高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元過關(guān)檢測6 碰撞與動(dòng)量守恒（含解析）-人教版高三物理試題

單元過關(guān)檢測(六)碰撞與動(dòng)量守恒一、選擇題(本題共8小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6～8題有多項(xiàng)符合題目要求．)1．粗糙的水平地面上放著一個(gè)木塊，一顆子彈水平地射進(jìn)木塊后停留在木塊中，帶動(dòng)木塊一起滑行一段距離，在這個(gè)過程中，子彈和木塊組成的系統(tǒng)()A．動(dòng)量和機(jī)械能都守恒 B．動(dòng)量和機(jī)械能都不守恒C．動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒 D．動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒B[子彈射入木塊過程中，系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，動(dòng)量守恒，在一起滑動(dòng)過程中，受到地面的摩擦力，合外力不為零，動(dòng)量不守恒，根據(jù)能量守恒定律，子彈打入木塊和在地面上滑行過程系統(tǒng)都要克服阻力做功，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能不守恒，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．]2．將靜置在地面上，質(zhì)量為M(含燃料)的火箭模型點(diǎn)火升空，在極短時(shí)間內(nèi)以相對地面的速度v0豎直向下噴出質(zhì)量為m的熾熱氣體．忽略噴氣過程重力和空氣阻力的影響，則噴氣結(jié)束時(shí)火箭模型獲得的速度大小是()A．eq\f(m,M)v0 B．eq\f(M,m)v0C．eq\f(M,M－m)v0 D．eq\f(m,M－m)v0D[根據(jù)動(dòng)量守恒定律mv0＝(M－m)v，得v＝eq\f(m,M－m)v0，選項(xiàng)D正確．]3．如圖所示，具有一定質(zhì)量的小球A固定在輕桿一端，另一端掛在小車支架的O點(diǎn)．用手將小球拉至水平，此時(shí)小車靜止于光滑水平面上，放手讓小球下擺與B處固定的橡皮泥碰擊后粘在一起，則在此過程中小車將()A．向右運(yùn)動(dòng) B．向左運(yùn)動(dòng)C．靜止不動(dòng) D．小球下擺時(shí)，車向左運(yùn)動(dòng)后又靜止D[水平方向上，系統(tǒng)不受外力，因此在水平方向上動(dòng)量守恒．小球下落過程中，水平方向具有向右的分速度，因此為保證動(dòng)量守恒，小車要向左運(yùn)動(dòng)．當(dāng)撞到橡皮泥，是完全非彈性碰撞，A球和小車大小相等、方向相反的動(dòng)量恰好抵消掉，小車會(huì)靜止．]4．(2018·湖南張家界三模)如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為M的滑塊放置在光滑水平面上，滑塊的一側(cè)是一個(gè)四分之一圓弧EF，與水平地面相切于E點(diǎn)，圓弧半徑為R＝1m．另有一個(gè)質(zhì)量為m的小球以初速度v0從E點(diǎn)沖上滑塊，若小球剛好沒躍出圓弧的上端，已知M＝4m，g取10m/s2，不計(jì)摩擦．則小球的初速度v0的大小為()A．v0＝4m/s B．v0＝5m/sC．v0＝6m/s D．v0＝7m/sB[當(dāng)小球上升到圓弧上端時(shí)，小球與滑塊水平方向速度相同，設(shè)為v1，根據(jù)水平方向動(dòng)量守恒有mv0＝(m＋M)v1，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)(m＋M)veq\o\al(2,1)＋mgR，聯(lián)立兩式解得v0＝5m/s，B正確．]5．如圖所示，在光滑的水平面上有2018個(gè)完全相同的小球排成一條直線，均處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)給第一個(gè)小球初動(dòng)能Ek，使它正對其他小球運(yùn)動(dòng)．若小球間的所有碰撞都是完全非彈性的，則整個(gè)碰撞過程中因?yàn)榕鲎矒p失的機(jī)械能總量為()A．eq\f(1,2018)Ek B．eq\f(2017,2018)EkC．eq\f(1,20182)Ek D．eq\f(20182－1,20182)EkB[mv1＝2018m·v，v＝eq\f(1,2018)v1ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)×2018m·v2，其中eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝Ek解得ΔE＝eq\f(2017,2018)Ek，B正確．]6．對下列物理現(xiàn)象的解釋，正確的是()A．擊釘時(shí)，不用橡皮錘僅僅是因?yàn)橄鹌ゅN太輕B．跳遠(yuǎn)時(shí)，在沙坑里填沙，是為了減小沖量C．易碎品運(yùn)輸時(shí)，要用柔軟材料包裝，船舷常常懸掛舊輪胎，都是為了延長作用時(shí)間，減小作用力D．在車內(nèi)推車推不動(dòng)，是因?yàn)楹贤饬_量為零CD[擊釘時(shí)，不用橡皮錘是因?yàn)橄鹌ゅN與釘子的作用時(shí)間長；跳遠(yuǎn)時(shí)，在沙坑里填沙，是為了延長人與地的接觸時(shí)間，所以A、B不正確；據(jù)動(dòng)量定理Ft＝Δp知，當(dāng)Δp相同時(shí)，t越長，作用力越小，故C正確；車能否移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能否改變?nèi)Q于外力的作用，與內(nèi)部作用無關(guān)，所以D正確．]7．(2019·湖北十堰調(diào)研)如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，一質(zhì)量為2m的光滑弧形槽靜止放在足夠長的光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一質(zhì)量為m的小物塊從槽上高h(yuǎn)處由靜止開始下滑，重力加速度為g，下列說法正確的是()A．物塊第一次滑到槽底端時(shí)，槽的動(dòng)能為eq\f(mgh,3)B．物塊第一次滑到槽底端時(shí)，槽的動(dòng)能為eq\f(mgh,6)C．在壓縮彈簧的過程中，物塊和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒D．物塊第一次被彈簧反彈后能追上槽，但不能回到槽上高h(yuǎn)處AD[物塊和槽在水平方向上動(dòng)量守恒，物塊第一次滑到槽底端時(shí)，有mv＝2mv′，由機(jī)械能守恒定律得mgh＝eq\f(1,2)mv2＋eq\f(1,2)×2mv′2，解得槽的動(dòng)能為eq\f(mgh,3)，A正確，B錯(cuò)誤；在壓縮彈簧過程中，物塊和彈簧組成的系統(tǒng)受到墻的作用力，動(dòng)量不守恒，C錯(cuò)誤；物塊被反彈后的速度大于槽的速度，所以能追上槽，當(dāng)滑到槽的最高點(diǎn)時(shí)，二者有相同的速度，由機(jī)械能守恒定律可以知道，物塊不能回到槽上高h(yuǎn)處，D正確．]8．(2019·河北衡水中學(xué)調(diào)研)如圖所示，質(zhì)量分別為m1＝1.0kg和m2＝2.0kg的彈性小球a、b，用輕繩緊緊地把它們捆在一起，使它們發(fā)生微小的形變．該系統(tǒng)以速度v0＝0.10m/s沿光滑水平面向右做直線運(yùn)動(dòng)．某時(shí)刻輕繩突然自動(dòng)斷開，斷開后兩球仍沿原直線運(yùn)動(dòng)．經(jīng)過時(shí)間t＝5.0s后，測得兩球相距s＝4.5m，則下列說法正確的是()A．剛分離時(shí)，a球的速度大小為0.7m/sB．剛分離時(shí)，b球的速度大小為0.2m/sC．剛分離時(shí)，a、b兩球的速度方向相同D．兩球分開過程中釋放的彈性勢能為0.27JABD[系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2，兩球相距s＝v1t－v2t，代入數(shù)據(jù)解得v1＝0.7m/s，v2＝－0.2m/s，負(fù)號(hào)表示速度方向與正方向相反，故A、B正確，C錯(cuò)誤；由能量守恒定律得eq\f(1,2)(m1＋m2)veq\o\al(2,0)＋EP＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)，代入數(shù)據(jù)解得EP＝0.27J，故D正確．]二、非選擇題9．如圖所示為實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．(1)若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1；被碰小球質(zhì)量為m2，半徑為r2，則()A．m1>m2，r1>r2 B．m1<m2，r1<r2C．m1>m2，r1＝r2 D．m1<m2，r1＝r2(2)為完成此實(shí)驗(yàn)，以下所提供的測量工具中必需的是________.(填下列對應(yīng)的字母)A．直尺 B．游標(biāo)卡尺C．天平 D．彈簧秤E．秒表(3)設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置，則關(guān)系式(用m1、m2及圖中字母表示)________成立．即表示碰撞中動(dòng)量守恒．解析(1)兩小球要選等大的，且入射小球的質(zhì)量應(yīng)大些，故選C．(2)該實(shí)驗(yàn)必須測出兩球平拋的水平位移和質(zhì)量，故必須用直尺和天平，因兩球平拋起點(diǎn)相同，不用測小球直徑，故用不到 B．(3)因平拋落地時(shí)間相同，可用水平位移代替速度，故關(guān)系式為m1·eq\o(OP,\s\up6(——,))＝m1·eq\o(OM,\s\up6(——,))＋m2·eq\o(ON,\s\up6(——,)).答案(1)C(2)AC(3)m1·eq\o(OP,\s\up6(——,))＝m1·eq\o(OM,\s\up6(——,))＋m2·eq\o(ON,\s\up6(——,))10．如圖所示，質(zhì)量為3kg的木箱靜止在光滑的水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板正中央放著一個(gè)質(zhì)量為1kg的小木塊，小木塊可視為質(zhì)點(diǎn)．現(xiàn)使木箱和小木塊同時(shí)獲得大小為2m/s的方向相反的水平速度，小木塊與木箱每次碰撞過程中機(jī)械能損失0.4J，小木塊最終停止在木箱正中央．已知小木塊與木箱底板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，木箱內(nèi)底板長為0.2m．求：(1)木箱的最終速度的大??；(2)小木塊與木箱碰撞的次數(shù)．解析(1)設(shè)最終速度為v，木箱與木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以木箱的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得Mv－mv＝(M＋m)v′代入數(shù)據(jù)得v′＝1m/s.(2)對整個(gè)過程，由能量守恒定律可得eq\f(1,2)mv2＋eq\f(1,2)Mv2＝ΔE＋eq\f(1,2)(M＋m)v′2設(shè)碰撞次數(shù)為n，木箱底板長度為L，則有n(μmgL＋0.4J)＝ΔE代入數(shù)據(jù)得n＝6.答案(1)1m/s(2)611．(2019·湖北黃岡聯(lián)考)如圖所示，半徑為R＝0.4m，內(nèi)壁光滑的半圓形軌道固定在水平地面上，質(zhì)量m＝0.96kg的滑塊停放在距軌道最低點(diǎn)A為L＝8.0m的O點(diǎn)處，質(zhì)量為m0＝0.04kg的子彈以速度v0＝250m/s從右邊水平射入滑塊，并留在其中．已知滑塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，子彈與滑塊的作用時(shí)間很短，g取10m/s2，求：(1)子彈相對滑塊靜止時(shí)二者的共同速度大小v；(2)滑塊從O點(diǎn)滑到A點(diǎn)的時(shí)間t；(3)滑塊從A點(diǎn)滑上半圓形軌道后通過最高點(diǎn)B落到水平地面上C點(diǎn)，A與C間的水平距離．解析(1)子彈射入滑塊的過程動(dòng)量守恒，規(guī)定水平向左為正方向，則m0v0＝(m＋m0)v，代入數(shù)據(jù)解得v＝10m/s.(2)子彈擊中滑塊后與滑塊一起在摩擦力的作用下向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度大小為a，則μ(m＋m0)g＝(m＋m0)a，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得vt－eq\f(1,2)at2＝L，聯(lián)立解得t＝1s(t＝4s舍去)．(3)滑塊從O點(diǎn)滑到A點(diǎn)時(shí)的速度vA＝v－at，代入數(shù)據(jù)解得vA＝6m/s.設(shè)滑塊從A點(diǎn)滑上半圓形軌道后通過最高點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB，由機(jī)械能