2024高考物理二輪復習動量定理與動量守恒作業(yè)4含解析新人教版

PAGE10-動量定理與動量守恒專練（4）1.在列車編組站里,一節(jié)動車車廂以1m/s的速度碰上另一節(jié)靜止的拖車車廂,碰后兩節(jié)車廂結(jié)合在一起接著運動.已知兩節(jié)車廂的質(zhì)量均為20t,則碰撞過程拖車車廂受到的沖量大小為(碰撞過程時間很短,內(nèi)力很大)()A. B. C. D.2.如圖所示，水平傳送帶沿順時針方向以恒定速率勻速轉(zhuǎn)動，傳送帶的右側(cè)上方固定一擋板。在時刻，將一滑塊輕輕放在傳送帶的左端。當滑塊運動到擋板所在的位置時，與擋板發(fā)生碰撞，已知碰撞時間極短，不計碰撞過程中的能量損失。某同學畫出了滑塊從時刻到與擋板其次次碰撞前的圖像，其中可能正確的是()A. B.C. D.3.兩球沿始終線發(fā)生正碰，如圖所示的圖象記錄了兩球碰撞前后的運動狀況，圖中的分別為碰撞前兩球的圖線.碰撞后兩球粘合在一起，c為碰撞后整體的圖線.若A球的質(zhì)量，則下列說法正確的是()A.B球的質(zhì)量B.相碰時，B對A所施沖量大小為C.碰撞過程中，兩球組成的系統(tǒng)損失的動能為10JD.碰撞前總動量為4.如圖所示為一空間探測器的示意圖，是四個噴氣發(fā)動機，的連線與空間一固定坐標系的x軸平行，的連線與y軸平行，每臺發(fā)動機開動時，都能向探測器供應推力，但不會使探測器轉(zhuǎn)動，起先時，探測器以恒定的速率向x軸正方向平動，要使探測器改為向x軸正向偏y軸負向60°的方向以原來的速率平動，則可()A.先開動適當時間，再開動 B.先開動適當時間，再開動C.先開動適當時間，再開動 D.先開動適當時間，再開動5.如圖所示，質(zhì)量為的小球乙用長為的輕繩懸于O點，另一等大的質(zhì)量為的小球甲放在光滑的水平面上，小球甲、乙均可視為質(zhì)點。現(xiàn)給小球甲一水平向右的速度，經(jīng)過一段時間兩小球發(fā)生正碰，且碰后小球甲的速度變?yōu)椋院笮∏蛞以谪Q直面內(nèi)做圓周運動，重力加速度。則下列說法正確的是()A.碰后瞬間小球乙的速度大小為6m/sB.小球甲和小球乙碰撞的過程中損失的機械能為0.6JC.小球乙在最高點時輕繩的拉力大小為零D.兩小球碰后的瞬間輕繩的拉力大小為6N6.如圖所示,三個完全相同且質(zhì)量均為m的正方體疊放在水平地面上;鎖定后正方體2的4個斜面均與水平方向成45°角.若不計一切摩擦,解除鎖定后,正方體2下落過程中未發(fā)生轉(zhuǎn)動,下列說法正確的是()A.解除鎖定前,正方體2對1的壓力大小為B.正方體2與正方體1、3分別前的速度與正方體1的速度總是大小相等C.正方體2落地前,1、2、3構(gòu)成的系統(tǒng)機械能不守恒D.正方體2落地前,1、2、3構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒7.如圖所示，質(zhì)量為m的半圓軌道小車靜止在光滑的水平地面上，其水平直徑長度為，現(xiàn)將質(zhì)量也為m的小球從距A點正上方高處由靜止釋放，然后由A點經(jīng)過半圓軌道后從B沖出，在空中能上升的最大高度為（不計空氣阻力，小球可視為質(zhì)點），則()A.小球和小車組成的系統(tǒng)動量守恒B.小車向左運動的最大距離為C.小球離開小車后做豎直上拋運動D.小球其次次能上升的最大高度h滿意8.將兩個體積相同的小球（可視為質(zhì)點）用等長的輕繩懸掛在天花板上同一點.如圖所示，使B球靜止，拉起A球，放開后A與B碰撞，不計碰撞過程中的機械能損失，下列描述正確的是()A.若兩球都是鋼球，則碰撞后A球靜止在最低點，B球向右運動B.若A球是鋼球，B球為塑料球，則碰撞后一起向右運動C.若A球是塑料球，B球是鋼球，則碰撞后A球向左運動，B球向右運動D.若兩球都是塑料球，則碰撞后一起向右運動9.在某次軍演中，炮兵運用了炮口與水平方向的夾角θ可調(diào)整的迫擊炮，已知迫擊炮的總質(zhì)量為M（不包括炮彈的質(zhì)量），炮彈的質(zhì)量為m，忽視迫擊炮與水平面之間的摩擦力及炮管長度。則下列說法正確的是()A.假如，炮彈離開炮口的速度為時，炮身后退的速度為B.假如，炮彈離開炮口的速度為時，炮身后退的速度為C.假如，炮彈相對炮口的速度為時，炮身后退的速度為D.假如，炮彈離開炮口的速度為時，炮身后退的速度為10.如圖所示，兩物體質(zhì)量之比，原來靜止在平板小車C上，間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑。彈簧突然釋放后，下列說法正確的是()A.若與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，組成系統(tǒng)的動量守恒B.若與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，組成系統(tǒng)的動量守恒C.若所受的摩擦力大小相等，組成系統(tǒng)的動量守恒D.若所受的摩擦力大小相等，組成系統(tǒng)的動量守恒11.某物理愛好小組利用如圖甲所示的裝置進行驗證動量守恒定律及測定平臺上A點左側(cè)與滑塊a之間的動摩擦因數(shù)的試驗.在足夠大的水平平臺上的A點放置一個光電門，A點右側(cè)為光滑水平面，左側(cè)為粗糙水平面，當?shù)刂亓铀俣却笮間.采納的試驗步驟如下：A.在小滑塊a上固定一個寬度為d的窄擋光片；B.用天平分別測出小滑塊a（含擋光片）和小球b的質(zhì)量；C.在a和b間用細線連接，中間夾一被壓縮了的輕短彈簧，靜止放置在平臺上；D.燒斷細線后，瞬間被彈開，向相反方向運動；E.記錄滑塊a通過光電門時擋光片的遮光時間；F.滑塊a最終停在C點（圖中未畫出），用刻度尺測出之間的距離；G.小球b從平臺邊緣飛出后，落在水平地面的B點，用刻度尺測出平臺距水平地面的高度h及平臺邊緣垂線與B點之間的水平距離；H.變更彈簧壓縮量，進行多次測量.（1）用螺旋測微器測量擋光片的寬度，如圖乙所示，則擋光片的寬度為_____mm；（2）該試驗要驗證動量守恒定律，則只需驗證彈開后的動量大小相等，即a的動量大小_________等于b的動量大小__________；（用上述試驗所涉及物理量的字母表示）（3）變更彈簧壓縮量，多次測量后，該愛好小組得到的距離與，的關(guān)系圖象如圖丙所示，圖象的斜率為k，則平臺上A點左側(cè)與滑塊a之間的動摩擦因數(shù)大小為________.（用上述試驗數(shù)據(jù)字母表示）12.飛船在遠離星球的宇宙深處航行時，共他星體對飛船的萬有引力作用很微弱，可忽視不計，此時飛船將不受外力作用做勻速直線運動.設(shè)想有一質(zhì)量為M的宇宙飛船，正以速度在宇宙中飛行.飛船可視為橫截面積為S的圓柱體（如圖所示）.某時刻飛船監(jiān)測到前面有一片塵埃云.已知塵埃云分布勻稱，密度為ρ.假設(shè)塵埃靜止，與飛船發(fā)生的是彈性碰撞，且不考慮塵埃間的相互作用.為了保證飛船能以速度勻速穿過塵埃云，在剛進入塵埃云時，飛船馬上開啟內(nèi)置的離子加速器.已知該離子加速器是利用電場加速帶電粒子，形成向外放射的高速（遠遠大于飛船速度）粒子流，從而對飛船產(chǎn)生推力.若放射的是一價陽離子，每個陽離子的質(zhì)量為m，加速電壓為U，元電荷為e.在向外放射高速粒子流的過程中飛船質(zhì)量的變更可忽視.求單位時間內(nèi)射出的陽離子數(shù).

答案以及解析1.答案：C解析：動車車廂和拖車車廂碰撞過程動量守恒,依據(jù)動量守恒定律有,對拖車車廂,依據(jù)動量定理有,聯(lián)立解得,選項C正確.2.答案：A解析：傳送帶沿順時針方向勻速率轉(zhuǎn)動，滑塊輕放在傳送帶左端后，先向右做初速度為零的勻加速直線運動，假如傳送帶足夠長，滑塊加速到與傳送帶的速度相同，即，然后與傳送帶一起勻速運動，與擋板碰撞后滑塊以初速度向左做勻減速直線運動，當速度減為零后再向右做初速度為零的勻加速直線運動，與擋板發(fā)生其次次碰撞時速度為，滑塊在傳送帶上做變速運動時加速度大小相等，故A正確。3.答案：C解析：由圖線的斜率等于速度可知，碰撞前A球的速度，B球的速度為，碰撞后兩球的速度相等，為，對組成的系統(tǒng)，依據(jù)動量守恒定律得，解得，選項A錯誤；對A，由動量定理得B對A所施沖量為，選項B錯誤；碰撞過程中，兩球組成的系統(tǒng)損失的動能，代入數(shù)據(jù)解得，選項C正確；碰撞前總動量為，選項D錯誤.4.答案：A解析：探測器原來沿著x軸正方向以速率飛行，具有的動量為，方向沿x軸正方向。如要通過操作四個噴氣發(fā)動機，利用反沖使得探測器仍以速率沿著x軸正向偏y軸負向60°的方向平動，即探測器動量的x重量由變?yōu)椋鴜重量由0變?yōu)?，依?jù)反沖規(guī)律可判定，為了使探測器運動轉(zhuǎn)向，必需要開動x軸正方向噴氣的發(fā)動機一段時間，以使探測器動量的x重量由變?yōu)椋匦枰_動向y軸正方向噴氣的一段時間，以使探測器動量的y重量由0變?yōu)椋x項A正確。5.答案：A解析：碰撞過程中，小球甲、乙組成的系統(tǒng)動量守恒，選取小球甲運動的方向為正方向，依據(jù)動量守恒定律得，代入數(shù)據(jù)可得，A正確；兩球碰撞過程中損失的機械能為，代入數(shù)據(jù)解得，B錯誤；碰后小球乙由最低點擺至最高點的過程中，小球乙的機械能守恒，設(shè)到最高點時的速度為，則由機械能守恒定律得，在最高點進行受力分析得，代入數(shù)據(jù)解得，C錯誤；兩小球碰后的瞬間，代入數(shù)據(jù)解得，D錯誤。6.答案：AB解析：解除鎖定前,對正方體2受力分析,由平衡條件可知,解得,由牛頓第三定律可知,正方體2對1的壓力大小為,選項A正確;由幾何關(guān)系可知,正方體2與正方體1、3分別前下落的高度總等于正方體1向左移動的距離,可知正方體2落地前的速度與正方體1的速度總是大小相等,選項B正確;正方體2落地前,1、2、3構(gòu)成的系統(tǒng)由于只有2的重力做功,則系統(tǒng)的機械能守恒,選項C錯誤;正方體2落地前,1、2、3構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向所受合外力為零,則水平方向動量守恒,但豎直方向所受合外力不為零,故系統(tǒng)的動量不守恒,選項D錯誤.7.答案：CD解析：小球與小車組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零，系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，小球與小車組成的系統(tǒng)在豎直方向所受合外力不為零，系統(tǒng)在豎直方向上動量不守恒，選項A錯誤；當小球向右運動時，設(shè)任一時刻小球速度的水平重量大小為v，小車的速度大小為，依據(jù)系統(tǒng)水平方向動量守恒，以向右為正方向，得，即，則小球在水平方向的位移大小x與小車在水平方向的位移大小相等，又，解得小車向左運動的最大距離，選項B錯誤；小球與小車組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，系統(tǒng)水平方向動量為零，小球離開小車時兩者在水平方向速度相等，則小球離開小車時小球與小車水平方向速度均為零，小球離開小車后做豎直上拋運動，選項C正確；小球第一次在車中運動過程中，由功能關(guān)系得，小球其次次在車中運動過程中，對應位置處速度變小，小車對小球的彈力變小，小球克服摩擦做的功變少，即，設(shè)小球其次次能上升的最大高度為h，由功能關(guān)系得，解得，選項D正確.8.答案：AC解析：若兩球都是鋼球，則兩球質(zhì)量相等，不計碰撞過程中的機械能損失，依據(jù)彈性碰撞過程中動量守恒和機械能守恒，得碰撞后兩球交換速度，所以碰撞后A球靜止在最低點，B球向右運動，選項A正確，同理可得選項D錯誤；若A球是鋼球，B球為塑料球，則A球質(zhì)量大于B球，依據(jù)彈性碰撞過程中動量守恒和機械能守恒，得碰撞后兩球速度方向相同，但A球速度小于B球速度，選項B錯誤；若A球是塑料球，B球是鋼球，則A球質(zhì)量小于B球，依據(jù)彈性碰撞過程中動量守恒和機械能守恒，得碰撞后A球速度向左，B球速度向右，選項C正確.9.答案：BD解析：假如，炮彈沿水平方向射出，對于炮身和炮彈組成的系統(tǒng)滿意動量守恒定律，若炮彈速度為，，解得，A錯誤，B正確；假如，炮彈相對炮口的速度為時，假設(shè)炮彈相對地面的速度大小為，炮身相對地面的速度大小為，則，由動量守恒定律得，整理解得，C錯誤；假如，在炮彈射出瞬間對于炮身和炮彈組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，設(shè)炮身后退的速度為，則，解得，D正確。10.答案：BCD解析：假如與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，彈簧釋放后，分別相對小車向左、向右滑動，它們所受的滑動摩擦力向右，向左，由于，所以，則組成的系統(tǒng)所受的外力之和不為零，故其動量不守恒，選項A錯誤；對組成的系統(tǒng)，與C間的摩擦力為內(nèi)力，該系統(tǒng)所受的外力的合力為零，故該系統(tǒng)的動量守恒，選項BD正確；若所受摩擦力大小相等，則組成的系統(tǒng)的外力之和為零，故其動量守恒，選項C正確。11.答案：（1）2.550（2）；（3）解析：（1）螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為2.5mm，可動刻度讀數(shù)為，所以最終讀數(shù)為.（2）燒斷細線后，a向左運動，經(jīng)過光電門.依據(jù)速度公式可知，a經(jīng)過光電門的速度大小為，故a的動量大小為離開平臺后做平拋運動，依據(jù)平拋運動規(guī)律