2021年高考物理三轮冲刺《动量守恒》练习二（含答案详解）

2021年高考物理三轮冲刺

《动量守恒》练习二

一、单选题

1.如图所示，AB两小球静止在光滑水平面上，用轻弹簧相连接，A球的质量小于B球的质量．若用锤子敲击A球使A得到v的速度，弹簧压缩到最短时的长度为L1；若用锤子敲击B球使B得到v的速度，弹簧压缩到最短时的长度为L2，则L1与L2的大小关系为(　　 )

A．L1>L2          B．L1<L2              C．L1=L2          D．不能确定

2.当使用高压水枪时,我们会感受到比较强的反冲作用。如图所示,一水枪与软管相连,打开开关后,以30 m/s的速度每秒喷出1 kg的水,若水枪入口与出口的口径相同,则水对该水枪作用力的大小及方向是(　　)

A.30 N,沿③的方向            B.30 N,沿②的方向

C.60 N,沿①的方向            D.60 N,沿②的方向

3.如图，连接有轻弹簧的物块a静止于光滑水平面上，物块b以一定初速度向左运动．下列关于a、b两物块的动量p随时间t的变化关系图象，不合理的是(　　 )

A．1 700 N        B．2 000 N       C．2 300 N        D．2 500 N

A．地面对弹簧的支持力冲量大于mv

B．弹簧对小球的弹力冲量等于mv

C．地面对弹簧的支持力做功大于mv2

D．弹簧对小球的弹力做功等于mv2

A．ρvS       B.       C.ρv2S       D．ρv2S

二、多选题

A．过程Ⅰ中人的动量的改变量等于重力的冲量

B．过程Ⅱ中人的动量的减少量等于过程Ⅰ中重力的冲量的大小

C．过程Ⅱ中人的动能逐渐减小到零

D．过程Ⅱ中人的机械能的减少量等于过程Ⅰ中重力做功的大小

9. (多选)如图所示,三角形传送带以1 m/s 的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是2 m且与水平方向的夹角均为37°。现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1 m/s的初速度沿传送带下滑,物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。下列判断正确的是(　　)

A.物块A先到达传送带底端

B.物块A、B同时到达传送带底端

C.传送带对物块A、B均做负功

D.物块A下滑过程中系统产生的热量小于B下滑过程中系统产生的热量

10. (多选)如图所示，金属杆AB在离地h=3.2 m，高处从静止开始沿弧形轨道下滑，导轨平行的水平部分有竖直向上的匀强磁场，水平部分导轨上原来放有一根静止金属杆CD，已知杆AB的质量为m1=2 kg，电阻为R1=10 Ω，杆CD的质量为m2=0.5 kg，电阻为R2=30 Ω，其余电阻不计，水平导轨足够长，不计一切摩擦．(　　 )

A．AB的最终速度是8 m/s

B．CD的最终速度是6.4 m/s

C．整个过程中回路释放的电能是12.8 J

D．整个过程中，AB杆上产生的焦耳热3.2 J

三、简答题

11.如图所示，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触可不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B、C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体．现A以初速度v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并黏合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．已知C离开弹簧后的速度恰为v0，求弹簧释放的势能．

0.参考答案

1.答案为：C；

解析：

 [若用锤子敲击A球，两球组成的系统动量守恒，当弹簧最短时，两者的共速，则mAv=(mA＋mb)v′，解得v′=，弹性势能最大，最大为ΔEp=mAv2－(mA＋mB)v′2=；若用锥子敲击B球，同理可得mBv=(mA＋mB)v″，解得v″=，弹性势能最大为ΔEp=mBv2－(mA＋mB)v′2=，即两种情况下弹簧压缩最短时，弹性势能相等，故L1=L2，C正确．]

2.答案为：B；

解析：以水为研究对象,运用动量定理得Ft=m水v1-0,代入数据解得,水流受到的平均作用力为F=30N,方向沿出口方向和进口方向的角平分线。根据牛顿第三定律可知,水对该水枪作用力的大小是30N,方向沿②的方向,故B正确。

3.答案为：A；

解析：

 [物块b以一定初速度向左运动与连接有轻弹簧的静止物块a相碰，中间弹簧先被压缩后又恢复原长，则弹力在碰撞过程中先变大后变小，两物块动量的变化率先变大后变小．故A项不合理．本题选不合理的，答案是A.]

解析：鸡蛋从17楼(离地面安全帽为45 m高)落下，可近似看成是自由落体运动，则根据v2=2gh可得落到安全帽上的瞬时速度为v=30 m/s，鸡蛋壳与安全帽碰撞的过程，若选竖直向上为正方向，由动量定理得：(F-mg)Δt=0-(-mv)，∴F=＋mg=＋30×10-2=2.0×103 (N)，由牛顿第三定律，安全帽受到平均冲击力大小F′=F=2.0×103 N，选项B正确．

解析：规定竖直向上为正方向，对小球受力分析，受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力作用，故根据动量定律可得IF-IG=mv，所以弹簧对小球的弹力的冲量IF=mv＋IG，B错误；地面对弹簧的支持力，和弹簧对地面的弹力是一对相互作用力，所以N=F，故|IN|=|IF|=mv＋|IG|＞mv，A正确；根据动能定理得WF-WG=mv2，所以WF=WG＋mv2＞mv2，由于弹簧没有发生位移，所以地面对弹簧的支持力不做功，故C、D错误．

解析：以t时间内喷出去的气体为研究对象，则Ft=ρSvtv=ρStv2，得F=ρSv2，由于气瓶处于平衡状态，墙壁与气瓶间作用力与气体反冲作用力相等，故D项正确．

解析：根据动量定理可得Δp=-mgt，选项A错误，C正确；物体的动量变化率=-mg，选项B错误，选项D正确．

解析：根据动量定理可知过程Ⅰ中人的动量的改变量等于重力的冲量，选项A正确；过程Ⅱ中动量的减少量等于过程Ⅰ中重力的冲量的大小，选项B正确；从a到b的过程中，人的重力大于绳的弹力，从b到c的过程中，人的重力小于绳的弹力，故过程Ⅱ中人的动能先增大再减小，选项C错误；过程Ⅱ中机械能的减少量等于过程Ⅰ和过程Ⅱ中重力做功的大小，选项D错误．

9.答案为：BCD；

解析：

因tan37°=0.75>0.5,即mgsinθ>μmgcosθ,故A、B都会匀加速下滑,根据牛顿第二定律知A、B加速度大小相等,故会同时到达底端,选项A错误,B正确;物块A、B受到传送带的摩擦力方向与其运动方向相反,故传送带对物块A、B均做负功,选项C正确;因A物块与传送带同向运动,相对位移要小,根据Q=Ffs相对,产生的热量要小于B物块下滑产生的热量,故选项D正确。

10.答案为：BCD；

解析：

 [AB下滑h的过程中机械能守恒：m1gh=m1v，解得v0=8 m/s；最终两者速度相等，由动量守恒定律：m1v0=(m1＋m2)v1，解得v1=6.4 m/s，故A错误，B正确；由能量守恒知，回路中产生的电能等于系统机械能的损失，所以整个过程中回路释放的电能ΔE=m1gh－(m1＋m2)v=12.8 J，故C正确；在回路中产生电能的过程中，虽然电流不恒定，但由于两杆串联，通过两杆的电流总是相等的，所以整个过程中，AB杆上产生的焦耳热Q=ΔE=3.2 J，故D正确．]

三 、简答题

11.解：设碰后A、B和C共同速度的大小为v，由动量守恒定律得3mv=mv0①

设C离开弹簧时，A、B的速度大小为v1，由动量守恒定律得3mv=2mv1＋mv0②

设弹簧的弹性势能为Ep，从细线断开到C与弹簧分开的过程中机械能守恒，

有(3m)v2＋Ep=(2m)v＋mv③

由①②③式得弹簧所释放的势能为Ep=mv.