高考热点9　动量和动量守恒定律试卷

这是一份高考热点9　动量和动量守恒定律试卷，共4页。试卷主要包含了高空坠物极易对行人造成伤害等内容，欢迎下载使用。


图1
A．碰撞前后小球动量变化量为－8 kg·m/s
B．碰撞前后小球动量变化量为72 kg·m/s
C．墙壁给小球的冲量大小为8 N·s
D．墙壁给小球的冲量大小为72 N·s
答案 D
解析 以水平向右为正方向，动量变化量为Δp＝(－4×8－4×10) kg·m/s＝－72 kg·m/s，故A、B错误；根据动量定理I＝Δp＝－72 N·s，则墙壁给小球的冲量大小为72 N·s，故C错误，D正确．
2．(2018·全国卷Ⅱ·15)高空坠物极易对行人造成伤害．若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( )
A．10 N B．102 N C．103 N D．104 N
答案 C
3．人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着玩手机，经常出现手机砸伤人脸的情况．若手机的质量为150 g，从离人脸约20 cm的高度无初速度掉落，砸到人脸后手机未反弹，人脸受到手机的冲击时间约为0.1 s，重力加速度g＝10 m/s2，下列计算正确的是( )
A．手机与人脸作用过程中，手机的动量变化量大小约为0.5 kg·m/s
B．人脸对手机的冲量大小约为0.3 N·s
C．人脸对手机的冲量大小约为1.0 N·s
D．手机对人脸的平均冲力大小约为4.5 N
答案 D
解析 根据自由落体运动的规律，得手机下落到人脸前瞬间的速度大小为：v＝eq \r(2gh)＝eq \r(2×10×0.2) m/s＝2 m/s，手机与人脸作用后手机的速度变为0，选取向上为正方向，所以手机与人脸作用过程中动量变化量为：Δp＝0－(－mv)＝0.30 kg·m/s，A错误；手机与人脸接触的过程中受到重力与人脸的作用力，则有：Iy－mgt＝Δp，代入数据可得：Iy＝0.45 N·s，B、C错误；由冲量的定义有Iy＝Ft，代入数据可得：F＝eq \f(Iy,t)＝eq \f(0.45,0.1) N＝4.5 N，D正确．
4.(2021·河南株洲市高三期末)单人飞行器由微型喷气发动机和操纵系统组成，可以完成单人上升、下降、悬停和平飞等动作．已知飞行器连同人和装备的总质量为M，发动机在时间t内喷出燃料的质量为m，m≪M，重力加速度为g.如图2，要使飞行器能在空中悬停，则燃料喷射的速度应为( )
图2
A．gt B.eq \f(Mt,mg)
C.eq \f(Mgt,m) D.eq \f(mgt,M)
答案 C
解析 由于m≪M，要使飞行器能在空中悬停，燃料对飞行器的反冲力应为Mg，由牛顿第三定律可知，飞行器对燃料的作用力也为Mg，设燃料喷射的速度为v，由动量定理可知Mgt＝mv，解得v＝eq \f(Mgt,m)，故选C.
5.(多选)(2021·广西北海市高三一模)如图3所示，光滑水平面上有半径相同质量均为m的A、B两小球，静止的小球B右端连接轻弹簧，小球A以速度v沿两球的连心线向左运动，小球A与弹簧接触时不粘连，则下列说法正确的是( )
图3
A．弹簧被压缩过程中两球总动量小于mv
B．弹簧被压缩到最短时两球总动能为eq \f(1,4)mv2
C．小球A的动量为零时，小球B的动量大小为mv
D．小球A的动量为零时，小球B的动量也为零
答案 BC
解析 A和B及弹簧组成的系统所受的合外力之和为零，动量守恒，初态总动量为mv，则两球总动量始终为mv，故小球A的动量为零时，小球B的动量大小为mv，C正确，A、D错误；轻弹簧被压缩到最短时A和B的速度相等，由动量守恒定律有mv＝2mv共，可得v共＝eq \f(v,2)，则此时两球总动能为Ek＝eq \f(1,2)×2mv共2＝eq \f(1,4)mv2，B正确．
6．(多选)(2021·河南郑州市高三上第一次质量检测)如图4所示，质量为M的滑槽静止在光滑的水平地面上，滑槽的AB部分是粗糙水平面，BC部分是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道．现有一质量为m的小滑块从A点以速度v0冲上滑槽，并且刚好能够滑到滑槽轨道的最高点C点，忽略空气阻力．则在整个运动过程中，下列说法正确的是( )
图4
A．滑块滑到C点时，速度大小等于eq \f(m,M＋m) v0
B．滑块滑到C点时速度变为0
C．滑块从A点滑到C点的过程中，滑槽与滑块组成的系统动量和机械能都守恒
D．滑块从B点滑到C点的过程中，滑槽与滑块组成的系统动量不守恒，机械能守恒
答案 AD
解析 滑槽与滑块组成的系统，水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒．设滑块滑到C点时，速度大小为v，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律得mv0＝(M＋m)v，得v＝eq \f(m,M＋m) v0，故A正确，B错误；滑块从A滑到B的过程，滑槽与滑块组成的系统合外力为零，动量守恒，由于要产生内能，所以系统的机械能不守恒，故C错误；滑块从B滑到C的过程，滑块竖直方向有分加速度，根据牛顿第二定律知系统受到的合外力不为零，则滑槽与滑块组成的系统动量不守恒，由于只有重力做功，所以系统的机械能守恒，故D正确．
7.(2021·北京市东城区高三期末)某市在冬季常见最大风力为9级(风速约20 m/s到24 m/s)．如图5所示的该市某品牌抗风卷帘门面积为S，所能承受的最大压力为F.设空气密度为ρ，空气吹到卷帘门上速度立刻减为零，则此卷帘门能承受的垂直方向最大风速v等于( )
图5
A.eq \r(\f(F,ρS)) B.eq \r(\f(F,ρ)) C.eq \f(F,ρ) D.eq \f(F,ρS)
答案 A
解析 设t时间内吹到卷帘门上的空气质量为m，则有m＝ρSvt，根据动量定理有－Ft＝0－mv＝0－ρSv2t，得v＝eq \r(\f(F,ρS))，故选A.
8.(多选)(2021·湖南岳阳市高三检测)物理学中有一种碰撞被称为“超弹性连续碰撞”，通过能量的转移可以使最上面的小球弹起的高度比释放时的高度更大．如图6所示，A、B、C三个弹性极好的小球，相邻小球间有极小间隙，三球球心连线竖直，从离地一定高度处由静止同时释放(其中C球下部离地高度为H)，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰后B、C恰好静止，重力加速度为g，忽略空气阻力，则( )
图6
A．C球落地前瞬间A球的速度为eq \r(2gH)
B．从上至下三球的质量之比为1∶2∶6
C．A球弹起的最大高度为25H
D．A球弹起的最大高度为9H
答案 ABD
解析 因为A、B、C球由静止同时释放，所以C球落地瞬间三球的的速度相等，由v2＝2gH，解得vA＝vC＝eq \r(2gH)，A正确；由题意可知，C球碰地，反向碰B，B再反向碰A，因都是弹性碰撞，设向上为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律，所以C碰B有mCvC－mBvB＝mBvB′，eq \f(1,2)mCveq \\al(,C2)＋eq \f(1,2)mBveq \\al(,B2)＝eq \f(1,2)mBvB′2，B碰A有mBvB′－mAvA＝mAvA′，eq \f(1,2)mBvB′2＋eq \f(1,2)mAveq \\al(,A2)＝eq \f(1,2)mAvA′2，由以上几式可得mA∶mB∶mC＝1∶2∶6，B正确；由B选项分析解得vA′＝3eq \r(2gH)，A球弹起的最大高度vA′2＝2ghmax，hmax＝eq \f(vA′2,2g)＝9H，C错误，D正确．