的冲量大小相等、方向不同，故合力的冲量不相同，动量的变化量也不相同，故选项C正确，B、D错误.

5.答案：C

解析：由图线的斜率等于速度可知，碰撞前A球的速度，B球的速度为，碰撞后两球的速度相等，为，对组成的系统，根据动量守恒定律得，解得，选项A错误；对A，由动量定理得B对A所施冲量为，选项B错误；碰撞过程中，两球组成的系统损失的动能，代入数据解得，选项C正确；碰撞前总动量为，选项D错误.

6.答案：D

解析：在木块A与弹簧相互作用的过程中，弹簧的压缩量达到最大时，弹簧对B板有向左的弹力，所以弹簧的压缩量最大时，B板仍在加速，B板的运动速率不是最大，选项A错误；弹簧压缩量先增大后减小，弹簧对B板的弹力先增大后减小，故B板的加速度先增大后减小，选项B错误；设弹簧恢复原长时，A与B的速度分别为和，取水平向左为正方向，根据动量守恒定律有，根据机械能守恒定律有，解得，对木块A，根据动量定理有（负号表示方向向右），选项C错误；当木块与B板速度相等时，弹簧的压缩量最大，根据动量守恒定律有，根据机械能守恒定律有，联立解得弹簧的最大弹性势能，选项D正确.

7.答案：C

解析：滑块从O点开始运动到与墙壁碰撞的过程中，对滑块由动能定理得，代入数据可解得，A错误；取碰后的速度方向为正方向，则碰撞的过程中动量的变化量为，代入数据得，故B错误；由动量定理得，代入数据解得，故C正确；碰前由动量定理得，代入数据解得，碰后由动量定理得，代入数据解得，则全程所用的时间为，D错误。

8.答案：BCD

解析：A与B发生弹性碰撞，根据动量守恒定律，二者速度发生交换，A做竖直下抛运动，B做自由落体运动，因此B落地时间，对A，上抛运动有，竖直下抛运动有，因此A落地速度大小，所以A落地时的动能为，C正确；取向下为正方向，对A上升过程中动量的变化量为，下抛过程中动量的变化量为，故A错误，B正确；根据动量定理，所以，D正确.

9.答案：BD

解析：对子弹和物块组成的系统，子弹射入物块时系统动量守恒，则由动量守恒定律得，解得，则该过程损失的机械能，选项C错误；从子弹刚击中物块到物块离开长木板的过程，对子弹、物块、长木板组成的系统，由动量守恒定律得，解得，选项A错误；对长木板由动量定理得，又，由以上解得，选项D正确；子弹击中物块后，对整个系统由动能定理得，由以上整理得，选项B正确.

10.答案：AD

解析：小滑块冲上圆弧轨道的过程中，没有机械能损失，系统的机械能守恒，A项正确；小滑块冲上圆弧轨道的过程中，小滑块对圆弧轨道的压力使圆弧轨道加速运动，即小滑块对圆弧轨道的压力做正功，B错误；当小滑块从圆弧轨道返回且脱离圆弧轨道时，圆弧轨道的速度达到最大，C错误；设小滑块脱离圆弧轨道时小滑块和圆弧轨道的速度分别为和，由水平方向动量守恒和机械能守恒得，解得，小滑块脱离圆弧轨道时，速度大小为，D正确.

11.答案：AC

解析：若两球都是钢球，则两球质量相等，不计碰撞过程中的机械能损失，根据弹性碰撞过程中动量守恒和机械能守恒，得碰撞后两球交换速度，所以碰撞后A球静止在最低点，B球向右运动，选项A正确，同理可得选项D错误；若A球是钢球，B球为塑料球，则A球质量大于B球，根据弹性碰撞过程中动量守恒和机械能守恒，得碰撞后两球速度方向相同，但A球速度小于B球速度，选项B错误；若A球是塑料球，B球是钢球，则A球质量小于B球，根据弹性碰撞过程中动量守恒和机械能守恒，得碰撞后A球速度向左，B球速度向右，选项C正确.

12.答案：BD

解析：物块A离开挡板后，物块与弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，当弹簧恢复原长时物块B的速度最小，物块A的速度最大，由题图乙可知，物块B的初速度，弹簧恢复原长时，物块B的速度，以向右为正方向，由动量守恒定律得，由机械能守恒定律得，解得，故A错误，B正确.在物块A离开挡板前，只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒；系统所受合外力等于挡板的作用力，系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故C错误.当物块速度相等时，弹簧的形变量最大，弹簧弹性势能最大，从物块A离开挡板到两物块速度相等过程，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得，由机械能守恒定律得，解得，故D正确.

13.答案：BCD

解析：由于小车上表面光滑，物块B刚开始静止，A错误；以A为研究对象，由牛顿第二定律知，则，B正确；对碰撞后共同运动时间t的过程，由动量定理得，代入数据解得，C正确；设发生碰撞前瞬间，A的速度为，对发生碰撞的过程，由动量守恒定律有，A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理知，联立两式可求得小车A上表面长度，D正确.

14.答案：CD

解析：由于小车与木块发生碰撞的时间极短，碰撞时仅小车与木块间发生相互作用，使小车与木块的动量发生变化，而在这极短时间内，摆球在水平方向并没有通过绳发生相互作用，所以小车与木块碰后瞬间，摆球仍保持原来的速度而未来得及变化，仅小车与木块由于相互作用，各自动量发生改变，所以选项AB错误。以小车（不包括摆球）和木块为系统，碰撞前后动量守恒，但小车与木块碰后可能分离，也可能结合在一起，故选项CD正确。

15.答案：（1）滑块第一次运动到斜面底端时，由动能定理有

解得.

（2）由于碰撞过程中无机械能损失，故碰撞后瞬间的速度与碰撞前瞬间的速度等大反向，由动量定理有

解得第一次碰撞过程中挡板对滑块的冲量大小.

（3）滑块在斜面底端以大小等于的初速度上滑到所能达到的最高点，由动能定理有

滑块再次滑到斜面底端时，由动能定理有

解得

第n次滑到斜面底端的速度

解得挡板对滑块总的冲量大小.