2022届高考物理一轮复习单元检测卷六动量守恒定律含解析新人教版
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2022届高考物理一轮复习单元检测卷六动量守恒定律含解析新人教版

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资料简介
word 文档 - 1 - / 14 单元检测卷(六) 动量守恒定律 时间:60 分钟 满分:100 分 一、选择题(本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分.1~5 题为单选题,6~8 题为多选题) 1.如图所示小船静止于水面上,站在船尾上的渔夫不断将鱼抛向船头的船舱内,将一定 质量的鱼抛完后,关于小船的速度和位移,下列说法正确的是( ) A.小船向左运动,船向左移一些 B.小船静止,船向左移一些 C.小船静止,船向右移一些 D.小船静止,船不移动 2.[2021·某某某某一中月考]在沈海高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为 1.5× 104kg 向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为 2.0×104kg 向北行驶的货车,碰后两辆车连 在一起,并向北滑行了一小段距离后停止.根据测速仪的测定,两车碰撞前长途客车以 108km/h 的速度行驶,由此可判断货车碰撞前的行驶速度大小为( ) C.一定大于 22.5m/sD.一定大于 30m/s word 文档 - 2 - / 14 3.[2021·某某某某调研]某运动员在水上做飞行运动表演,他操控的喷射式悬浮飞行器将 水带竖直送上来的水向下喷出,可以使运动员悬停在空中,如图所示.已知运动员与装备的 总质量为 90kg,两个喷嘴的直径均为 10cm,已知重力加速度 g=10m/s2,水的密度ρ=1.0 ×103kg/m3,则喷嘴处喷水的速度大约为( ) 4.冰壶运动深受观众喜爱,图 1 为运动员投掷冰壶的镜头.在某次投掷中,冰壶甲运动 一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰,如图 2.若两冰壶质量相等,则碰后两冰壶最终停 止的位置,可能是图 3 中的哪幅图( ) word 文档 - 3 - / 14 5.冰面上做游戏是一项技巧性很强的活动.如图所示,质量为 m 的小孩与质量为 m 5 的木 箱以相同的速度 v0 冲向静止的大人,木箱撞击大人前,小孩推出木箱后小孩速度大小变为 v0 2 , 已知大人的质量是小孩的 2 倍,大人接到木箱后与木箱一起运动,此后小孩与大人之间的距 离越来越远,且不计冰面的摩擦.则 ( ) A.小孩动量变化量的大小为 mv0 2 B.小孩动量变化量的大小为 3mv0 2 C.大人接到木箱后一起运动的速度为 7 22 v0 D.大人接到木箱后一起运动的速度为 7 22 v0 或 17 22 v0 6.[2021·某某某某一六八中学模拟]某研究小组通过实验测得两滑块碰撞前后运动的实验 数据,得到如图所示的位移—时间图象.图中的线段 a、b、c 分别表示沿光滑水平面上同一 条直线运动的滑块Ⅰ、Ⅱ和它们发生正碰后结合体的位移随时间的变化关系.已知相互作用 时间极短,由图象给出的信息可知( ) A.碰前滑块Ⅰ与滑块Ⅱ的速度大小之比为 5:2 B.碰前滑块Ⅰ的动量大小比滑块Ⅱ的动量大小大 word 文档 - 4 - / 14 C.碰前滑块Ⅰ的动能比滑块Ⅱ的动能小 D.滑块Ⅰ的质量是滑块Ⅱ质量的 1 6 7.[2021·某某百校联盟二联]如图所示,质量为 2kg 的小车以 2.5m/s 的速度沿光滑的水 平面向右运动,现在小车上表面上方 1.25m 高度处将一质量为 0.5kg 的可视为质点的物块由 静止释放,经过一段时间物块落在小车上,最终两者一起水平向右匀速运动.重力加速度为 g =10m/s2,忽略空气阻力,下列说法正确的是( ) B.若只增大物块的释放高度,物块与小车的共同速度变小 C.物块与小车相互作用的过程中,物块和小车的动量守恒 8. [2021·某某师大附中月考]如图所示,质量为 M 的小车静止在光滑的水平面上,小车 AB 段是半径为 R 的四分之一光滑圆弧轨道,BC 段是长为 L 的水平粗糙轨道,两段轨道相切于 B 点,一质量为 m 的滑块在小车上从 A 点由静止开始沿轨道滑下,然后滑入 BC 轨道,最后恰 word 文档 - 5 - / 14 好停在 C 点,已知 M=2m,滑块与轨道 BC 间的动摩擦因数为μ,重力加速度为 g.则滑块从 A 运动到 C 的过程中( ) A.滑块水平方向相对地面的位移大小为 2 3 (R+L) B.小车相对地面的位移大小为 1 4 (R+L) C.小车的最大速度 v= 1 3 3gR D.滑块克服摩擦力做的功在数值上等于滑块减少的机械能 二、非选择题(本题共 4 个小题,52 分) 9.(8 分)某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验.先将入射小球 a 球 从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复 10 次; 再把同样大小的被碰小球 b 球放在斜槽轨道末端的小立柱上,调节实验装置使两小球碰撞时 球心处于同一水平高度,让 a 球仍从原固定点由静止开始滚下,和 b 球相碰后,两球分别落 在记录纸的不同位置处,重复 10 次. (1)关于本实验,下列说法正确的是________.(填序号字母) A.斜槽轨道必须是光滑的 B.必须测量小球 a、b 的直径 D C.必须测量斜槽轨道末端到水平地面的高度 H word 文档 - 6 - / 14 D.必须测量小球 a、b 的质量,且二者的关系为 ma>mb (2)为测定未放小球 b 时,小球 a 落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的 O 点 对齐,如图给出了小球 a 落点附近的情况,由图可得 a 球落点与 O 点的距离应为________cm. (3)按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是________. 10.(10 分)某同学现用如图 1 所示的气垫导轨和光电门装置来“验证动量守恒定律”,在 气垫导轨右端固定一弹簧,滑块 b 的右端有强粘性的胶水.图中滑块 a 和挡光片的总质量为 m1=0.620kg,滑块 b 的质量为 m2=0.410kg.实验步骤如下: ①按图安装好实验器材后,接通气源,先将滑块 a 置于气垫导轨上,然后调节底脚螺丝, 直到轻推滑块后,滑块上的挡光片通过两个光电门的时间________; ②将滑块 b 置于两光电门之间,将滑块 a 置于光电门 1 的右端,然后将滑块 a 水平压缩 弹簧,滑块 a 在弹簧的作用下向左弹射出去,通过光电门 1 后继续向左滑动并与滑块 b 发生 碰撞; ③两滑块碰撞后粘合在一起向左运动,并通过光电门 2; ④实验后,分别记录下滑块 a 挡光片通过光电门 1 的时间 t1,两滑块一起运动挡光片通 过光电门 2 的时间 t2. 图 1 word 文档 - 7 - / 14 图 2 (1)完成实验步骤①中所缺少的内容. (2)实验前用一游标卡尺测得挡光片的宽度 d 如图 2 所示,则 d=________cm. (3)设挡光片通过光电门的时间为Δt,则滑块通过光电门的速度可表示为 v=________(用 d、Δt 表示). (4)实验中测得滑块 a 经过光电门 1 的速度为 v1=2.00m/s,两滑块经过光电门 2 的速度 为 v2=1.20m/s,将两滑块和挡光片看成一个系统,则系统在两滑块相互作用前、后的总动量 分别为 p1=________kg·m/s,p2=________kg·m/s(结果均保留 3 位小数). 11.[2021·某某某某 1 月调考](14 分)如图所示,水平地面上有两个静止的物块 A 和 B, A、B 的质量分别为 m1=2kg,m2=1kg,它们与地面间的动摩擦因数均为μA 施加一大小为 40N·s、水平向右的瞬时冲量 I,使物块 A 获得一个初速度,t=1s 后与物块 B 发生弹性碰撞, 且碰撞时间很短,A、B 两物块均可视为质点,重力加速度 g=10m/s2. (1)求 A 与 B 碰撞前瞬间,A 的速度大小; (2)若物块 B 的正前方 20m 处有一危险区域,请通过计算判断碰撞后 A、B 是否会到达危 险区域. word 文档 - 8 - / 14 12.[2021·某某长郡中学一模](20 分)如图所示,两相同小木块 M、N(均视为质点)的质 量均为 m=1kg,放在水平桌面上,木块 M、N 间夹有一压缩的轻质弹簧 P,弹簧两端与小 木块 M、N 不拴接,但两木块通过长 L=0.1m 的细线相连接.桌子中央 O 点左侧粗糙,中央 O 点右侧光滑,小木块 M、N 与桌子左侧间的动摩擦因数μ=0.5,且开始时木块 N 离桌子中 央 O 的距离 s=1.15m.现让小木块 M、N 一起以 v0=4m/s 的初速度向桌子右侧运动,木 块 M、N 越过桌子中央 O 点进入右侧光滑区后,剪断 M、N 间的细线,发现小木块 M 最终 停在桌面光滑区,而小木块 N 水平抛出离开桌面,木块 N 运动到 A 点时速度方向恰好沿 AB 方向,小木块 N 沿斜面 AB 滑下.已知斜面 AB 与水平方向间的夹角为 37°,斜面长为 LAB= 2.0m,木块 N 与斜面间的动摩擦因数也是μN 到达 B 点后通过光滑水平轨道 BC 到达光滑竖 直圆轨道,圆轨道底端(稍稍错开)分别与两侧的直轨道相切,其中 AB 与 BC 轨道以微小圆弧 相接.重力加速度 g 取 10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8. (1)求压缩弹簧的弹性势能 Ep; (2)求水平桌面与 A 点的高度差; (3)若木块 N 恰好不离开轨道,并能从光滑水平轨道 DE 滑出,求竖直圆轨道的半径 R. word 文档 - 9 - / 14 单元检测卷(六) 1.解析:人、船、鱼构成的系统水平方向动量守恒,据“人船模型”,鱼动船动,鱼停 船静止,鱼对地发生向左的位移,则人船的位移向右.故选项 C 正确. 答案:C 2.解析:碰撞前长途客车的速度 v1=108 km/h=30 m/s.根据碰后两辆车连在一起且向 北滑行的情况,可知由两车组成的系统的总动量方向向北,所以碰前客车的动量 p1=m1v1(向 南)应该小于货车的动量 p2=m2v2(向北),即 m1v1 1 2 m2v2 2,C 错误,D 正确. 答案:AD 7.解析:物块下落的时间为 t= 2h g =错误! s=0.5 s,选项 A 正确;物块与小车相互 作用的过程中,物块与小车组成的系统在水平方向的动量守恒,在竖直方向的动量不守恒, 由水平方向动量守恒 Mv0=(M+m)v 知,释放高度变大,水平方向的共同速度不变,选项 B、 C 错 误 ; 在 整 个 过 程 中 , 由 能 量 守 恒 定 律 得 系 统 损 失 的 机 械 能 Δ E = mgh + 1 2 Mv2 0- 1 2 M+mv2 ,代入数据可得ΔE=7.5 J,选项 D 正确. 答案:AD 8.解析:本题考查动量守恒定律、机械能守恒定律.设全程小车相对地面的位移大小为 s,滑块水平方向相对地面的位移为 x,滑块与小车组成的系统在水平方向动量守恒,则有 x +s=R+L,m x t -M s t =0,已知 M=2m,解得 x= 2 3 (R+L),s= 1 3 (R+L),A 正确,B 错误; 滑块从 A 滑到 B 点的过程中小车受到滑块的压力一直做正功,则滑块滑到 B 点时小车的速度 达到最大,取水平向右为正方向,由动量守恒定律和机械能守恒定律得 0=mvA-Mv,mgR word 文档 - 12 - / 14 = 1 2 mv2 A+ 1 2 Mv2,解得 v= 1 3 3gR,C 正确;滑块从 B 点开始在滑动摩擦力作用下和小车相 对滑动,滑动摩擦力对滑块做负功,根据动能定理知,滑块克服摩擦力做的功等于滑块减少 的动能,全过程滑块减少的机械能转化为系统因摩擦产生的热量,D 错误. 答案:AC 9.解析:(1)由动量守恒原理 ma·O P =ma·O M +mb· O′N 可知必须测量小球 a、b 的直径 D,必须测量小球 a、b 的质量,且二者的关系为 ma>mb,即 B、D 正确. (2)用尽可能小的圆把所有点圈在里面的圆心为平均落点,由刻度尺读数规则可知读数为 45.95 cm. (3)按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是 ma· OP =ma· OM +mb· O′N . 答案:(1)BD(2 分) (2)45.95(45.93~45.98 之间均正确)(2 分) (3)ma·O P =ma·O M +mb· O′N (4 分) 10.解析:(1)在步骤①中气垫导轨安装时应保持水平状态,滑块在轨道上应做匀速直线 运动,故滑块上的挡光片通过两光电门的时间相等. (2)游标卡尺的主尺读数为 15 mm,游标尺读数为 0.05×10 mm=0.50 mm,所以挡光 片的宽度为 d=15 mm+0.50 mm=15.50 mm=1.550 cm. (3)由于挡光片的宽度比较小,故挡光片通过光电门的时间比较短,因此可将挡光片通过 光电门的平均速度看成滑块通过光电门的瞬时速度,故滑块通过光电门的速度可表示为 v= d Δt . (4)两滑块相互作用前系统的总动量为 p1=m1v1p2=(m1+m2)v2=(0.620+0.410)×1.20 kg·m/s=1.236 kg·m/s. word 文档 - 13 - / 14 答案:(1)相等(2 分) (2)1.550(2 分) (3) d Δt (2 分) (4)1.240(2 分) 1.236(2 分) 11.解析:(1)根据题意有 I=m1v0,其中 v0 为物块 A 所获初速度对 A 受力分析可知,A 与 B 碰撞前 A 做匀减速运动有 v1=v0-at,其中 a=μg 联立解得 A 与 B 碰撞前瞬间,A 的速 度大小 v1=15 m/s.(4 分) (2)分析知 A 与 B 碰撞过程机械能守恒、动量守恒、则有 m1v1=m1v′1+m2v2(2 分) 1 2 m1v2 1= 1 2 m1v′2 1+ 1 2 m2v2 2(2 分) 解得碰后 A 的速度 v′1=5 m/s,B 的速度 v2=20 m/s(2 分) 由运动学公式可知 xA= v′2 1 2a =2.5 m<20 m(2 分) xB= v2 2 2a =40 m>20 m(2 分) 即物块 A 不会到达危险区域,物块 B 会到达危险区域. 答案:(1)15m/s (2)见解析 12.解析:(1)设 M 运动到 O 点时的速度大小为 v′,在 M 运动到桌子中央 O 点的过程 中,由动能定理有-μmgs-μmg(s+L)= 1 2 ·2mv′2- 1 2 ·2mv2 0(2 分)解得 v′=2 m/s(1 分)木块 M、N 越过桌子中央 O 点进入右侧光滑区后,剪断 M、N 间的细线瞬间系统动量守恒,由于 小木块 M 最终停在桌面光滑区,故 M 的速度必须为 0.两木块组成的系统在水平方向动量守 恒,设剪断细线后小木块 N 的速度大小为 v,则有 2mv′=mv(2 分)根据能量守恒定律有 EP + 1 2 ·2mv′2= 1 2 mv2(2 分)联立解得 Ep=4 J.(1 分) word 文档 - 14 - / 14 (2)设水平桌面与 A 点的高度差为 h,到 A 点时木块 N 在竖直方向的速度大小为 vy,根据 平抛运动规律有 v2 y=2gh 且 tan 37°= vy v (2 分) 联立解得 h=0.45 m.(1 分) (3)由(2)可知 vy=3 m/s,则木块 N 到达 A 点时的速度大小为 vA= v2+v2 y=5 m/s(2 分) 设小木块 N 到达 B 点时的速度大小为 vB,从 A 点到 B 点的过程,由动能定理有 mgLABsin 37°-μmgLABcos 37°= 1 2 mv2 B- 1 2 mv2 A(2 分) 设木块 N 在轨道最高点时的最小速度为 vmin,即此时木块 N 恰好不离开轨道,则木块 N 从 B 点到轨道最高点的过程,由机械能守恒定律有 1 2 mv2 B= 1 2 mv2 min+2mgR(2 分) 在最高点,根据牛顿第二定律有 mg=m v2 min R (2 分) 联立以上各式解得 R=0.66 m.(1 分) 答案:(1)4 J (2)0.45 m (3)0.66 m

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