《2020年高考物理二轮热点专题训练----《碰撞与动量守恒》（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理二轮热点专题训练----《碰撞与动量守恒》（解析版）（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2020年高考物理二轮热点专题训练-碰撞与动量守恒一 单项选择题1.高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()A.mg B.mgC.mg D.mg【解析】由自由落体运动公式得人下降h距离时的速度为v，在t时间内对人由动量定理得(Fmg)tmv，解得安全带对人的平均作用力为Fmg，A项正确【答案】A2如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上一颗子弹水平射入木块A，并留在其中在子弹打
2、中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是()A动量守恒、机械能守恒B动量守恒、机械能不守恒C动量不守恒、机械能守恒D动量、机械能都不守恒【答案】B【解析】子弹击中木块A及弹簧被压缩的整个过程，系统不受外力作用，外力冲量为0，系统动量守恒但是子弹击中木块A过程，有摩擦做功，部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒，B正确3.“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是()A绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B绳对人的拉力
3、始终做负功，人的动能一直减小C绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力【解析】从绳子恰好伸直，到人第一次下降到最低点的过程中，拉力逐渐增大，由牛顿第二定律mgFma可知，人先做加速度减小的加速运动，当a0时,Fmg，此时速度最大，动量最大，动能最大，此后人继续向下运动，Fmg，由牛顿第二定律Fmgma可知，人做加速度增大的减速运动，动量一直减小直到减为零，全过程中拉力方向始终向上，所以绳对人的冲量始终向上，综上可知A正确，C、D错误；拉力对人始终做负功，动能先增大后减小，故B错误【答案】A4.如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系
4、统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律若一个系统动量守恒时，则()A此系统内每个物体所受的合力一定都为零B此系统内每个物体的动量大小不可能都增加C此系统的机械能一定守恒D此系统的机械能可能增加【答案】D【解析】若一个系统动量守恒，则整个系统所受的合力为零，但是此系统内每个物体所受的合力不一定都为零，A错误此系统内每个物体的动量大小可能会都增加，但是方向变化，总动量不变这是有可能的，B错误因系统合外力为零，但是除重力以外的其他力做功不一定为零，故机械能不一定守恒，系统的机械能可能增加，也可能减小，C错误，D正确5.在一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平
5、飞出，甲、乙的质量比为31.不计质量损失，取重力加速度g10 m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()【解析】平抛运动时间t1 s，爆炸过程遵守动量守恒定律，设弹丸质量为m，则mvmv甲mv乙，又v甲，v乙，t1 s，则有x甲 x乙2 m，将各选项中数据代入计算得B正确【答案】B6.在光滑水平面上，质量为m的小球A正以速度v0匀速运动某时刻小球A与质量为3m的静止小球B发生正碰，两球相碰后，A球的动能恰好变为原来的.则碰后B球的速度大小是()A. B. C.或 D无法确定【答案】A【解析】两球相碰后A球的速度大小变为原来的，相碰过程中满足动量守恒，若碰后A速度方向不变，则mv0m
6、v03mv1，可得B球的速度v1，而B在前，A在后，碰后A球的速度大于B球的速度，不符合实际情况，因此A球一定反向运动，即mv0mv03mv1，可得v1，A正确，B、C、D错误7.如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是()AA和B都向左运动BA和B都向右运动CA静止，B向右运动DA向左运动，B向右运动【解析】对A、B系统,由于发生弹性碰撞，故碰撞前后系统的动量守恒、机械能守恒，由于m2v02mv00，故碰后A、B不可能同向运动或一个静止、另一个运动或两个都静
7、止，而只能是A、B都反向运动，故D正确【答案】D8.最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为A1.6102 kgB1.6103 kgC1.6105 kg D1.6106 kg【答案】B【解析】设该发动机在s时间内，喷射出的气体质量为，根据动量定理，可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B。二 不定项选择题9 A、B两物体在光滑水平面上沿同一直线运动，如图表示发生碰撞前后的vt图线，由图线可以判断()AA、
8、B的质量比为32BA、B作用前后总动量守恒CA、B作用前后总动量不守恒DA、B作用前后总动能不变【答案】ABD【解析】设A的质量为m1，B的质量为m2，碰撞前后两物体组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，从图象上可得碰撞前后两者的速度，故有m16m21m12m27，解得 m1m232，A、B正确，C错误碰撞前系统的总动能Ek1m162m212m1，碰撞后总动能为Ek2m122m272m1Ek1，动能不变，D正确10.矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块若射击下层，子弹刚好不射出；若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图所示
9、则上述两种情况相比较()A子弹的末速度大小相等B系统产生的热量一样多C子弹对滑块做的功不相同D子弹和滑块间的水平作用力一样大【答案】AB【解析】根据动量守恒，两次最终子弹与滑块的速度相等，A正确根据能量守恒可知，初状态子弹的动能相同，末状态两滑块与子弹的动能也相同，因此损失的动能转化成的热量相等，B正确子弹对滑块做的功等于滑块末状态的动能，两次相等，因此做功相等，C错误产生的热量Qfs，由于产生的热量相等，而相对位移s不同，因此子弹和滑块间的水平作用力大小不同，D错误11.竖直放置的轻弹簧下端固定在地上，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
10、落下，打在钢板上并与钢板一起向下运动x0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到Q的过程中，弹性势能的增加量为D从P到Q的过程中，弹性势能的增加量为mg（2x0+h）【答案】BC【解析】物体下落h，由机械能守恒：mgh=mv12；物体与钢板碰撞，则动量守恒：，解得，选项A错误，B正确；从碰撞到Q点，由能量关系可知：，则弹性势能的增加量为，选项C正确，D错误。12.如图甲所示，一物块在t0时刻，以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示，t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端由此可以确定()A物块返回底
11、端时的速度B物块所受摩擦力大小C斜面倾角D3t0时间内物块克服摩擦力所做的功【答案】AC【解析】上滑过程中做初速度为v0的匀减速直线运动，下滑过程中做初速度为零、末速度为v的匀加速直线运动，上滑和下滑的位移大小相等，所以有t02t0，解得v，A正确上滑过程中有(mgsin mgcos )t00mv0，下滑过程中有(mgsin mgcos )2t0，解得Ffmgcos ，sin ，由于不知道质量，所以不能求出摩擦力，可以求出斜面倾角，B错误，C正确由于不知道物体的质量，所以不能求解克服摩擦力所做的功，D错误三 非选择题13.如图所示，质量mA为4 kg的木板A放在水平面C上，木板与水平面间的动摩
12、擦因数0.24，木板右端放着质量mB为1.0 kg的小物块B(视为质点)，它们均处于静止状态木板突然受到水平向右的12 Ns的瞬时冲量I作用开始运动，当小物块滑离木板时，木板的动能EkA为8.0 J，小物块的动能EkB为0.50 J，重力加速度取10 m/s2，求： (1)瞬时冲量作用结束时木板的速度v0；(2)木板的长度L. 【解析】(1)设水平向右为正方向，有ImAv0 代入数据解得v03.0 m/s. (2)设A对B、B对A、C对A的滑动摩擦力的大小分别为FAB、FBA和FCA，B在A上滑行的时间为t，B离开A时A和B的速度分别为vA和vB，有(FBAFCA)tmAvAmAv0FABtm
13、BvB其中FABFBA，FCA(mAmB)g设A、B相对于C的位移大小分别为sA和sB，有(FBAFCA)sAmAvmAvFABsBEkB动量与动能之间的关系为mAvA14.如图所示，A、B、C三个小物块放置在光滑水平面上，A靠在墙壁，A、B之间用轻弹簧连接，它们的质量分别为mAm，mB2m，mCm.现给C一水平向左的初速度v0，C与B发生碰撞并粘在一起试求：(1)A离开墙前，弹簧的最大弹性势能；(2)A离开墙后，C的最小速度【解析】(1)设C与B发生碰撞粘在一起时的速度为v，由动量守恒定律得mCv0(mCmB)v，解得v设A离开墙前，弹簧的最大弹性势能为Epm，由能量守恒定律得Epm(mCm
14、B)v2，联立解得 Epmmv(2)弹簧恢复原长状态，C、B的速度大小为v，方向水平向右当弹簧下一次处于原长状态时，B、C的速度最小且为vC，此时A的速度为vA.由动量守恒定律得(mCmB)vmAvA(mCmB)vC由能量守恒定律得(mCmB)v2mAvA2(mCmB)vC2联立解得 vC 【答案】(1)mv02(2)15.如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间A的质量为m，B、C的质量都为M,三者均处于静止状态现使A以某一速度向右运动，求m和M之间应满足什么条件，才能使A只与B、C各发生一次碰撞设物体间的碰撞都是弹性的【解析】设A运动的初速度为v0，A向右运动与C发生碰撞，由动量守恒定律得mv0mv1Mv2由机械能守恒定律得mvmvMv可得v1v0，v2v0要使得A与B能发生碰撞，需要满足v10，即mMA反向向左运动与B发生碰撞过程，有mv1mv3Mv4mvmvMv整理可得v3v1，v4v1由于mM，所以A还会向右运动，根据要求不发生第二次碰撞，需要满足v3v2即v0v1()2v0整理可得m24MmM
