2023年高考物理新題型揭秘專題01碰撞與動量守恒之單項選擇題

2023年高考物理新題型揭秘專題01碰撞與動量守恒之單項選擇題PAGEPAGE2新題型一碰撞與動量守恒之單項選擇題樣題展示高空作業(yè)須系平安帶。如果質(zhì)量為的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到平安帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為〔可視為自由落體運動〕。此后經(jīng)歷時間平安帶到達最大伸長，假設(shè)在此過程中該作用力始終豎直向上，那么該段時間平安帶對人的平均作用力大小為A．B．C．D．【參考答案】A【試題分析】人下落h高度為自由落體運動，由運動學公式，可知；緩沖過程〔取向上為正〕由動量定理得，解得，應(yīng)選A。名師解讀內(nèi)容可能的分值可能的題型碰撞及動量守恒修訂前10分選考–計算題修訂后6分必考–四選一1．碰撞及動量守恒在選修3–5中雖然占用的篇幅不是很多，但是卻是高考的熱點，從2022年2022年這幾年的時間，在選考的三個局部中，必有一道關(guān)于碰撞及動量守恒的題，而且分值相對也較高，一般為10分。2．2022年新出了2022年的考試大綱和考試說明，將選修3–5的內(nèi)容調(diào)整為必考內(nèi)容，這種調(diào)整，更加說明了碰撞及能量守恒的重要性。3．2022年是考試改革的第一年，但是從往年選考的內(nèi)容來看，碰撞和守恒在今年肯定會考，但是其考查形式可能就比擬多樣，比方可能將碰撞及動量守恒的知識以四選一的單項選擇題的形式進行考查。通關(guān)演練1．從高處跳到低處時，為了平安，一般都是讓腳尖著地，這樣做是為了A．減小沖量B．減小動量的變化量C．增大與地面的沖擊時間，從而減小沖力D．增大人對地面的壓強，起到平安作用2．如下圖，質(zhì)量為M的人在遠離任何星體的太空中，與他旁邊的飛船相對靜止。由于沒有力的作用，他與飛船總保持相對靜止的狀態(tài)。這個人手中拿著一個質(zhì)量為m的小物體，他以相對飛船為v的速度把小物體拋出，在拋出物體后他相對飛船的速度大小為A．B．C．D．3．一位質(zhì)量為m的運發(fā)動從下蹲狀態(tài)向上跳起，經(jīng)時間，身體伸直并剛好離開地面，速度為v，在此過程中，以下說法正確的選項是A．地面對他的沖量為，地面對他做的功為B．地面對他的沖量為，地面對他做的功為零C．地面對他的沖量為，地面對他做的功為D．地面對他的沖量為，地面對他做的功為零4．如下圖，彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為M的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上，底部與水平面平滑連接，一個質(zhì)量為m〔m<M〕的小球從槽高h處開始自由下滑，以下說法正確的選項是A．在以后的運動過程中，小球和槽的水平方向動量始終守恒B．在下滑過程中小球和槽之間的相互作用力始終不做功C．全過程小球和槽、彈簧所組成的系統(tǒng)機械能守恒，且水平方向動量守恒D．被彈簧反彈后，小球和槽的機械能守恒，但小球不能回到槽高h處5．如下圖，甲、乙兩車用輕彈簧相連靜止在光滑的水平面上，現(xiàn)在同時對甲、乙兩車施加等大反向的水平恒力F1、F2，使甲、乙同時由靜止開始運動，在整個過程中，對甲、乙兩車及彈簧組成的系統(tǒng)〔假定整個過程中彈簧均在彈性限度內(nèi)〕，正確的說法是A．系統(tǒng)受到外力作用，系統(tǒng)的總動量不斷增大B．彈簧伸長到最長時，系統(tǒng)的機械能最大C．恒力對系統(tǒng)一直做正功，系統(tǒng)的機械能不斷增大D．兩物體的速度減少為零時，彈簧的彈力大小等于外力F1、F2的大小6．一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進入太空預定位置，由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星別離。前局部的衛(wèi)星質(zhì)量為m1，后局部的箭體質(zhì)量為m2，別離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行，假設(shè)忽略空氣阻力及別離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，那么別離后衛(wèi)星的速率v1為A．v0–v2B．v0+v2C．D．7．我國女子短道速滑隊在今年世錦賽上實現(xiàn)女子3000m接力三連冠。觀察發(fā)現(xiàn)，“接棒〞的運發(fā)動甲提前站在“交棒〞的運發(fā)動乙前面，并且開始向前滑行，待乙追上甲時，乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出。在乙推甲的過程中，忽略運發(fā)動與冰面間在水平方向上的相互作用，那么A．甲對乙的沖量一定等于乙對甲的沖量B．甲、乙的動量變化一定大小相等方向相反C．甲的動能增加量一定等于乙的動能減少量D．甲對乙做多少負功，乙對甲就一定做多少正功8．如下圖的裝置中，木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短?，F(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對象〔系統(tǒng)〕，那么此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中A．動量守恒、機械能守恒B．動量不守恒、機械能不守恒C．動量守恒、機械能不守恒D．動量不守恒、機械能守恒9．甲乙兩球在水平光滑軌道上向同方向運動，它們的動量分別是p1=5kg·m/s，p2=7kg·m/s，甲從后面追上乙并發(fā)生碰撞，碰后乙球的動量變?yōu)?0kg·m/s，那么二球質(zhì)量m1與m2間的關(guān)系可能是下面的哪幾種A．m1=m2B．2m1=m2C．4m1=m2D．6m1=m2。10．如下圖，兩木塊A、B用輕質(zhì)彈簧連在一起，置于光滑的水平面上。一顆子彈水平射入木塊A，并留在其中。在子彈打中木塊A及彈簧被壓縮的整個過程中，對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)，以下說法中正確的選項是A．動量守恒、機械能守恒B．動量守恒、機械能不守恒C．動量不守恒、機械能守恒D．動量、機械能都不守恒1．靜止在水面上的船長為L、質(zhì)量為M，一個質(zhì)量為m的人站在船頭，當此人由船頭走到船尾時，不計水的阻力，船移動的距離是A．B．C．D．2．如下圖，在光滑的水平面上固定著兩輕質(zhì)彈簧，一彈性小球在兩彈簧間往復運動，把小球和彈簧視為一個系統(tǒng)，那么小球在運動過程中A．系統(tǒng)的動量守恒，動能守恒B．系統(tǒng)的動量守恒，機械能守恒C．系統(tǒng)的動量不守恒，機械能守恒D．系統(tǒng)的動量不守恒，動能守恒3．如下圖，一傾角為α高為h的光滑斜面，固定在水平面上，一質(zhì)量為m的小物塊從斜面的頂端由靜止開始滑下，滑到底端時速度的大小為vt，所用時間為t，那么物塊滑至斜面的底端時，重力的瞬時功率及重力的沖量分別為A．、0B．mgvt、mgtsinαC．mgvtcosα、mgtD．mgvtsinα、mgt4．如下圖，兩個質(zhì)量相等的小球從同一高度沿傾角不同的兩個光滑斜面由靜止自由滑下，下滑到達斜面底端的過程中A．兩物體所受重力做功相同B．兩物體所受合外力沖量相同C．兩物體到達斜面底端時時間相同D．兩物體到達斜面底端時動能不同5．如下圖，單擺擺球的質(zhì)量為m，擺球從最大位移A處由靜止釋放，擺球運動到最低點B時的速度大小為v。重力加速度為g，不計空氣阻力。那么擺球從A運動到B的過程中A．重力做的功為B．重力的最大瞬時功率為mgvC．重力的沖量為0D．重力的沖量大小為mv6．如下圖，一輛小車靜止在光滑水平面上，A、B兩人分別站在車的兩端。當兩人同時相向運動時ABABA．假設(shè)小車不動，兩人速率一定相等B．假設(shè)小車向左運動，A的速率一定比B的小C．假設(shè)小車向左運動，A的動量一定比B的大D．假設(shè)小車向左運動，A的動量一定比B的小7．如圖，一輕彈簧左端固定在長木板M的左端，右端與小木塊m連接，且m、M間及M與地面的接觸面均光滑。開始時，m和M均靜止，現(xiàn)同時對m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2，從兩物體開始運動以后的全部運動過程中，彈簧形變不超過其彈性限度。對于m、M和彈簧組成的系統(tǒng)，以下說法中正確的有：①由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機械能守恒；②當彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時，m、M各自的動能最大；③由于F1、F2大小不變，所以m、M各自一直做勻加速運動；④由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)的總動量始終為零A．①④B．②③C．①②④D．②④8．質(zhì)量相同的兩個物體發(fā)生彈性正碰時速度交換。如圖“牛頓擺〞，由五個相同的鋼球緊挨著懸掛在同一水平線上。當拉起最左側(cè)的球1并釋放，由于相鄰球間的碰撞，導致最右側(cè)的球5被彈出，碰撞時動能不損失。那么A．相鄰球間碰撞屬于非彈性碰撞B．球5被彈起時，球4速度不為零C．球5被彈起時，球1速度等于零D．五個鋼球組成的系統(tǒng)在整個運動過程中動量守恒9．如下圖，光滑平面上有一輛質(zhì)量為2m的小車，車上左右兩端分別站著甲、乙兩人，他們的質(zhì)量都是m，開始兩個人和車一起以速度v0向右勻速運動。某一時刻，站在車右端的乙先以相對地面向右的速度v跳離小車，然后站在車左端的甲以相對于地面向左的速度v跳離小車。兩人都離開小車后，小車的速度將是A．v0B．2v0C．大于v0，小于2v0D．大于2v010．以下說法正確的選項是A．物體速度變化越大，那么加速度一定越大B．物體動量發(fā)生變化，那么物體的動能一定變化C．合外力對系統(tǒng)做功為零，那么系統(tǒng)機械能一定守恒D．系統(tǒng)所受合外力為零，那么系統(tǒng)的動量一定守恒11．如下圖，小車與木箱緊挨著靜放在光滑的水平冰面上，現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱，關(guān)于上述過程，以下說法中正確的選項是A．男孩和木箱組成的系統(tǒng)動量守恒B．小車與木箱組成的系統(tǒng)動量守恒C．男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動量守恒D．木箱的動量增量與男孩、小車的總動量增量相同1．C【解析】人在和地面接觸時，人的速度減為零，由動量定理可知，(F–mg)t=?mv；而腳尖著地可以增加人著地的時間，由公式可知可以減小受到地面的沖擊力，故C正確，ABD錯誤。2．A【解析】對物體和人而言，動量守恒，那么mv=Mv′，故人相對飛船的速度大小為v′=，選項A正確。3．D4．D【解析】小球在槽上運動時，由于小球受重力，故兩物體組成的系統(tǒng)外力之和不為零，故動量不守恒；當小球與彈簧接觸相互作用時，小球受外力，故動量不再守恒，故A錯誤；下滑過程中兩物體都有水平方向的位移，而力是垂直于球面的，故力和位移夾角不垂直，故兩力均做功，故B錯誤；全過程小球和槽、彈簧所組成的系統(tǒng)機械能守恒，但當小球與彈簧接觸相互作用時，小球受外力，水平方向動量不守恒，C錯誤；因兩物體均有向左的速度，假設(shè)槽的速度大于球的速度，那么兩物體不會相遇，小球不會到達最高點；而假設(shè)球速大于槽速，那么由動量守恒可知，兩物體會有向左的速度，由機械能守恒可知，小球不會回到最高點，故D正確。5．B【解析】因F1、F2等大反向，故甲、乙和彈簧組成的系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，故A錯誤；在拉力作用下，甲、乙開始做加速運動，彈簧伸長，彈簧彈力變大，甲、乙兩物體受到的合力變小，物體加速度變小，物體做加速度減小的加速運動，當彈簧彈力等于拉力時物體受到的合力為零，速度到達最大，之后彈簧彈力大于拉力，兩物體減速運動，直到速度為零時，彈簧伸長量到達最大，系統(tǒng)的機械能最大，當返回速度再次為零時，彈簧的彈力的大小小于外力F1、F2的大小，故B正確，CD錯誤。6．D【解析】系統(tǒng)別離前后，動量守恒：，解得：，故ABC錯誤；D正確。7．B【解析】沖量是矢量，甲乙相互作用時，沖量大小相等方向相反，故A錯誤；由動量守恒定律知，甲乙動量變化量大小相等方向相反，故B正確；甲乙相互作用時是非彈性碰撞，動能不守恒，甲的動能增加量和乙動能的減少量不相等，故C錯誤；因甲的動能增加量和乙動能的減少量不相等，由動能定理知，甲對乙做功的絕對值和乙對甲做功的絕對值不相等，故D錯誤。8．B9．C【解析】甲乙兩球在碰撞過程中動量守恒，所以有：，即：，由于在碰撞過程中，不可能有其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機械能，只能是系統(tǒng)內(nèi)物體間機械能相互轉(zhuǎn)化或一局部機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此系統(tǒng)的機械能不會增加。所以有：，所以有：，因為題目給出物理情景是“甲從后面追上乙〞，要符合這一物理情景，就必須有，即；同時還要符合碰撞后乙球的速度必須大于或等于甲球的速度這一物理情景，即，所以。因此正確的答案應(yīng)該是C選項。10．B【解析】子彈擊中木塊A及彈簧被壓縮的整個過程，系統(tǒng)不受外力作用，外力沖量為0，系統(tǒng)動量守恒。但是子彈擊中木塊A過程，有摩擦做功，局部機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能所以機械能不守恒選項B對。1．B【解析】對于人船整體來說動量守恒，設(shè)船移動距離為s，人移動的距離為L–s，作用時間為t，根據(jù)動量守恒條件可知：，解得，應(yīng)選B。2．C【解析】小球和彈簧組成的系統(tǒng)受到重力和水平地面的支持力兩個外力，小球與彈簧相互作用時，彈簧會用墻壁的作用力，所受合外力不等于零，動量不守恒；在運動過程中，小球和槽通過彈簧相互作用，但因為只有彈簧的彈力做功，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，而總量保持不變，機械能守恒。故C正確，ABD錯誤。3．D【解析】根據(jù)瞬時功率的公式可得物塊滑至斜面的底端時重力的瞬時功率為p=mgvtsinα，重力的沖量為I=mgt，所以D正確；ABC錯誤。4．A【解析】從光滑的斜面下滑，設(shè)斜面傾角為，高，那么有加速度，位移，根據(jù)勻變速直線運動那么有，運動時間，兩個斜面高度相同而傾角不同所以運動時間不同，選項C錯。沿斜面運動合力為，所以合力的沖量雖然大小相等，但是傾角不同合力方向不同，所以合外力沖量不同選項B錯。下滑過程重力做功與路徑無關(guān)與高度有關(guān)，所以重力做功相等，選項A對。根據(jù)動能定理，下滑過程只有重力做功，而且做功相等，所以到達斜面底端時動能相同，選項D錯。5．A6．C【解析】AB兩人及小車組成的系統(tǒng)不受外力，系統(tǒng)動量守恒，根據(jù)動量守恒定律得：mAvA+mBvB+m車v車=0，假設(shè)小車不動，那么mAvA+mBvB=0，由于不知道AB質(zhì)量的關(guān)系，所以兩人速率不一定相等，故A錯誤；假設(shè)小車向左運動，那么AB的動