高考物理二轮复习专项突破题08动量及其守恒定律（2份打包，解析版+原卷版，可预览）

(二轮复习 名师经验)08动量及其守恒定律-2021高考备考绝密题型专项突破题集

1．如图所示，质量分别为3kg、2kg的两物块A、B中间夹一被压缩的轻质弹簧（与物块不栓接），用一细线固定，整个系统放在光滑水平桌面上。在光滑水平地面上有静止小车，小车内装满砂子，小车和砂子总质量为4kg，砂子上表面与桌面竖直高度差为5m。现烧断细线，物块B飞出桌面后落到小车上，物块B与小车最终的共同速度为，g取。求：

（1）弹簧弹开后，物块A的速度大小；

（2）弹簧释放的弹性势能。

2．如图所示，光滑水平地面上有一足够长的木板，左端放置可视为质点的物体，其质量为m1＝1kg，木板与物体间动摩擦因数μ＝0.1，二者以相同的初速度v0＝0.8m/s一起向右运动，木板与竖直墙碰撞时间极短，且没有机械能损失。g取10m/s2。

（1）如果木板质量m2＝3kg，求物体相对木板滑动的最大距离；

（2）如果木板质量m2＝0.6kg，求物体相对木板滑动的最大距离。

3．如图所示，高的平板C右端固定有竖直挡板，置于水平面上，平板上放置两小物块A、B，A、B间有一被压缩的劲度系数足够大的轻弹簧，A置于平板左端，B与C右端挡板的距离，A、B、C的质量均为。某时刻，将压缩的弹簧由静止释放，使A、B瞬间分离，A水平向左抛出，落地时距离C左端，B运动到C右端与挡板发生弹性碰撞。已知B与C、C与水平面间的动摩擦因数均为，取，求：

(1)弹簧释放前瞬间的弹性势能；

(2)B与C发生弹性碰撞后瞬间C的速度大小；

(3)整个过程中C滑动的距离s。

4．如图甲所示，DA为倾角的足够长粗糙斜面，与水平轨道光滑连接与A点。半径的光滑半圆形轨道BC固定于竖直平面内，最低点与AB相切。有两个可视为质点的小物块静止在水平面上，左边物块甲质量为1.6 kg，右边物块乙质量为2 kg，两者之间有一被压缩的微型弹簧。某时刻将压缩的弹簧释放，使两物体瞬间分离，乙从A点向右运动，通过粗糙平面AB后进入轨道BC，经过圆弧轨道的最高点C时乙对轨道的压力是其重力的5倍。已知甲与斜面间的动摩擦因数，乙与水平面间的为μ2，且μ2随离A点的距离按图乙所示规律变化，A、B两点间距离，g取10 m/s2。求：

(1)乙经过圆弧轨道最低点B时对轨道压力的大小；

(2)两物体分离瞬间乙的速度；

(3)甲从滑上斜面到第一次返回A点所用时间。

5．某弹射游戏装置如图所示，弹射筒与水平方向的夹角θ可任意调整，其出口位置始终在水平虚线上，弹射筒中弹簧的压缩程度可以根据需要调整。长度的平板静止于光滑的水平平台边缘，一小物块放置于平板的左端，物块与平板间的动摩擦因数，物块距离弹射筒口高度，与弹射筒口间的水平距离为x；平台上距平板右端足够远处的P点有一锁定装置，当平板右端到达此处时平板就会被锁定。游戏时，需要调整好弹射筒的位置、与水平方向的夹角以及控制好弹簧的压缩程度，使弹射出的小球到达最高点时恰与物块发生弹性正碰。已知小球、物块与平板三者的质量均为，不计空气阻力，重力加速度。

(1)要使弹射出的小球能在最高点时恰与物块发生弹性正碰，求x、应满足的关系；

(2)要使物块能够落到P点右侧区域，求x的最小值；

(3)为保证物块能够落到P点右侧区域，弹射筒发射前弹簧弹性势能至少多大。（小球在弹射筒内上升的高度忽略不计）

6．如图，质量M=1.0×104kg的卡车，载有质量m=6.0×103kg的货箱（可视为质点）货箱与车箱前壁的距离L=2.4m。已知货箱与车箱底板间的动摩擦因数，汽车与地面间动摩擦因数。当汽车以54km/h的速度在平直的公路上匀速行驶时，由于前方事故，司机紧急制动，车轮抱死向前滑行。已知货箱与车箱前壁的碰撞时间极短且碰后不再分开，不考虑碰撞对车辆的损害，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求汽车从开始刹车到停止滑行的距离。（取g=10m/s2）

7．如图所示，质量为3m的小木块1通过长度为L的轻绳悬挂于O点，质量为m的小木块2置于高度为L的光滑水平桌面边沿。把木块1拉至水平位置由静止释放，当其运动到最低点时与木块2相撞，木块2沿水平方向飞出，落在距桌面边沿水平距离为2L处，木块1继续向前摆动。若在碰撞过程中，木块1与桌面间无接触，且忽略空气阻力。求:

(1)碰撞前，木块1在最低点时的速度大小；

(2)碰撞后，木块1相对桌面能上升到的最大高度。

8．如图所示，在光滑水平面上，质量为2m的小球A和质量为3m小球B通过轻弹簧相连并处于静止状态，弹簧处于自然伸长状态，质量为m的小球C以初速度v0沿AB连线向右匀速运动，并与小球A发生碰撞（碰撞时间极短，三个小球大小相同），碰后小球C以速度反弹。求：

(1)碰后瞬间，小球A的速度大小；

(2)小球B的最大动能是多少？

9．如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左侧固定，右端连接着质量的小物块A，弹簧压缩后被锁定在某一长度；装置的中间是水平传送带。它与左右两边的台面等高，并能平滑对接，传送带始终以的速度逆时针转动，传送带上部水平长度（如图所示）；装置右边是一倾角为53°的斜面，质量的小物块B从其上距水平台面高处滑下。设物块B运动到斜面底部和传送带交界处无能量损失，物块A、B（均看做质点）之间每次发生的都是对心碰撞（碰撞时间极短），每次碰撞后两者以相同速度一起向前运动且碰撞瞬间弹簧锁定被解除，取，物块B与传送带之间的动摩擦因数，物块B与斜面之间的动摩擦因数，，，现由静止释放物块B后。

(1)求物块B第一次到达斜面底端时的速度大小；

(2)若物块B第一次与A分离后，恰好运动到右边斜面上距水平台面高的位置，求弹簧被锁定时弹性势能的大小；

(3)在满足(2)问条件的前提下，两物块发生多次碰撞，且每次碰撞后分离的瞬间物块A都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块A、B第n次碰撞后瞬时速度大小。

10．在弗兰克-赫兹实验中，电子碰撞原子，原子吸收电子的动能从低能级跃迁到高能级。假设改用质子碰撞氢原子来实现氢原子的能级跃迁，实验装置如图1所示。紧靠电极A的O点处的质子经电压为U1的电极AB加速后，进入两金属网电极B和C之间的等势区。在BC区质子与静止的氢原子发生碰撞，氢原子吸收能量由基态跃迁到激发态。质子在碰撞后继续运动进入CD减速区，若质子能够到达电极D，则在电流表上可以观测到电流脉冲。已知质子质量mp与氢原子质量mH均为m，质子的电荷量为e，氢原子能级图如图2所示，忽略质子在O点时的初速度，质子和氢原子只发生一次正碰。

(1)求质子到达电极B时的速度v0；

(2)假定质子和氢原子碰撞时，质子初动能的被氢原子吸收用于能级跃迁。要出现电流脉冲，求CD间电压U2与U1应满足的关系式；

(3)要使碰撞后氢原子从基态跃迁到第一激发态，求U1的最小值。

11．如图所示，光滑斜轨道和一条足够长的粗糙水平轨道平滑连接，质量为的物块静置在水平轨道的最左端，质量为的物块从斜道上距离竖直高度为处由静止下滑，滑下后与物块碰撞。已知两物块与水平轨道之间的动摩擦因数均为，物块、均可视为质点，它们之间的每次碰撞均为弹性碰撞，取重力加速度。求：

(1)物块、第一次碰撞前瞬间，物块的速度大小；

(2)第一次碰撞后，物块滑上斜轨道的最大高度；

(3)物块运动的总路程。

12．如图所示，在水平轨道上方O处，用长为L＝1 m的细线悬挂一质量为m＝0.1 kg 的滑块B，B恰好与水平轨道相切，并可绕O点在竖直平面内摆动。水平轨道的右侧有一质量为M＝0.3 kg 的滑块C与轻质弹簧的一端相连，弹簧的另一端固定在竖直墙D上，弹簧处于原长时，滑块C静止在P点处。一质量也为m＝0.1 kg的子弹以初速度v0＝15 m/s 射穿滑块B后（滑块B质量不变）射中滑块C并留在其中，一起压缩弹簧，弹簧最大压缩量为x＝0.2 m。滑块B做圆周运动，恰好能保证绳子不松弛。滑块C与PD段的动摩擦因数为μ＝0.5，A、B、C均可视为质点，重力加速度为g＝10 m/s2，结果保留两位有效数字。求：

(1)子弹A和滑块B作用过程中损失的能量；

(2)弹簧的最大弹性势能。

13．如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨相距L=0.5m，上端接有阻值为的定值电阻，匀强磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小为B=2T。将质量为m=0.1kg，电阻的导体棒由静止释放，一段时间后棒获得最大速度，此过程通过导体棒横截面的电量为q=0.6C。已知导体棒与两导轨始终保持垂直且接触良好，导轨与水平面的夹角为，导轨轨电阻不计，重力加速度为g=10m/s2，求此过程中

(1)棒下滑的最大速度v；

(2)棒下滑的距离x和经过的时间t；

(3)棒中产生的焦耳热Q。

14．如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度为v0的子弹击中，子弹嵌在其中，已知物体A的质量是3m，B的质量是4m，子弹的质量是m。求：

(1) 子弹嵌入A后，子弹和A的速度；

(2)弹簧压缩量最大时弹性势能是多少。

15．如图甲所示，冰车是农村孩童在冰面上滑行的玩具，现在演变成一种大人小孩都非常喜欢的游乐项目，其简化图如图乙所示。在某一滑冰场，冰车B静止在光滑的水平面上，若冰车A以初速度v0与冰车B发生弹性碰撞，碰后冰车A的速度为v（v0和v均为未知量）；若冰车A、B的碰撞是完全非弹性碰撞，碰后冰车A的速度为2v，设冰车质量为冰车和冰车上人的总质量，求冰车A、B的质量之比。