2022屆新教材高考物理一輪復(fù)習(xí)單元質(zhì)檢六動(dòng)量守恒定律含解析新人教版

1、單元質(zhì)檢六動(dòng)量守恒定律(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題,每小題6分,共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)符合題目要求)1.下列有關(guān)實(shí)際現(xiàn)象的說(shuō)法,不符合事實(shí)的是()a.火箭靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度b.體操運(yùn)動(dòng)員在著地時(shí)屈腿是為了減小地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力c.用槍射擊時(shí)要用肩部抵住槍身是為了減少反沖的影響d.為了減輕撞車(chē)時(shí)對(duì)司乘人員的傷害程度,發(fā)動(dòng)機(jī)艙越堅(jiān)固越好2.(2020廣東廣州月考)蹦床是一項(xiàng)技術(shù)含量很高的體育運(yùn)動(dòng)。如圖所示,某時(shí)刻運(yùn)動(dòng)員從空中最高點(diǎn)o自由下落,接觸蹦床a點(diǎn)后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)c。b點(diǎn)為人靜止在蹦床上時(shí)的位置。忽略空氣阻力。運(yùn)動(dòng)

2、員從最高點(diǎn)下落到最低點(diǎn)的過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員在()a.oa段動(dòng)量守恒b.ac段的動(dòng)量變化量小于ac段彈力的沖量c.b點(diǎn)的動(dòng)量為零d.oa段受到重力的沖量等于ac段彈力的沖量3.2020年5月8日,我國(guó)新一代載人飛船試驗(yàn)船成功著陸,3具降落傘組成傘群完成減速,其總面積相當(dāng)于6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)籃球場(chǎng)。飛船總質(zhì)量為m,接近地面時(shí)已經(jīng)是以速度v勻速下落,每個(gè)降落傘提供的拉力和豎直方向夾角均為,重力加速度為g;試驗(yàn)船底部安裝6個(gè)卡車(chē)輪大小的緩沖氣囊?guī)椭w船平穩(wěn)著陸,緩沖時(shí)間為t,繩子重力不計(jì),飛船所受空氣阻力不計(jì),著陸的瞬間繩子自動(dòng)斷裂(拋傘)。以下說(shuō)法正確的是()a.每個(gè)降落傘產(chǎn)生的拉力是mgcosb.每個(gè)降落傘產(chǎn)生

3、的拉力是mg3sinc.每個(gè)緩沖氣囊所受的平均作用力為m(v+gt)6td.每個(gè)緩沖氣囊所受的平均作用力為mv6t4.(2020安徽六校教育研究會(huì)檢測(cè))如圖所示,在水平地面上有一質(zhì)量為m的長(zhǎng)木板,其右端固定有一立柱。質(zhì)量為m的人立于木板左端,木板與人均靜止。在人加速向右奔跑的過(guò)程中,木板向左運(yùn)動(dòng),到達(dá)右端時(shí)立刻抱住立柱。關(guān)于抱住立柱后,人與木板一起運(yùn)動(dòng)的方向,下列說(shuō)法中正確的是()a.若水平面光滑,人與木板一起向右運(yùn)動(dòng)b.若水平面粗糙,人與木板一起向右運(yùn)動(dòng)c.若水平面光滑,且mm,人與木板一起向右運(yùn)動(dòng)d.若水平面粗糙,且mm,人與木板一起向左運(yùn)動(dòng)5.如圖所示,光滑水平面上有a、b兩輛小車(chē),質(zhì)量

4、均為m=1 kg,現(xiàn)將小球c用長(zhǎng)為0.2 m的細(xì)線懸于輕質(zhì)支架頂端,mc=0.5 kg。開(kāi)始時(shí)a車(chē)與c球以v0=4 m/s的速度沖向靜止的b車(chē)。若兩車(chē)正碰后粘在一起,不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2,則()a.a車(chē)與b車(chē)碰撞瞬間,兩車(chē)動(dòng)量守恒,機(jī)械能也守恒b.從兩車(chē)粘在一起到小球擺到最高點(diǎn)的過(guò)程中,a、b、c組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒c.小球能上升的最大高度為0.16 md.小球能上升的最大高度為0.12 m二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)6.(2020云南玉溪高三開(kāi)學(xué)考試

5、)某同學(xué)質(zhì)量為60 kg,在軍訓(xùn)中要求他從岸上以大小為2 m/s的速度跳到一條向他緩緩飄來(lái)的小船上,然后去執(zhí)行任務(wù),小船的質(zhì)量是140 kg,原來(lái)的速度大小是0.5 m/s,該同學(xué)上船后又跑了幾步,最終停在船上,水的阻力忽略不計(jì)。則()a.人和小船最終靜止在水面上b.該同學(xué)的動(dòng)量變化量大小為105 kgm/sc.船最終的速度大小是0.25 m/sd.船的動(dòng)量變化量大小是70 kgm/s7.(2020安徽六校教育研究會(huì)檢測(cè))在光滑水平面上沿一方向運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩小球,動(dòng)量大小相等,質(zhì)量之比為15。兩小球發(fā)生正碰后,甲、乙兩球的動(dòng)量大小之比為111。則甲球在碰撞前、后的速度大小之比可能是()a.61

6、b.51c.101d.1158.(2020湖南懷化一模)如圖甲所示,兩個(gè)彈性球a和b放在光滑的水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài),質(zhì)量分別為m1和m2,其中m1=1 kg?，F(xiàn)給a球一個(gè)水平向右的瞬時(shí)動(dòng)量,使a、b球發(fā)生彈性碰撞,以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn),兩球的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,從圖示信息可知()a.b球的質(zhì)量m2=2 kgb.球a和b在相互擠壓的過(guò)程中產(chǎn)生的最大彈性勢(shì)能為4.5 jc.在t2時(shí)刻兩球動(dòng)能之比為ek1ek2=18d.t3時(shí)刻兩球的動(dòng)能之和大于0時(shí)刻a球的動(dòng)能三、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共20分)9.(10分)(2020全國(guó)卷)某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證動(dòng)量定理,所用器材包括:氣墊導(dǎo)軌

7、、滑塊(上方安裝有寬度為d的遮光片)、兩個(gè)與計(jì)算機(jī)相連接的光電門(mén)、砝碼盤(pán)和砝碼等。實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)開(kāi)動(dòng)氣泵,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌,輕推滑塊,當(dāng)滑塊上的遮光片經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的遮光時(shí)間時(shí),可認(rèn)為氣墊導(dǎo)軌水平;(2)用天平測(cè)砝碼與砝碼盤(pán)的總質(zhì)量m1、滑塊(含遮光片)的質(zhì)量m2;(3)用細(xì)線跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪將滑塊與砝碼盤(pán)連接,并讓細(xì)線水平拉動(dòng)滑塊;(4)令滑塊在砝碼和砝碼盤(pán)的拉動(dòng)下從左邊開(kāi)始運(yùn)動(dòng),和計(jì)算機(jī)連接的光電門(mén)能測(cè)量出遮光片經(jīng)過(guò)a、b兩處的光電門(mén)的遮光時(shí)間t1、t2及遮光片從a運(yùn)動(dòng)到b所用的時(shí)間t12;(5)在遮光片隨滑塊從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中,如果將砝碼和砝碼盤(pán)所受重力視為滑塊所受拉力,拉力沖量的大小

8、i=,滑塊動(dòng)量改變量的大小p=;(用題中給出的物理量及重力加速度g表示)(6)某次測(cè)量得到的一組數(shù)據(jù)為:d=1.000 cm,m1=1.5010-2 kg,m2=0.400 kg,t1=3.90010-2 s,t2=1.27010-2 s,t12=1.50 s,g取9.80 m/s2。計(jì)算可得i= ns,p= kgm/s;(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)(7)定義=i-pi100%,本次實(shí)驗(yàn)=%(保留1位有效數(shù)字)。10.(10分)(1)如圖甲所示,在水平槽末端與水平地面間放置了一個(gè)斜面,斜面的底端與o點(diǎn)重合。剛開(kāi)始不放小球b,使小球a從斜槽上c點(diǎn)由靜止?jié)L下,然后在水平槽末端放上小球b,使小球a仍從

9、c點(diǎn)由靜止?jié)L下,得到小球在斜面上的落點(diǎn)m、p、n。用刻度尺測(cè)得斜面底端到m、p、n三點(diǎn)的距離分別為lom、lop、lon,測(cè)量出斜面的傾角為,用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球a、b的質(zhì)量分別為m1、m2。則僅利用以上數(shù)據(jù)能不能驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中總動(dòng)量守恒?若能,請(qǐng)用所測(cè)物理量寫(xiě)出驗(yàn)證表達(dá)式;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由。(2)實(shí)驗(yàn)小組成員小紅對(duì)(1)中裝置進(jìn)行了改造,改造后的裝置如圖乙所示。使小球a仍從斜槽上c點(diǎn)由靜止?jié)L下,得到小球在以斜槽末端為圓心的14圓弧上的落點(diǎn)m、p、n。測(cè)量軌道末端和m、p、n三點(diǎn)的連線與水平方向的夾角分別為1、2、3,測(cè)得小球a、b的質(zhì)量分別為m1、m2,則驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒的表達(dá)

10、式為(用所測(cè)物理量的符號(hào)表示)。四、計(jì)算題(本題共2小題,共32分)11.(14分)(2020福建武平月考)如圖所示,半徑為r的光滑圓形軌道固定在豎直面內(nèi)。小球a、b質(zhì)量分別為2m、3m,a球從左邊某高度處由靜止開(kāi)始沿軌道下滑,與靜止于軌道最低點(diǎn)的b球相撞,碰撞后b球能達(dá)到的最大高度為r4,重力加速度為g。試求:(1)第一次碰撞剛結(jié)束時(shí)b球的速度大小;(2)若a、b兩球的碰撞是完全彈性碰撞,則a球當(dāng)初是從多高的地方滑下的。12.(18分)(2020山東濰坊開(kāi)學(xué)考試)如圖甲所示,下表面光滑的長(zhǎng)木板b靜止放在水平面上,質(zhì)量為m3=2 kg的物塊c放在長(zhǎng)木板的最右端,質(zhì)量為m1=1 kg的物塊a從距

11、長(zhǎng)木板b左側(cè)s0=9.5 m處以某一初速度向長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后物塊a與長(zhǎng)木板b發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短),以長(zhǎng)木板b開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),長(zhǎng)木板b和物塊c運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示,已知物塊a與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1=0.1,物塊c與長(zhǎng)木板b間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2=0.2,重力加速度g取10 m/s2,求:(1)長(zhǎng)木板b的質(zhì)量m2;(2)物塊a的初速度大小v0;(3)a靜止時(shí),系統(tǒng)a、b、c由于摩擦產(chǎn)生的熱量q。參考答案單元質(zhì)檢六動(dòng)量守恒定律1.d火箭靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度,故a正確;體操運(yùn)動(dòng)員在著地時(shí)屈腿可以延長(zhǎng)著地時(shí)間,從而可以減小地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力,故b正確;用槍射擊時(shí)要用

12、肩部抵住槍身是可以防止槍身快速后退而造成傷害,故是為了減少反沖的影響,故c正確;為了減輕撞車(chē)時(shí)對(duì)司乘人員的傷害程度,發(fā)動(dòng)機(jī)艙應(yīng)有彈性,從而延長(zhǎng)與人的接觸時(shí)間而減小傷害,故d錯(cuò)誤。2.boa段合外力即為重力,合外力不為零,動(dòng)量增大,故a錯(cuò)誤;ac段根據(jù)動(dòng)量定理有ig+i彈=p可知,p0,i彈0,則有|p|0,人抱住立柱后瞬時(shí)速度為正值,說(shuō)明若水平面粗糙,人與木板一起向右運(yùn)動(dòng),故b正確,d錯(cuò)誤。5.c車(chē)碰撞后粘在一起,屬于典型的非彈性碰撞,有機(jī)械能損失,故a錯(cuò)誤;從兩車(chē)粘在一起到小球擺到最高點(diǎn)的過(guò)程中,在豎直方向上a、b、c組成的系統(tǒng)所受合外力不為零,則系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,故b錯(cuò)誤;a、b兩車(chē)碰撞過(guò)程

13、,動(dòng)量守恒,設(shè)兩車(chē)剛粘在一起時(shí)共同速度為v1,有mv0=2mv1,解得v1=2m/s,從小球開(kāi)始上擺到小球擺到最高點(diǎn)的過(guò)程中,a、b、c組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒,設(shè)小球上升到最高點(diǎn)時(shí)三者共同速度為v2,有2mv1+mcv0=(2m+mc)v2,解得v2=2.4m/s,從兩車(chē)粘在一起到小球擺到最高點(diǎn)的過(guò)程中,a、b、c組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,即mcgh=12mcv02+122mv12-12(2m+mc)v22,解得h=0.16m,故c正確,d錯(cuò)誤。6.bc規(guī)定該同學(xué)原來(lái)的速度方向?yàn)檎较颉ＴO(shè)該同學(xué)上船后,船與該同學(xué)的共同速度為v。由題意,水的阻力忽略不計(jì),該同學(xué)跳上小船后與小船達(dá)到共同速度的

14、過(guò)程中,該同學(xué)和船組成的系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,則由動(dòng)量守恒定律得m人v人-m船v船=(m人+m船)v,代入數(shù)據(jù)解得v=0.25m/s,方向與該同學(xué)原來(lái)的速度方向相同,與船原來(lái)的速度方向相反,故a錯(cuò)誤,c正確;該同學(xué)的動(dòng)量變化量為p=m人v-m人v人=60(0.25-2)kgm/s=-105kgm/s,負(fù)號(hào)表示方向與選擇的正方向相反,故b正確;船的動(dòng)量變化量為p=1400.25-(-0.5)kgm/s=105kgm/s,故d錯(cuò)誤。7.ab設(shè)碰前甲、乙的動(dòng)量均為p0,則總動(dòng)量為2p0;若碰后甲、乙運(yùn)動(dòng)方向相同,則碰后甲的動(dòng)量p1=111+12p0=p06,則此時(shí)甲球在碰撞前、后的速度

15、大小之比是61;若碰后甲、乙運(yùn)動(dòng)方向相反,則碰后甲的動(dòng)量p1=111-12p0=p05,則此時(shí)甲球在碰撞前、后的速度大小之比是51,故選a、b。8.ac兩球碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以向右為正方向,由圖示圖線可知,t1時(shí)刻兩球速度相等為1m/s,由動(dòng)量守恒定律得m1v0=(m1+m2)v,解得m2=2kg,a正確;當(dāng)兩球速度相等時(shí)彈性勢(shì)能最大,由能量守恒定律得12m1v02=12(m1+m2)v2+epm,解得epm=3j,b錯(cuò)誤;兩球發(fā)生彈性碰撞,碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒,以向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得m1v0=m1va+mvb,由機(jī)械能守恒定律得12m1v02=12m1va2+12m

16、2vb2,代入數(shù)據(jù)解得va=-1m/s,vb=2m/s,t2時(shí)刻兩球動(dòng)能之比為ek1ek2=12m1va212m2vb2=18,c正確;兩球發(fā)生彈性碰撞,碰撞過(guò)程系統(tǒng)機(jī)械能守恒,由此可知,t3時(shí)刻兩球的動(dòng)能之和等于0時(shí)刻a球的動(dòng)能,d錯(cuò)誤。9.答案(1)大約相等(5)m1gt12m2dt2-dt1(6)0.2210.212(7)4解析根據(jù)題目給出的物理量,利用沖量的定義式求沖量;利用極限思想求出滑塊通過(guò)a、b兩個(gè)光電門(mén)時(shí)的速度。(1)氣墊導(dǎo)軌水平時(shí),滑塊在導(dǎo)軌上做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以當(dāng)滑塊通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間大約相等時(shí),可認(rèn)為氣墊導(dǎo)軌水平。(5)根據(jù)題干可知,拉力f=m1g,根據(jù)沖量的定義可得,

17、拉力的沖量i=m1gt12;滑塊通過(guò)光電門(mén)a的速度va=dt1,通過(guò)光電門(mén)b的速度vb=dt2,所以滑塊動(dòng)量的改變量p=m2dt2-dt1。(6)把題干中的數(shù)據(jù)代入i=m1gt12,可知i=0.221ns;把題干中的數(shù)據(jù)代入p=m2dt2-dt1,可得p=0.212kgm/s。(7)把(6)中的數(shù)據(jù)代入=i-pi100%可得=4%。10.答案(1)不能,因?yàn)楦鶕?jù)所測(cè)得的物理量不能求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,不能求出小球碰撞前后的速度(2)m1cos2sin2=m1cos1sin1+m2cos3sin3解析(1)設(shè)水平槽末端離水平地面的高度為h,o點(diǎn)到落點(diǎn)的距離為l,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有h-lsin

18、=12gt2,解得t=2(h-lsin)g,由于h沒(méi)有測(cè)定,故根據(jù)所測(cè)得的物理量不能求出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,故不能求出小球碰撞前后的速度,因此不能驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中總動(dòng)量是否守恒。(2)設(shè)圓弧半徑為r,小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v,則有rsin=12gt2,rcos=vt,解得v2=grcos22sin,則驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為m1cos2sin2=m1cos1sin1+m2cos3sin3。11.答案(1)122gr(2)2564r解析(1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律有123mvb2=3mgr4解得vb=122gr(2)設(shè)a球當(dāng)初是從高h(yuǎn)的地方滑下的,且碰前a的速度為v,則2mgh=122mv2a、b碰撞過(guò)程,由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律可知2mv=2mva+3mvb122mv2=122mva2+123mvb2聯(lián)立可得h=2564r12.答案(1)2 kg(2)10 m/s(3)32 j解析(1)根據(jù)題圖乙可知,長(zhǎng)木板b的加速度大小為a2=v2t=2m/s2根據(jù)牛頓第二定律可得2m3g=m2a2聯(lián)立解得m2=