2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章動(dòng)量守恒定律課時(shí)動(dòng)量守恒定律課時(shí)訓(xùn)練含解析新人教版

PAGE9-課時(shí)動(dòng)量守恒定律1.高空作業(yè)須系平安帶。假如質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落,從起先跌落到平安帶對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運(yùn)動(dòng))。此后經(jīng)驗(yàn)時(shí)間t平安帶達(dá)到最大伸長,若在此過程中該作用力始終豎直向上,則該段時(shí)間平安帶對(duì)人的平均作用力大小為(A)A.m2ghtC.mght+mg D.解析:人做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),有v=2gh,選向下為正方向,由mgt-Ft=0-mv,得F=m2.一位質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)向上起跳,經(jīng)Δt時(shí)間,身體伸直并剛好離開地面,速度為v。在此過程中(B)A.地面對(duì)他的沖量為mv+mgΔt,地面對(duì)他做的功為12mvB.地面對(duì)他的沖量為mv+mgΔt,地面對(duì)他做的功為零C.地面對(duì)他的沖量為mv,地面對(duì)他做的功為12mvD.地面對(duì)他的沖量為mv-mgΔt,地面對(duì)他做的功為零解析:人的速度原來為零,起跳后變?yōu)関,設(shè)地面對(duì)人的沖量為I,則由動(dòng)量定理可得I-mgΔt=mv,故地面對(duì)人的沖量為I=mv+mgΔt;而人在跳起時(shí),人受到的支持力沒有產(chǎn)生位移,故支持力不做功,故B正確。3.一輛平板車停在光滑水平面上,靜止在車上的人用大錘敲打車的左端,人與車之間始終沒有相對(duì)滑動(dòng),如圖所示。在錘的不斷敲打下,車將(C)A.水平向右運(yùn)動(dòng)B.水平向左運(yùn)動(dòng)C.在水平面上左、右來回運(yùn)動(dòng)D.靜止不動(dòng)解析:探討對(duì)象是人(包括鐵錘)和平板車組成的系統(tǒng),用錘打車,是人和車系統(tǒng)的內(nèi)力,系統(tǒng)在水平方向所受的外力之和為零,所以系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒,人和車的初動(dòng)量為零。依據(jù)動(dòng)量守恒定律,把錘頭打下去時(shí)錘頭向右運(yùn)動(dòng),車就向左運(yùn)動(dòng);舉起錘頭時(shí)錘頭向左運(yùn)動(dòng),車就向右運(yùn)動(dòng)。用錘頭連續(xù)敲擊時(shí),車只是左右運(yùn)動(dòng),一旦錘頭不動(dòng),車就停下來。4.如圖,兩滑塊A,B在光滑水平面上沿同始終線相向運(yùn)動(dòng),滑塊A的質(zhì)量為m,速度大小為2v0,方向向右,滑塊B的質(zhì)量為2m,速度大小為v0,方向向左,兩滑塊發(fā)生彈性碰撞后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是(D)A.A和B都向左運(yùn)動(dòng) B.A和B都向右運(yùn)動(dòng)C.A靜止,B向右運(yùn)動(dòng) D.A向左運(yùn)動(dòng),B向右運(yùn)動(dòng)解析:選向右的方向?yàn)檎较?依據(jù)動(dòng)量守恒定律得2mv0-2mv0=mvA+2mvB=0,選項(xiàng)A,B,C都不滿意此式,只有選項(xiàng)D滿意此式,所以D項(xiàng)正確。5.質(zhì)量為m的炮彈恰好沿水平方向飛行時(shí),其動(dòng)能為Ek,突然在空中爆炸成質(zhì)量相同的兩塊,其中一塊向后飛去,動(dòng)能為EkA.Ek2 B.92C.94Ek D.9+42解析:設(shè)向前飛去的一塊動(dòng)能為Ek1,則動(dòng)量為mEk1,炮彈在空中爆炸,因時(shí)間極短,水平方向動(dòng)量守恒,則有2mEk=mEk16.半徑相等的兩個(gè)小球甲和乙,在光滑的水平面上沿同始終線相向運(yùn)動(dòng),若甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量,發(fā)生碰撞前,兩球的動(dòng)能相等,則碰撞后兩球的狀態(tài)可能是(C)A.兩球的速度方向均與原方向相反,但它們的動(dòng)能仍相等B.兩球的速度方向相同,而且它們的動(dòng)能仍相等C.甲、乙兩球的動(dòng)量相同D.甲球的動(dòng)量不為零,乙球的動(dòng)量為零解析:依據(jù)動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系Ek=p22m,可知p甲7.北京時(shí)間2017年10月8日晚,我國女子短道速滑隊(duì)在國際滑聯(lián)短道世界杯荷蘭多德雷赫特站女子3000米接力A組決賽中,以4分09秒491力壓韓國隊(duì)奪冠。視察發(fā)覺,“接棒”的運(yùn)動(dòng)員甲提前站在“交棒”A.甲對(duì)乙的沖量肯定等于乙對(duì)甲的沖量B.甲、乙的動(dòng)量改變肯定大小相等方向相反C.甲的動(dòng)能增加量肯定等于乙的動(dòng)能削減量D.甲對(duì)乙做多少負(fù)功,乙對(duì)甲就肯定做多少正功解析:乙推甲的過程中她們之間的作用力大小相等,方向相反,作用時(shí)間相等,依據(jù)沖量的定義,甲對(duì)乙的沖量與乙對(duì)甲的沖量大小相等,但方向相反,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;乙推甲的過程中,遵守動(dòng)量守恒定律,即Δp甲=-Δp乙,她們的動(dòng)量改變大小相等,方向相反,選項(xiàng)B正確;在乙推甲的過程中,甲、乙的位移不肯定相等,所以甲對(duì)乙做的負(fù)功與乙對(duì)甲做的正功不肯定相等,結(jié)合動(dòng)能定理知,選項(xiàng)C,D錯(cuò)誤。8.為估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強(qiáng),小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺(tái),測(cè)得1小時(shí)內(nèi)杯中水上升了45mm。查詢得知,當(dāng)時(shí)雨滴豎直下落速度約為12m/s。據(jù)此估算該壓強(qiáng)約為(設(shè)雨滴撞擊睡蓮后無反彈,不計(jì)雨滴重力,雨水的密度為1×103kg/mA.0.15Pa B.0.54Pa C.1.5Pa D.5.4Pa解析:設(shè)雨滴受到支持面的平均作用力大小為F,設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)有質(zhì)量為Δm的雨水的速度由v=12m/s減為0。以向上為正方向,對(duì)這部分雨水應(yīng)用動(dòng)量定理F·Δt=0-(-Δmv)=Δmv,得到F=ΔmΔtv;設(shè)水杯橫截面積為S,對(duì)水杯里的雨水,在Δt時(shí)間內(nèi)水面上升ΔρSΔh,即有F=ρSvΔhΔt,故壓強(qiáng)p=FS=ρvΔhΔt=1×0.15Pa。9.質(zhì)量為M的小車在光滑水平地面上以速度v0勻速向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)車中的沙子從底部的漏斗中不斷地流下時(shí),車子的速度將(B)A.減小 B.不變 C.增大 D.無法確定解析:以車和漏掉的沙為探討對(duì)象,系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,設(shè)漏掉的沙子質(zhì)量為m,漏掉的沙和車有相同速度,則由(M+m)v0=(M+m)v,得v=v0。10.在高速馬路上發(fā)生一起交通事故,一輛質(zhì)量為1500kg向南行駛的長途客車迎面撞上了一質(zhì)量為3000kg向北行駛的卡車,碰后兩輛車接在一起,并向南滑行了一小段距離后停止。依據(jù)測(cè)速儀的測(cè)定,長途客車碰前以20m/s的速率行駛,由此可推斷,卡車碰前的行駛速率為(A)A.小于10m/sB.大于10m/s,小于20m/sC.大于20m/s,小于30m/sD.大于30m/s,小于40m/s解析:取向南為正方向,由動(dòng)量守恒得,(mv0-Mv)=(m+M)v′,且v′>0,即得v<10m/s。11.A,B兩物體發(fā)生正碰,碰撞前后物體A,B都在同始終線上運(yùn)動(dòng),其位移—時(shí)間(x-t)圖象如圖中ADC和BDC所示。由圖可知,物體A,B的質(zhì)量之比為(C)A.1∶1 B.1∶2C.1∶3 D.3∶1解析:由xt圖象可知,碰撞前物體A的速度vA=xAtA=164m/s=4m/s,物體B的速度vB=0m/s,碰撞后A,B物體速度相等,即vA′=vB′=v=xt=20-168-4m/s=1m/s,物體A,B碰撞過程動(dòng)量守恒,有mAvA=(mA+m12.如圖所示,一個(gè)木箱原來靜止在光滑水平面上,木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個(gè)小木塊。木箱和小木塊都具有肯定的質(zhì)量?，F(xiàn)使木箱獲得一個(gè)向右的初速度v0,則(B)A.小木塊和木箱最終都將靜止B.小木塊最終將相對(duì)木箱靜止,二者一起向右運(yùn)動(dòng)C.小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來回往復(fù)碰撞,而木箱始終向右運(yùn)動(dòng)D.假如小木塊與木箱的左壁碰撞后相對(duì)木箱靜止,則二者將一起向左運(yùn)動(dòng)解析:系統(tǒng)不受外力,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,最終兩個(gè)物體以相同的速度一起向右運(yùn)動(dòng),B正確。13.質(zhì)量之比為mA∶mB=1∶3的A,B兩球之間有一根被壓縮的輕彈簧(彈簧與小球不相連),將此裝置置于光滑水平桌面上。用固定擋板攔住A而釋放B時(shí),B被彈出后落到水平地面上的位置到桌邊的水平距離為s。若以相同的壓縮量壓縮彈簧,取走擋板,將A,B同時(shí)由靜止釋放,B被彈出后落到水平地面上的位置到桌邊的水平距離為(B)A.s B.s2 C.s3解析:有擋板時(shí),釋放的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為B的動(dòng)能;無擋板時(shí),彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為A,B的總動(dòng)能,而A,B動(dòng)量等大,動(dòng)能跟質(zhì)量成反比,因此彈性勢(shì)能只有14轉(zhuǎn)化為B的動(dòng)能,所以前后兩次B球被彈出時(shí)的速度大小之比為2∶1,因此兩次平拋的水平位移之比為2∶實(shí)力提升14.在光滑水平面上有三個(gè)完全相同的小球,它們成一條直線,2,3小球靜止,并靠在一起,1球以速度v0射向它們,如圖所示。設(shè)碰撞中不損失機(jī)械能,則碰后三個(gè)小球的速度可能是(D)A.v1=v2=v3=13v0 B.v1=0,v2=v3=12C.v1=0,v2=v3=12v0 D.v1=v2=0,v3=v解析:由彈性碰撞的規(guī)律可知,當(dāng)兩球質(zhì)量相等時(shí),碰撞時(shí)兩球交換速度。先球1與球2碰,再球2與球3碰,故選D。15.(多選)美國《科學(xué)》雜志評(píng)出的“2001年世界十大科技突破”中,有一項(xiàng)是加拿大薩德伯里中微子觀測(cè)站的成果。該觀測(cè)站揭示了中微子失蹤的緣由。即視察到的中微子數(shù)目比理論值少,是因?yàn)椴糠种形⒆釉谶\(yùn)動(dòng)過程中轉(zhuǎn)化為一個(gè)μ子和一個(gè)τ子。關(guān)于上述探討的以下說法中正確的有(BC)A.該探討過程中牛頓其次定律依舊適用B.該探討中動(dòng)量守恒定律依舊適用C.該探討中能量守恒定律依舊適用D.若發(fā)覺μ子和中微子的運(yùn)動(dòng)方向一樣,則τ子的運(yùn)動(dòng)方向與中微子的運(yùn)動(dòng)方向肯定相反解析:微觀世界中牛頓運(yùn)動(dòng)定律不再成立,而動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律仍成立,A錯(cuò)誤,B,C正確。依據(jù)動(dòng)量守恒得p中=pμ+pτ,若發(fā)覺μ子和中微子的運(yùn)動(dòng)方向一樣,則p中>0,pμ>0,則pτ的正、負(fù)不確定,即τ子的運(yùn)動(dòng)方向無法推斷,D錯(cuò)誤。16.如圖所示,小球A系在細(xì)線的一端,線的另一端固定在O點(diǎn),O點(diǎn)到水平面的距離為h。物塊B質(zhì)量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O點(diǎn)正下方,物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。現(xiàn)向左拉動(dòng)小球使線水平伸直,將小球由靜止起先釋放,運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與物塊發(fā)生正碰(碰撞時(shí)間極短),反彈后上升至最高點(diǎn)時(shí)到水平面的距離為h16解析:設(shè)小球的質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊碰撞前的速度大小為v1,取小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的重力勢(shì)能為零,依據(jù)機(jī)械能守恒有mgh=12mv得v1=2gh設(shè)碰撞后小球反彈的速度大小為v1′,同理對(duì)小球反彈過程由機(jī)械能守恒有mgh16=12mv1′得v1′=gh8設(shè)碰后物塊的速度大小為v2,取水平向右為正方向,依據(jù)動(dòng)量守恒定律有mv1=-mv1′+5mv2,得v2=gh8物塊在水平面上所受摩擦力的大小為F=5μmg,設(shè)物塊在水平面上滑行的時(shí)間為t,依據(jù)動(dòng)量定理有-Ft=0-5mv2,得t=2gh答案:217.一個(gè)連同裝備總質(zhì)量M=100kg的宇航員,在距離飛船s=45m處與飛船處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。宇航員背著裝有質(zhì)量為m0=0.5kg氧氣的貯氣筒,筒上有一個(gè)可以使氧氣以v=50m/s的速度噴出的噴嘴,宇航員必需向著返回的相反方向噴出氧氣才能回到飛船,同時(shí)又必需保留一部分氧氣供途中呼吸用,宇航員的耗氧率為Q=2.5×10-4kg(1)瞬時(shí)噴出多少氧氣,航天員才能平安返回飛船?(2)航天員平安返回到飛船的最長和最短時(shí)間分別為多少?(3)為了使總耗氧量最低,應(yīng)一次噴出多少氧氣?對(duì)應(yīng)的返回時(shí)間又是多少?(飛船在一段很短的圓弧上的運(yùn)動(dòng)可視為勻速直線運(yùn)動(dòng))解析:(1)設(shè)瞬間噴出質(zhì)量為m的氧氣后,宇航員能平安返回飛船,以飛船為參照,宇航員返回飛船的速度為v1,由動(dòng)量守恒定律可得0=Mv1-mv,①宇航員返回的時(shí)間為t=sv1貯氣筒中剩余氧氣質(zhì)量應(yīng)滿意m0-m≥Qt,③代入數(shù)據(jù)由①②③可得400m2-200m+9解得0.05kg≤m≤0.45kg。(2)依據(jù)①②式得t=sv1=sM當(dāng)m=0.05kg時(shí),可求得宇航員平安返回到飛船的最長時(shí)間為tmax=1800s;當(dāng)m=0.45kg時(shí),可求得宇航員平安返回到飛船的最短時(shí)間為tmin=200s;(3)當(dāng)總耗氧量最低時(shí),設(shè)宇航員平安返回共耗氧氣Δm,則Δm=m+Qt,⑤由④⑤得Δm=m+QsMmv由于m與QsMmv的乘積為定值,所以當(dāng)m=QsMmv時(shí)即m=QsMv=0.15kg故總耗氧量最低時(shí),應(yīng)一次噴出0.15kg的氧氣,將m=0.15kg代入可得返回時(shí)間為t=sv1=答案:(1)0.05kg≤m≤0.45kg(2)1800s200s(3)0.15kg600s18.如圖所示,一光滑水平(桌面)AB與一半徑為R的光滑半圓形軌道相切于C點(diǎn),且兩者固定不動(dòng)。一長L=0.8m的細(xì)繩,一端固定于O點(diǎn),另一端系一個(gè)質(zhì)量m1=0.2kg的小球a。當(dāng)小球在豎直方向靜止時(shí),球?qū)λ阶烂娴淖饔昧偤脼榱恪，F(xiàn)將球提起使細(xì)繩處于水平位置時(shí)無初速度釋放。當(dāng)小球a擺至最低點(diǎn)時(shí),細(xì)繩恰好被拉斷,此時(shí)小球a與放在桌面上的質(zhì)量m2=0.8kg的小球b正碰,碰后a以2m/s的速度彈回,b將沿半圓形軌道運(yùn)動(dòng)。兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn),取g=10m/s2。(1)細(xì)繩所能承受的最大拉力為多大?(2)小球b在半圓形軌道最低點(diǎn)C點(diǎn)的速度為多大?(3)為了保證小球b在半圓形軌道中運(yùn)動(dòng)時(shí)不脫離軌道,半圓形軌道的半徑R應(yīng)滿意什么條件?解析:(1)設(shè)小球a擺至最低點(diǎn)時(shí)速度為v0,由機(jī)械能守恒定律,得m1gL=12m1解得v0=2gL=4m小球a在最低點(diǎn)時(shí),由牛頓其次定律,得FT-m