2021届新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届新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.运动员在水上做飞行运动表演，如图所示，他操控喷射式悬浮飞行器将竖直送上来的水反转180°后向下喷出，令自己悬停在空中.已知运动员与装备的总质量为90 kg，两个喷嘴的直径均为10 cm，重力加速度大小，水的密度，则喷嘴处喷水的速度大约为(   )

A.2.7 m/s B.5.4 m/s C.7.6 m/s D.10.8 m/s

2.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.

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.有关实际生活中的现象，下列说法正确的是(   )

A.火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度

B.体操运动员在着地时曲腿是为了减小地面对运动员的作用力

C.用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减小反冲的影响

D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，发动机舱越坚固越好

11.第二届进博会于2019年11月在上海举办，会上展出了一种乒乓球陪练机器人，该机器人能够根据发球人的身体动作和来球信息，及时调整球拍将球击回，若机器人将乒乓球以原速率斜向上击回，球在空中运动一段时间后落到对方的台面上，忽略空气阻力和乒乓球的旋转.下列说法正确的是(   )

A.击球过程合外力对乒乓球做功为零 

B.击球过程合外力对乒乓球的冲量为零

C.在上升过程中，乒乓球处于失重状态 

D.在下落过程中，乒乓球处于超重状态

12.一质量为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

13.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

14.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

15.如图所示为实验室中验证动量守恒定律的实验装置示意图.

（1）若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则下列说法正确的是_________.

A. B. C. D.

（2）为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是__________.

A.刻度尺 B.游标卡尺 C.天平 D.停表

（3）设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，则在用图中所示装置进行实验时（P为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的表达式为_________（用装置图中的字母表示）.

答案以及解析

1.答案：B

解析：两个喷嘴的横截面积均为，根据平衡条件可知每个喷嘴对水的作用力为，取质量为的水为研究对象，根据动量定理得，解得，选项B正确.

2.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.

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：ABC

解析：火箭靠喷出气体，通过反冲获得前进的动力，从而获得巨大速度，A正确；体操运动员在着地时出腿是为了延长作用时间来减小地面对运动员的作用力，B正确；用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减小反冲的影响，C正确；为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，需要兼顾延长作用时间，减小作用力，所以发动机舱并不是越坚固越好，D错误。

11.答案：AC

解析：球拍将乒乓球原速率击回，可知乒乓球的动能不变，动量方向发生改变，则合外力做功为零，合外力对乒乓球的冲量不为零，选项A正确，B错误；在乒乓球的运动过程中，加速度的方向向下，可知乒乓球处于失重状态，选项C正确，D错误.

12.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.

13.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.

14.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。

15.答案：（1）C

（2）AC

（3）

解析：（1）在小球碰撞过程中水平方向上动量守恒，故有，在碰撞过程中若机械能守恒，则有，解得，若要碰后入射小球的速度，故，即，为了使两球发生正碰，要求两小球的半径相同，即，故选项C正确，A、B、D错误.

（2）P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球落点的平均位置，N为碰后被碰小球落点的平均位置，碰撞前入射小球的速度为，碰撞后入射小球的速度为，碰撞后被碰小球的速度为，若成立，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，解得，故需要的测量工具有刻度尺和天平，故选项A、C正确，B、D错误.

（3）根据上述分析可知，表达式为.