2024高考物理二輪復(fù)習(xí)動(dòng)量定理與動(dòng)量守恒作業(yè)4含解析新人教版

PAGE10-動(dòng)量定理與動(dòng)量守恒專練（4）1.在列車編組站里,一節(jié)動(dòng)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(yùn)動(dòng).已知兩節(jié)車廂的質(zhì)量均為20t,則碰撞過(guò)程拖車車廂受到的沖量大小為(碰撞過(guò)程時(shí)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(shí)針?lè)较蛞院愣ㄋ俾蕜蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶的右側(cè)上方固定一擋板。在時(shí)刻，將一滑塊輕輕放在傳送帶的左端。當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到擋板所在的位置時(shí)，與擋板發(fā)生碰撞，已知碰撞時(shí)間極短，不計(jì)碰撞過(guò)程中的能量損失。某同學(xué)畫出了滑塊從時(shí)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(yùn)動(dòng)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(shuō)法正確的是()A.B球的質(zhì)量B.相碰時(shí)，B對(duì)A所施沖量大小為C.碰撞過(guò)程中，兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為10JD.碰撞前總動(dòng)量為4.如圖所示為一空間探測(cè)器的示意圖，是四個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，的連線與空間一固定坐標(biāo)系的x軸平行，的連線與y軸平行，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)開動(dòng)時(shí)，都能向探測(cè)器供應(yīng)推力，但不會(huì)使探測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)，起先時(shí)，探測(cè)器以恒定的速率向x軸正方向平動(dòng)，要使探測(cè)器改為向x軸正向偏y軸負(fù)向60°的方向以原來(lái)的速率平動(dòng)，則可()A.先開動(dòng)適當(dāng)時(shí)間，再開動(dòng) B.先開動(dòng)適當(dāng)時(shí)間，再開動(dòng)C.先開動(dòng)適當(dāng)時(shí)間，再開動(dòng) D.先開動(dòng)適當(dāng)時(shí)間，再開動(dòng)5.如圖所示，質(zhì)量為的小球乙用長(zhǎng)為的輕繩懸于O點(diǎn)，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(diǎn)?，F(xiàn)給小球甲一水平向右的速度，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間兩小球發(fā)生正碰，且碰后小球甲的速度變?yōu)?，以后小球乙在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度。則下列說(shuō)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(guò)程中損失的機(jī)械能為0.6JC.小球乙在最高點(diǎn)時(shí)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(gè)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(gè)斜面均與水平方向成45°角.若不計(jì)一切摩擦,解除鎖定后,正方體2下落過(guò)程中未發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.解除鎖定前,正方體2對(duì)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(jī)械能不守恒D.正方體2落地前,1、2、3構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)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(zhǎng)度為，現(xiàn)將質(zhì)量也為m的小球從距A點(diǎn)正上方高處由靜止釋放，然后由A點(diǎn)經(jīng)過(guò)半圓軌道后從B沖出，在空中能上升的最大高度為（不計(jì)空氣阻力，小球可視為質(zhì)點(diǎn)），則()A.小球和小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.小車向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為C.小球離開小車后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)D.小球其次次能上升的最大高度h滿意8.將兩個(gè)體積相同的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）用等長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板上同一點(diǎn).如圖所示，使B球靜止，拉起A球，放開后A與B碰撞，不計(jì)碰撞過(guò)程中的機(jī)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(diǎn)，B球向右運(yùn)動(dòng)B.若A球是鋼球，B球?yàn)樗芰锨颍瑒t碰撞后一起向右運(yùn)動(dòng)C.若A球是塑料球，B球是鋼球，則碰撞后A球向左運(yùn)動(dòng)，B球向右運(yùn)動(dòng)D.若兩球都是塑料球，則碰撞后一起向右運(yùn)動(dòng)9.在某次軍演中，炮兵運(yùn)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(zhǎng)度。則下列說(shuō)法正確的是()A.假如，炮彈離開炮口的速度為時(shí)，炮身后退的速度為B.假如，炮彈離開炮口的速度為時(shí)，炮身后退的速度為C.假如，炮彈相對(duì)炮口的速度為時(shí)，炮身后退的速度為D.假如，炮彈離開炮口的速度為時(shí)，炮身后退的速度為10.如圖所示，兩物體質(zhì)量之比，原來(lái)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(shuō)法正確的是()A.若與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒B.若與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒C.若所受的摩擦力大小相等，組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒D.若所受的摩擦力大小相等，組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒11.某物理愛(ài)好小組利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律及測(cè)定平臺(tái)上A點(diǎn)左側(cè)與滑塊a之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的試驗(yàn).在足夠大的水平平臺(tái)上的A點(diǎn)放置一個(gè)光電門，A點(diǎn)右側(cè)為光滑水平面，左側(cè)為粗糙水平面，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間.采納的試驗(yàn)步驟如下：A.在小滑塊a上固定一個(gè)寬度為d的窄擋光片；B.用天平分別測(cè)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(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的輕短彈簧，靜止放置在平臺(tái)上；D.燒斷細(xì)線后，瞬間被彈開，向相反方向運(yùn)動(dòng)；E.記錄滑塊a通過(guò)光電門時(shí)擋光片的遮光時(shí)間；F.滑塊a最終停在C點(diǎn)（圖中未畫出），用刻度尺測(cè)出之間的距離；G.小球b從平臺(tái)邊緣飛出后，落在水平地面的B點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出平臺(tái)距水平地面的高度h及平臺(tái)邊緣垂線與B點(diǎn)之間的水平距離；H.變更彈簧壓縮量，進(jìn)行多次測(cè)量.（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)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(yàn)要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，則只需驗(yàn)證彈開后的動(dòng)量大小相等，即a的動(dòng)量大小_________等于b的動(dòng)量大小__________；（用上述試驗(yàn)所涉及物理量的字母表示）（3）變更彈簧壓縮量，多次測(cè)量后，該愛(ài)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(tái)上A點(diǎn)左側(cè)與滑塊a之間的動(dòng)摩擦因數(shù)大小為________.（用上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)字母表示）12.飛船在遠(yuǎn)離星球的宇宙深處航行時(shí)，共他星體對(duì)飛船的萬(wàn)有引力作用很微弱，可忽視不計(jì)，此時(shí)飛船將不受外力作用做勻速直線運(yùn)動(dòng).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(shí)刻飛船監(jiān)測(cè)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(guò)塵埃云，在剛進(jìn)入塵埃云時(shí)，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(chǎng)加速帶電粒子，形成向外放射的高速（遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于飛船速度）粒子流，從而對(duì)飛船產(chǎn)生推力.若放射的是一價(jià)陽(yáng)離子，每個(gè)陽(yáng)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(guò)程中飛船質(zhì)量的變更可忽視.求單位時(shí)間內(nèi)射出的陽(yáng)離子數(shù).

答案以及解析1.答案：C解析：動(dòng)車車廂和拖車車廂碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒,依據(jù)動(dòng)量守恒定律有,對(duì)拖車車廂,依據(jù)動(dòng)量定理有,聯(lián)立解得,選項(xiàng)C正確.2.答案：A解析：傳送帶沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俾兽D(zhuǎn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，假如傳送帶足夠長(zhǎng)，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(yùn)動(dòng)，與擋板碰撞后滑塊以初速度向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為零后再向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，與擋板發(fā)生其次次碰撞時(shí)速度為，滑塊在傳送帶上做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)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(duì)組成的系統(tǒng)，依據(jù)動(dòng)量守恒定律得，解得，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)A，由動(dòng)量定理得B對(duì)A所施沖量為，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；碰撞過(guò)程中，兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能，代入數(shù)據(jù)解得，選項(xiàng)C正確；碰撞前總動(dòng)量為，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.4.答案：A解析：探測(cè)器原來(lái)沿著x軸正方向以速率飛行，具有的動(dòng)量為，方向沿x軸正方向。如要通過(guò)操作四個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，利用反沖使得探測(cè)器仍以速率沿著x軸正向偏y軸負(fù)向60°的方向平動(dòng)，即探測(cè)器動(dòng)量的x重量由變?yōu)?，而y重量由0變?yōu)椋罁?jù)反沖規(guī)律可判定，為了使探測(cè)器運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向，必需要開動(dòng)x軸正方向噴氣的發(fā)動(dòng)機(jī)一段時(shí)間，以使探測(cè)器動(dòng)量的x重量由變?yōu)?，必需要開動(dòng)向y軸正方向噴氣的一段時(shí)間，以使探測(cè)器動(dòng)量的y重量由0變?yōu)?，選項(xiàng)A正確。5.答案：A解析：碰撞過(guò)程中，小球甲、乙組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，選取小球甲運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?，依?jù)動(dòng)量守恒定律得，代入數(shù)據(jù)可得，A正確；兩球碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為，代入數(shù)據(jù)解得，B錯(cuò)誤；碰后小球乙由最低點(diǎn)擺至最高點(diǎn)的過(guò)程中，小球乙的機(jī)械能守恒，設(shè)到最高點(diǎn)時(shí)的速度為，則由機(jī)械能守恒定律得，在最高點(diǎn)進(jìn)行受力分析得，代入數(shù)據(jù)解得，C錯(cuò)誤；兩小球碰后的瞬間，代入數(shù)據(jù)解得，D錯(cuò)誤。6.答案：AB解析：解除鎖定前,對(duì)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(duì)1的壓力大小為,選項(xiàng)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(dòng)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(xiàng)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(jī)械能守恒,選項(xiàng)C錯(cuò)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(dòng)量守恒,但豎直方向所受合外力不為零,故系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒,選項(xiàng)D錯(cuò)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(dòng)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(dòng)量不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)小球向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)任一時(shí)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(dòng)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(yùn)動(dòng)的最大距離，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；小球與小車組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量為零，小球離開小車時(shí)兩者在水平方向速度相等，則小球離開小車時(shí)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(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；小球第一次在車中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由功能關(guān)系得，小球其次次在車中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)應(yīng)位置處速度變小，小車對(duì)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(xiàng)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(jì)碰撞過(guò)程中的機(jī)械能損失，依據(jù)彈性碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒和機(jī)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(diǎn)，B球向右運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確，同理可得選項(xiàng)D錯(cuò)誤；若A球是鋼球，B球?yàn)樗芰锨?，則A球質(zhì)量大于B球，依據(jù)彈性碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒和機(jī)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(xiàng)B錯(cuò)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(guò)程中動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒，得碰撞后A球速度向左，B球速度向右，選項(xiàng)C正確.9.答案：BD解析：假如，炮彈沿水平方向射出，對(duì)于炮身和炮彈組成的系統(tǒng)滿意動(dòng)量守恒定律，若炮彈速度為，，解得，A錯(cuò)誤，B正確；假如，炮彈相對(duì)炮口的速度為時(shí)，假設(shè)炮彈相對(duì)地面的速度大小為，炮身相對(duì)地面的速度大小為，則，由動(dòng)量守恒定律得，整理解得，C錯(cuò)誤；假如，在炮彈射出瞬間對(duì)于炮身和炮彈組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù)相同，彈簧釋放后，分別相對(duì)小車向左、向右滑動(dòng)，它們所受的滑動(dòng)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(dòng)量不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)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(dòng)量守恒，選項(xiàng)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(dòng)量守恒，選項(xiàng)C正確。11.答案：（1）2.550（2）；（3）解析：（1）螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為2.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為，所以最終讀數(shù)為.（2）燒斷細(xì)線后，a向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)光電門.依據(jù)速度公式可知，a經(jīng)過(guò)光電門的速度大小為，故a的動(dòng)量大小為離開平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)，依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律