2019高考物理二輪復(fù)習(xí)專題二能量與動(dòng)量第3講碰撞與動(dòng)量守恒突破練.docx

第3講碰撞與動(dòng)量守恒限訓(xùn)練通高考 科學(xué)設(shè)題拿下高考高分 (45分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1關(guān)于下列四幅圖所反映的物理過(guò)程的說(shuō)法正確的是()A甲圖中子彈射入木塊的過(guò)程中，子彈和木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，能量不守恒B乙圖中M、N兩木塊放在光滑的水平面上，剪斷細(xì)線，在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中，M、N與彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能增加C丙圖中細(xì)線斷裂后，木球和鐵球在水中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒D丁圖中木塊沿放在光滑水平面上的斜面下滑，木塊和斜面組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒解析：甲圖中，在光滑水平面上，子彈射入木塊的過(guò)程中，子彈和木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能有損失，但是損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，能量仍守恒，A錯(cuò)誤；乙圖中，剪斷細(xì)線，在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中，M、N與彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為木塊的動(dòng)能，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，B錯(cuò)誤；丙圖中，木球和鐵球組成的系統(tǒng)勻速下降，說(shuō)明兩球所受水的浮力等于兩球自身的重力，細(xì)線斷裂后兩球在水中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，所受合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由于水的浮力對(duì)兩球做功，兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)C正確；丁圖中，木塊沿放在光滑水平面上的斜面下滑，木塊和斜面組成的系統(tǒng)在水平方向上不受外力，水平方向上動(dòng)量守恒，由于斜面可能不光滑，所以機(jī)械能可能有損失，D錯(cuò)誤答案：C2(2018河南三門(mén)峽高三質(zhì)檢)甲、乙兩個(gè)質(zhì)量都是M的小車靜置在光滑水平地面上質(zhì)量為m的人站在甲車上并以速度v(對(duì)地)跳上乙車，接著仍以對(duì)地的速率v反跳回甲車對(duì)于這一過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是()A最后甲、乙兩車的速率相等B最后甲、乙兩車的速率之比v甲v乙M(mM)C人從甲車跳到乙車時(shí)對(duì)甲的沖量為I1，從乙車跳回甲車時(shí)對(duì)乙車的沖量為I2，應(yīng)是I1I2D人從甲車跳到乙車時(shí)對(duì)甲的沖量為I1，從乙車跳回甲車時(shí)對(duì)乙車的沖量為I2，應(yīng)是I1I2解析：以人與甲車組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，以人的速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得，人跳離甲車時(shí)，mvMv10，以乙車與人組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，以人的速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得，人跳上乙車時(shí)，mv(mM)v2，人跳離乙車時(shí)，(mM)v2Mv乙mv，以人與甲車組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，以人的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得，人反跳回甲車時(shí)，mvMv1(mM)v甲，解得，故A錯(cuò)誤，B正確；由動(dòng)量定理得，對(duì)甲車I1Mv1mv，對(duì)乙車I2Mv乙Mv22mvmv，即I13mv2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：A4.2017年7月9日，斯諾克世界杯在江蘇無(wú)錫落下帷幕，由丁俊暉和梁文博組成的中國(guó)A隊(duì)在決賽中1比3落后的不利形勢(shì)下成功逆轉(zhuǎn)，最終以4比3擊敗英格蘭隊(duì)，幫助中國(guó)斯諾克臺(tái)球隊(duì)獲得了世界杯三連冠，如圖為丁俊暉正在準(zhǔn)備擊球設(shè)在丁俊暉這一桿中，白色球(主球)和花色球碰撞前、后都在同一直線上運(yùn)動(dòng)，碰前白色球的動(dòng)量為pA5 kgm/s，花色球靜止，白色球A與花色球B發(fā)生碰撞后，花色球B的動(dòng)量變?yōu)閜B4 kgm/s，則兩球質(zhì)量mA與mB間的關(guān)系可能是()AmBmAB.mBmACmBmA DmB6mA解析：由動(dòng)量守恒定律得pApBpApB，解得pA1 kgm/s，根據(jù)碰撞過(guò)程中總動(dòng)能不增加，則有，代入數(shù)據(jù)解得mBmA，碰后兩球同向運(yùn)動(dòng)，白色球A的速度不大于花色球B的速度，則，解得mB4mA，綜上可得mAmB4mA，選項(xiàng)A正確答案：A5.如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量m1的小球A以速率v0向右運(yùn)動(dòng)在小球的前方O點(diǎn)處有一質(zhì)量為m2的小球B處于靜止?fàn)顟B(tài)，Q點(diǎn)處為一豎直的墻壁小球A與小球B發(fā)生彈性正碰后小球A與小球B均向右運(yùn)動(dòng)小球B與墻壁碰撞后原速率返回并與小球A在P點(diǎn)相遇，2，則兩小球質(zhì)量之比m1m2為()A75B.13C21 D53解析：設(shè)A、B兩個(gè)小球碰撞后的速度分別為v1、v2，由動(dòng)量守恒定律有m1v0m1v1m2v2，發(fā)生彈性碰撞，不損失動(dòng)能，故根據(jù)能量守恒定律有m1vm1vm2v，兩個(gè)小球碰撞后到再次相遇，其速率不變，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有v1v2(2)(4)15，聯(lián)立三式可得m1m253，D正確答案：D二、多項(xiàng)選擇題6.如圖所示，小車AB放在光滑水平面上，A端固定一個(gè)輕彈簧，B端粘有油泥，AB總質(zhì)量為M，質(zhì)量為m的木塊C放在小車上，用細(xì)繩連接于小車的A端并使彈簧壓縮，開(kāi)始時(shí)AB和C都靜止當(dāng)突然燒斷細(xì)繩時(shí)，C被釋放，使C離開(kāi)彈簧向B端沖去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下說(shuō)法正確的是()A彈簧伸長(zhǎng)過(guò)程中C向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)AB也向右運(yùn)動(dòng)BC與B碰前，C與AB的速率之比為MmCC與油泥粘在一起后，AB立即停止運(yùn)動(dòng)DC與油泥粘在一起后，AB繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)解析：小車、物塊和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，開(kāi)始總動(dòng)量為零，在彈簧伸長(zhǎng)的過(guò)程中，C向右運(yùn)動(dòng)，則小車向左運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤規(guī)定向右為正方向，在C與B碰前，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得，0mvCMv，解得vCvMm，故B正確；因?yàn)樾≤嚒⑽飰K和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，開(kāi)始總動(dòng)量為零，當(dāng)C與油泥粘在一起時(shí)，總動(dòng)量仍然為零，則小車停止運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤答案：BC7.A、B兩球沿一直線運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰，如圖所示為兩球碰撞前、后的位移隨時(shí)間變化的圖象，a、b分別為A、B兩球碰前的位移隨時(shí)間變化的圖象，c為碰撞后兩球共同運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的圖象若A球質(zhì)量是m2 kg，則由圖判斷下列結(jié)論正確的是()A碰撞前、后A球的動(dòng)量變化量為4 kgm/sB碰撞時(shí)A球?qū)球所施的沖量為4 NsCA、B兩球碰撞前的總動(dòng)量為3 kgm/sD碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為10 J解析：根據(jù)圖象可知，碰前A球的速度vA3 m/s，碰前B球的速度vB2 m/s，碰后A、B兩球共同的速度v1 m/s，故碰撞前、后A球的動(dòng)量變化量為pAmvmvA4 kgm/s，選項(xiàng)A正確；A球的動(dòng)量變化量為4 kgm/s，碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，B球的動(dòng)量變化為4 kgm/s，根據(jù)動(dòng)量定理，碰撞過(guò)程中A球?qū)球所施的沖量為4 Ns，選項(xiàng)B正確；由于碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，有mvAmBvB(mmB)v，解得mB kg，故碰撞過(guò)程中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為EmvmBv(mmB)v210 J，選項(xiàng)D正確；A、B兩球碰撞前的總動(dòng)量為pmvAmBvB(mmB)v kgm/s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤答案：ABD8.如圖所示，將一輕質(zhì)彈簧從物體B內(nèi)部穿過(guò)，并將其上端懸掛于天花板，下端系一質(zhì)量m12.0 kg的物體A.平衡時(shí)物體A距天花板的距離h2.4 m，在距物體A正上方高h(yuǎn)11.8 m處由靜止釋放質(zhì)量為m21.0 kg的物體B，B下落過(guò)程中某時(shí)刻與彈簧下端的物體A碰撞(碰撞時(shí)間極短)并立即以相同的速度與A一起運(yùn)動(dòng)，兩物體不粘連，且可視為質(zhì)點(diǎn)，碰撞后兩物體一起向下運(yùn)動(dòng)，歷時(shí)0.25 s第一次到達(dá)最低點(diǎn)，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2.下列說(shuō)法正確的是()A碰撞結(jié)束瞬間兩物體的速度大小為2 m/sB碰撞結(jié)束后兩物體一起向下運(yùn)動(dòng)的最大位移大小為0.25 mC碰撞結(jié)束后兩物體一起向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，兩物體間的平均作用力大小為18 NDA、B到最低點(diǎn)后反彈上升，A、B分開(kāi)后，B還能上升的最大高度為0.2 m解析：設(shè)物體B自由下落至與物體A碰撞前的速度為v0，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v06 m/s，物體A、B碰撞結(jié)束瞬間二者具有共同的速度vt，以向下為正方向，由動(dòng)量守恒定律有m2v0(m1m2)vt，解得vt2 m/s，A正確；從二者一起運(yùn)動(dòng)到速度變?yōu)榱愕倪^(guò)程中，以B為研究對(duì)象，由動(dòng)量定理有(m2gF)t0m2vt，解得F18 N，方向豎直向上，設(shè)碰撞結(jié)束后兩物體一起向下運(yùn)動(dòng)的最大位移為x，由動(dòng)能定理有Fxm2gx0m2v，解得x0.25 m，B、C正確；A、B分開(kāi)時(shí)其相互間的作用力為零，且A、B具有相同的加速度，可知當(dāng)彈簧對(duì)A的拉力為零，即彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，A、B分開(kāi)，若A、B上升到碰撞位置分開(kāi)，B還能上升的最大高度h0.2 m，因彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的位置比碰撞時(shí)的高，此時(shí)B的速度小于vt，故B還能上升的最大高度小于0.2 m，D錯(cuò)誤答案：ABC三、非選擇題9(2018高考全國(guó)卷)一質(zhì)量為m的煙花彈獲得動(dòng)能E后，從地面豎直升空當(dāng)煙花彈上升的速度為零時(shí)，彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分，兩部分獲得的動(dòng)能之和也為E，且均沿豎直方向運(yùn)動(dòng)爆炸時(shí)間極短，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量求：(1)煙花彈從地面開(kāi)始上升到彈中火藥爆炸所經(jīng)過(guò)的時(shí)間；(2)爆炸后煙花彈向上運(yùn)動(dòng)的部分距地面的最大高度解析：(1)設(shè)煙花彈上升的初速度為v0，由題給條件有Emv設(shè)煙花彈從地面開(kāi)始上升到火藥爆炸所用的時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有0v0gt聯(lián)立式得t (2)設(shè)爆炸時(shí)煙花彈距地面的高度為h1，由機(jī)械能守恒定律有Emgh1火藥爆炸后，煙花彈上、下兩部分均沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，設(shè)爆炸后瞬間其速度分別為v1和v2.由題給條件和動(dòng)量守恒定律有mvmvEmv1mv20由式知，煙花彈兩部分的速度方向相反，向上運(yùn)動(dòng)部分做豎直上拋運(yùn)動(dòng)設(shè)爆炸后煙花彈上部分繼續(xù)上升的高度為h2，由機(jī)械能守恒定律有mvmgh2聯(lián)立式得，煙花彈向上運(yùn)動(dòng)部分距地面的最大高度為hh1h2答案：(1) (2)10.如圖所示，質(zhì)量均為m的木板AB和滑塊CD緊靠在一起靜置在光滑水平面上，木板AB的上表面粗糙，滑塊CD的表面是光滑的四分之一圓弧，其始端D點(diǎn)切線水平且與木板AB上表面相平一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊P質(zhì)量也為m，從木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB，過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為，然后滑上滑塊CD，最終恰好能滑到滑塊CD的最高點(diǎn)C處重力加速度為g.求：(1)物塊滑到B點(diǎn)時(shí)木板的速度v的大小；(2)滑塊CD圓弧的半徑R.解析：(1)對(duì)P和木板、滑塊CD組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律有mv0m2mv，解得v.(2)物塊P由D點(diǎn)滑到C點(diǎn)的過(guò)程中，滑塊CD和物塊P組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，有mm2mv共系統(tǒng)能量守恒，有mgRm()2m()22mv解得R.答案：(1)(2)11如圖所示，質(zhì)量為mA3 kg的小車A以v04 m/s的速度沿光滑水平面勻速運(yùn)動(dòng)，小車左端固定的支架通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛質(zhì)量為mB1 kg的小球B(可看作質(zhì)點(diǎn))，小球距離車面h0.8 m某一時(shí)刻，小車與靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為mC1 kg的物塊C發(fā)生碰撞并粘連在一起(碰撞時(shí)間可忽略)，此時(shí)輕繩突然斷裂此后，小球剛好落入小車右端固定的沙桶中(小桶的尺寸可忽略)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)小車系統(tǒng)的最終速度大小v共；(2)繩未斷前小球與沙桶的水平距離L；(3)整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能E機(jī)損解析：(1)設(shè)