2021届高考物理二轮复习易错题型专项练习（6）动量及其守恒定律

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 2021届高考物理二轮复习易错题型专项练习（6）动量及其守恒定律1.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.2.质量为M的木块静止在光滑水平面上，一颗质量为m的子弹以水平速度击中木块，木块滑行距离s后，子弹与木块以共同速度运动，子弹射入木块的深度为d。为表示该过程，两同学分别画出了如图所示的示意图。对于甲、乙两图的分析，下列说法正确的是(   )A.不论速度、质量大小关系如何，均是甲图正确B.不论速度、质量大小关系如何，均是乙图正确C.当子弹速度较大时甲图正确，当子弹速度较小时乙图正确D.当时甲图正确，当时乙图正确3.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 sB.小球下落的初始位置离地面的高度为3.6 mC.小球第一次反弹的最大高度为1.25 mD.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 N4.两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 JD.碰撞前总动量为5.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6.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/sB.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 mD.从施加推力F到两物块刚发生相对运动F的冲量为7.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8.如图所示,三个完全相同且质量均为m的正方体叠放在水平地面上;锁定后正方体2的4个斜面均与水平方向成45°角.若不计一切摩擦,解除锁定后,正方体2下落过程中未发生转动,下列说法正确的是(   )A.解除锁定前,正方体2对1的压力大小为B.正方体2与正方体1、3分离前的速度与正方体1的速度总是大小相等C.正方体2落地前,1、2、3构成的系统机械能不守恒D.正方体2落地前,1、2、3构成的系统动量守恒9.如图所示，长的木板P静止于光滑水平面上，可视为质点的小滑块Q位于木板P的最右端，小滑块Q与木板P间的动摩擦因数，小滑块Q、木板P的质量相等且均为，用大小为6 N、方向水平向右的恒力F拉动木板P加速运动，作用时间之后撤去拉力，系统逐渐达到稳定状态，已知小滑块Q恰好未从木板P上滑落，重力加速度，下列说法正确的是(   )A.整个过程中，系统因摩擦而产生的热量为3 JB.恒力F的作用时间C.木板P的最大速度为4 m/sD.摩擦力对小滑块Q的冲量为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.如图甲所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球组成的系统在轨道水平部分碰撞前、后的总动量关系.（1）实验中，直接测定小球碰撞前、后的速度是不容易的，但可以通过测量_________（填选项前的字母），间接地解决这个问题.A.小球释放高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的射程（2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时，先让入射球A多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程.然后把被碰小球B静置于轨道的水平部分（如图甲所示），再将入射球A从斜轨上S位置静止释放，与小球B相碰，并多次重复实验.接下来要完成的必要步骤是_________.（填选项前的字母）A.用天平测量两个小球的质量B.测量小球A释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到相碰后平均落地点的位置E.测量平抛射程（3）若两球相碰前、后的动量守恒，其表达式可表示为________[用（2）中测量的量表示].（4）经测量得，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示.碰撞前、后A的动量分别为与，则__________：11；若碰撞后B的动量为，则11：_______.实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为_______.12.一轻弹簧的下端固定在水平面上，上端连接质量的木板，当木板处于静止状态时弹簧的压缩量，如图所示.一质量也为的橡皮泥从木板正上方距离的A处自由落下，打在木板上立刻粘住后与木板一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动.不计空气阻力，g取，（弹性势能表达式为，其中k为弹簧劲度系数，x为弹簧形变量）求：（1）橡皮泥打在木板上一起向下运动时的初速度；（2）橡皮泥和木板一起上升的最大高度；（3）橡皮泥和木板一起运动过程中的最大速度.

             
答案以及解析1.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.2.答案：B解析：子弹打木块的过程，子弹减速，木块加速，最后二者匀速直线运动；对子弹的运动过程，根据匀变速规律得，对木块的运动过程，同样根据运动学规律得，可得，由可知，所以，与质量无关，故选B。3.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.4.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.5.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.6.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.7.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.8.答案：AB解析：解除锁定前,对正方体2受力分析,由平衡条件可知,解得,由牛顿第三定律可知,正方体2对1的压力大小为,选项A正确;由几何关系可知,正方体2与正方体1、3分离前下落的高度总等于正方体1向左移动的距离,可知正方体2落地前的速度与正方体1的速度总是大小相等,选项B正确;正方体2落地前,1、2、3构成的系统由于只有2的重力做功,则系统的机械能守恒,选项C错误;正方体2落地前,1、2、3构成的系统水平方向所受合外力为零,则水平方向动量守恒,但竖直方向所受合外力不为零,故系统的动量不守恒,选项D错误.9.答案：ACD解析：由牛顿第二定律可知Q的最大加速度为，有力F作用时木板加速度为，有力F作用时，滑块和木板的相对位移为，此时滑块和木板的速度分别为.当撤去外力后，木板P的加速度，滑块和木板相对位移为，由于，对于全过程有，联立可得.整个过程中系统因摩擦而产生的热量，木板P的最大速度为，全过程中摩擦力对小滑块Q的冲量为，综上分析，A、C、D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：（1）C（2）ADE（3）（4）14；2.9；1.01解析：（1）小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球做平抛运动的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其做平抛运动的初速度，选项C正确，选项A、B错误.（2）要验证动量守恒定律，即验证，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中运动的时间t相等，则，即，因此实验需要测量两球的质量、两球做平抛运动的水平位移，故选A、D、E.（3）由（2）分析可知，表达式可表示为.（4）碰撞前、后，小球A动量之比碰撞后两小球的动量之比碰撞前、后总动量的比值.12.答案：（1）1 m/s（2）在弹簧原长上方（3）解析：（1）橡皮泥打在木板上瞬间有，解得，碰撞瞬间动量守恒，取竖直向下为正方向，由动量守恒定律有，解得.（2）开始时弹簧被压缩，则，解得，设橡皮泥和木板上升的最大高度在原长上方处，由系统机械能守恒定律有，解得.（3）速度最大时橡皮泥和木板所受合外力为零，弹簧形变量满足，解得，碰撞后到速度最大时，由系统机械能守恒定律有，解得.