热点6　动量和动量守恒（含解析）--2024年高考物理大二轮复习热点情境突破练

这是一份热点6　动量和动量守恒（含解析）--2024年高考物理大二轮复习热点情境突破练，共8页。试卷主要包含了科技发展，造福民众等内容，欢迎下载使用。


A．减小穿戴者动量的变化量
B．减小穿戴者动量的变化率
C．增大穿戴者所受合力的冲量
D．减小穿戴者所受合力的冲量
2.(2023·江苏盐城市伍佑中学模拟预测)如图所示为水平圆盘的俯视图，圆盘上距中心轴O为r处有一质量为m的小物块。某时刻起圆盘绕轴O转动，角速度从0增大至ω，小物块始终相对圆盘静止。已知物块与圆盘间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，此过程小物块所受的摩擦力( )
A．方向始终指向O点
B．大小始终为μmg
C．冲量大小为mωr
D．做功为零
3.(2023·江苏省南京外国语学校期末)光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面体A，斜面体质量为M、底边长为L，如图所示。将一质量为m、可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放，滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为FN，重力加速度为g，则下列说法中正确的是( )
A．FN＝mgcs α
B．滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为FNtcs α
C．滑块B下滑的过程中A、B组成的系统动量守恒
D．此过程中斜面体向左滑动的距离为eq \f(m,M＋m)L
4．滑块P以初速度v0沿水平轨道滑行x0距离后与静止在轨道上的滑块Q发生完全非弹性碰撞，已知两滑块在水平轨道上滑行受到的阻力与其重力之比均为k，碰撞后滑行x距离后停止，重力加速度为g，则P、Q的质量之比为( )
A.eq \f(\r(2kgx),\r(2kgx)－\r(v02－2kgx0))
B.eq \f(\r(2kgx),\r(v02－2kgx0)－\r(2kgx0))
C.eq \f(\r(2kgx),\r(v02－2kgx0)－\r(2kgx))
D.eq \f(\r(2kgx),\r(v02＋2kgx0)－\r(2kgx))
5．在空间技术发展过程中，喷气背包曾经作为航天员舱外活动的主要动力装置，它能让航天员保持较高的机动性。如图所示，航天员在距离空间站舱门为d的位置与空间站保持相对静止，启动喷气背包，压缩气体通过横截面积为S的喷口以速度v1持续喷出，航天员到达舱门时的速度为v2。若航天员连同整套舱外太空服的质量为M，不计喷出气体后航天员和装备质量的变化，忽略航天员的速度对喷气速度的影响以及喷气过程中压缩气体密度的变化，则喷出压缩气体的密度为( )
A.eq \f(2Mv12,Sdv22)
B.eq \f(Mv12,2Sdv22)
C.eq \f(2Mv22,Sdv12)
D.eq \f(Mv22,2Sdv12)
6．(2023·江苏无锡市期末)离子发动机是利用电场加速离子形成高速离子流而产生推力的航天发动机，工作时将推进剂离子化，使之带电，然后在静电场作用下推进剂得到加速后喷出，从而产生推力，这种发动机适用于航天器的姿态控制、位置保持等。航天器质量为M，单个离子质量为m、带电荷量为q，加速电场的电压为U，高速离子形成的等效电流大小为I，根据以上信息计算该发动机产生的推力大小为( )
A．Ieq \r(\f(mU,q))
B．Ieq \r(\f(2mU,q))
C．Ieq \r(\f(3mU,q))
D．Ieq \r(\f(5mU,q))
7．如图所示，水平面上固定着两根足够长的平行导槽，质量为m的U型管恰好能在两导槽之间自由滑动，一质量也为m的小球沿水平方向，以初速度v0从U型管的一端射入，从另一端射出。已知小球的半径略小于管道半径，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
A．该过程中，小球与U型管组成的系统机械能和动量都守恒
B．小球从U型管的另一端射出时，速度大小为eq \f(v0,2)
C．小球运动到U型管圆弧部分的最左端时，小球速度大小为eq \f(v0,2)
D．小球运动到U型管圆弧部分的最左端时，U型管速度大小为eq \f(v0,2)
热点6 动量和动量守恒
1．B [依题意，根据动量定理有FΔt＝Δp，可得F＝eq \f(Δp,Δt)，可知安全气囊的作用是延长了人与地面的接触时间Δt，从而减小人所受到的合外力，即减小穿戴者动量的变化率eq \f(Δp,Δt)，而穿戴者动量的变化量Δp和穿戴者所受合力的冲量FΔt均未发生变化，故选B。]
2．C [由于小物块在水平面上做圆周运动，则小物块的重力与圆盘的支持力平衡，小物体始终相对圆盘静止，因此小物块所受外力的合力等于圆盘对其的静摩擦力，由于角速度从0增大至ω，则小物块做变速圆周运动，静摩擦力沿径向的分力提供向心力，沿切向的分力使物块线速度增大，即此过程小物块所受的摩擦力不指向圆心，故A错误；根据上述可知，小物块所受摩擦力为静摩擦力，随角速度的增大，该静摩擦力也逐渐增大，故B错误；根据上述，小物块所受合力等于摩擦力，根据动量定理有I＝mv－0，由于v＝ωr，则有I＝mωr，故C正确；小物块动能增大，根据动能定理可知摩擦力做的功W＝eq \f(1,2)mv2＝eq \f(1,2)mω2r2，摩擦力做功不为零，故D错误。]
3．D [当滑块B相对于斜面加速下滑时，斜面体A水平向左加速运动，所以滑块B相对于地面的加速度方向不再沿斜面方向，即沿垂直于斜面方向的合外力不再为零，所以斜面对滑块的支持力FN不等于mgcs α，故A错误；滑块B下滑过程中支持力对B的冲量大小为FNt，故B错误；由于滑块B有竖直方向的分加速度，所以系统竖直方向合外力不为零，系统的动量不守恒，故C错误；系统水平方向所受外力为零，水平方向动量守恒，设A、B两者水平位移大小分别为x1、x2，则Mx1＝mx2，x1＋x2＝L，解得x1＝eq \f(m,M＋m)L，故D正确。]
4．C [设滑块P的质量为m1，滑块Q的质量为m2，碰撞前，对滑块P，由动能定理有－km1gx0＝eq \f(1,2)m1v12－eq \f(1,2)m1v02，滑块P、Q碰撞，以v1方向为正方向，由动量守恒定律有m1v1＝(m1＋m2)v，碰撞后滑块P、Q共速，由动能定理有－k(m1＋m2)gx＝0－eq \f(1,2)(m1＋m2)v2，联立解得eq \f(m1,m2)＝eq \f(v,v1－v)＝eq \f(\r(2kgx),\r(v02－2kgx0)－\r(2kgx))，故选C。]
5．D [设喷出的气体的质量为m，
则m＝ρSv1t
根据动量守恒定律可得mv1＝Mv2
航天员受力恒定，做初速度为零的匀加速直线运动，则eq \f(v2,2)·t＝d
联立解得ρ＝eq \f(Mv22,2Sdv12)，故选D。]
6．B [根据动能定理可得qU＝eq \f(1,2)mv2，解得离子的速度为v＝eq \r(\f(2qU,m))，根据电流的定义式有I＝eq \f(Q,Δt)＝eq \f(Nq,Δt)，对离子，由动量定理可得F·Δt＝N·mv，联立解得发动机产生的推力大小为F′＝F＝Ieq \r(\f(2mU,q))，故选B。]
7．D [由于不计一切摩擦，在小球与U型管相互作用过程中，小球的动能只能与U型管的动能发生转移，故小球与U型管组成的系统机械能守恒，系统沿导槽方向所受合外力为零，小球与U型管组成的系统沿导槽方向动量守恒，故A错误；小球从U型管的另一端射出时，小球与U型管系统机械能守恒，故eq \f(1,2)mv02＝eq \f(1,2)mv12＋eq \f(1,2)mv22，沿着导槽方向，系统动量守恒，以向左为正方向，故mv0＝mv2＋mv1，解得小球从U型管的另一端射出时，U型管速度为v0，小球速度大小为0，故B错误；小球运动到U型管圆弧部分的最左端过程，沿着导槽方向，系统动量守恒，以向左为正方向，设小球与U型管的速度为vx，由动量守恒定律得mv0＝(m＋m)vx，解得vx＝eq \f(v0,2)，设小球的合速度为v，根据机械能守恒定律得eq \f(1,2)mv02＝eq \f(1,2)m(eq \f(v0,2))2＋eq \f(1,2)mv2，解得v＝eq \f(\r(3),2)v0，故C错误，D正确。]