（江蘇專用）2020高考物理二輪復(fù)習 第一部分 專題五 動量與原子物理學 第一講 動量守恒定律課前自測診斷卷

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1、第一講 動量守恒定律 ——課前自測診斷卷 考點一 動量、沖量、動量定理 1.[考查沖量大小的計算] 蹦床運動是一項運動員利用從蹦床反彈中表現(xiàn)雜技技巧的競技運動，一質(zhì)量為50 kg的運動員從1.8 m高處自由下落到蹦床上，若從運動員接觸蹦床到運動員陷至最低點經(jīng)歷了0.2 s，則這段時間內(nèi)蹦床對運動員的沖量大小為(取g＝10 m/s2，不計空氣阻力)(　　) A．400 N·s　　　　　　 B．300 N·s C．200 N·s D．100 N·s 解析：選A　設(shè)運動員自由下落到蹦床的速度為v，由機械能守恒得：mgh＝mv2，解得v＝6 m/s；運動員接觸蹦床到陷至最低點過程中

2、，由動量定理得：mgt＋IN＝0－mv，解得IN＝－mv－mgt＝－50×6 N·s－50×10×0.2 N·s＝－400 N·s，此過程中蹦床對運動員的沖量大小為400 N·s，方向豎直向上，故A正確，B、C、D錯誤。 2．[考查應(yīng)用動量定理求平均力] 高空作業(yè)須系安全帶，如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運動)，此后經(jīng)歷時間t安全帶達到最大伸長量，若在此過程中該作用力始終豎直向上，則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為(　　) A.＋mg B.－mg C.＋mg D.－mg 解析：選A　由動量定理得(mg－F)

3、t＝0－mv，又有v＝，解得F＝＋mg，選項A正確。 3．[考查動量定理的應(yīng)用] (2020·南師附中模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的物塊從傾角為θ的固定斜面頂端由靜止滑下，經(jīng)時間t滑到斜面底端時速率為v，重力加速度為g。求此過程中： (1)斜面對物塊的支持力的沖量大小IN； (2)斜面對物塊的摩擦力的沖量大小If。 解析：(1)把重力沿垂直斜面方向分解，分力為G1＝mgcos θ，在垂直斜面方向物塊受到支持力FN，物塊在垂直斜面方向處于平衡狀態(tài)，可得平衡方程：FN＝mgcos θ，所以支持力的沖量為：IN＝FN·t＝mgtcos θ。 (2)在整個過程，對物塊由動量定理可得：mgsin

4、 θ·t－If＝mv－0，化簡可得摩擦力的沖量為：If＝mgtsin θ－mv。 答案：(1)mgtcos θ　(2)mgtsin θ－mv 考點二 動量守恒定律 4.[考查動量守恒的條件] 把一支彈簧槍水平固定在小車上，小車放在光滑水平地面上，槍射出一顆子彈的過程中，關(guān)于槍、子彈、車，下列說法正確的是(　　) A．槍和子彈組成的系統(tǒng)動量守恒 B．槍和車組成的系統(tǒng)動量守恒 C．子彈和槍筒之間的摩擦力很小，可以忽略不計，故二者組成的系統(tǒng)動量近似守恒 D．槍、子彈、車三者組成的系統(tǒng)動量守恒 解析：選D　槍和子彈組成的系統(tǒng)，由于小車對槍有外力，槍和子彈組成的系統(tǒng)外力之和不為零，所

5、以動量不守恒，故A錯誤；槍和車組成的系統(tǒng)，由于子彈對槍有作用力，導(dǎo)致槍和車組成的系統(tǒng)外力之和不為零，所以動量不守恒，故B錯誤；槍、子彈、車組成的系統(tǒng)，它們之間相互作用的力為內(nèi)力，例如子彈和槍筒之間的摩擦力，系統(tǒng)所受外力之和為零，系統(tǒng)動量守恒，但子彈與槍筒組成的系統(tǒng)外力之和不為零，二者組成的系統(tǒng)動量不守恒，故D正確，C錯誤。 5．[考查某一方向的動量守恒] 質(zhì)量為m的人立于質(zhì)量為M的平板車上，初始時人與車以速度v1在光滑水平面上向右運動。當此人相對于車以豎直向上的速度v2跳起后，車的速度大小為(　　) A．v1 B．v1－ C． D． 解析：選A　人和車在水平方向上動量守恒，當人豎直跳

6、起時，人和車之間的相互作用在豎直方向上，在水平方向上仍然動量守恒，水平方向的速度不發(fā)生變化，所以車的速度仍然為v1，方向向右，A正確。 6．[考查多個物體的動量守恒] 如圖所示，兩輛質(zhì)量相同的平板小車a、b成一直線排列，靜止在光滑水平地面上，原來靜止在a車上的一個小孩跳到b車，接著又立即從b車跳回a車，他跳回a車并相對a車保持靜止，此后(　　) A．a(chǎn)、b兩車的速率相等 B．a(chǎn)車的速率大于b車的速率 C．a(chǎn)車的速率小于b車的速率 D．a(chǎn)、b兩車均靜止 解析：選C　由小車a、b及人組成的系統(tǒng)動量守恒，根據(jù)動量守恒定律(ma＋m人)va－mbvb＝0，解得＝，所以a車的速率小于b車的

7、速率，選項C正確。 7．[考查動量守恒中的作用力] (2020·江蘇如皋期末)如圖，質(zhì)量分別為m1＝10 kg和m2＝2.0 kg的彈性小球a、b用彈性輕繩緊緊的把它們捆在一起，使它們發(fā)生微小的形變，該系統(tǒng)以速度v0＝0.10 m/s 沿光滑水平面向右做直線運動，某時刻輕繩突然自動斷開，斷開后，小球b停止運動，小球a繼續(xù)沿原方向做直線運動。求： (1)剛分離時，小球a的速度大小v1； (2)經(jīng)過0.2 s兩球分開過程中，小球a受到的作用力大小。 解析：(1)兩小球組成的系統(tǒng)在光滑水平面上運動，系統(tǒng)所受合外力為零，動量守恒，則： (m1＋m2)v0＝0＋m1v1 代入數(shù)據(jù)求得：v1

8、＝0.12 m/s。 (2)兩球分開過程中，對a，應(yīng)用動量定理得： Ft＝m1v1－m1v0 代入數(shù)據(jù)求得：F＝1 N。 答案：(1)0.12 m/s　(2)1 N 考點三 碰撞、爆炸和反沖 8.[考查彈性碰撞與非彈性碰撞的判斷] 如圖所示，小球B質(zhì)量為10 kg，靜止在光滑水平面上，小球A質(zhì)量為5 kg，以10 m/s的速率向右運動，并與小球B發(fā)生正碰，碰撞后A球以2 m/s的速率反向彈回，則碰后B球的速率和這次碰撞的性質(zhì)，下列說法正確的是(　　) A．4 m/s，非彈性碰撞 B．4 m/s，彈性碰撞 C．6 m/s，非彈性碰撞 D．6 m/s，彈性碰撞 解析：選C　取

9、小球A開始運動的方向為正方向，碰撞前兩個小球的總動能：E1＝m1v＝×5×102 J＝250 J。 碰撞過程動量守恒，由動量守恒定律得： m1v1＝－m1v1′＋m2v2， 解得：v2＝＝ m/s＝6 m/s。 碰撞后兩小球的總動能：E2＝m1v1′2＋m2v＝×5×22 J＋×10×62 J＝190 J。 因為E1＞E2，有能量損失，是非彈性碰撞，故C正確。 9.[考查碰撞與x-t圖像的綜合應(yīng)用] [多選]如圖甲所示，光滑水平面上有a、b兩個小球，a球向b球運動并與b球發(fā)生正碰后粘在一起共同運動，其碰前和碰后的x-t圖像如圖乙所示。已知ma＝5 kg。若b球的質(zhì)量為mb，兩球因

10、碰撞而損失的機械能為ΔE，則(　　) A．mb ＝1 kg　　　　　　 B．mb＝2 kg C．ΔE＝15 J D．ΔE＝35 J 解析：選AC　在x-t圖像中圖像的斜率表示小球運動的速度大小，所以va＝ m/s＝6 m/s，小球碰后粘合在一起共同運動的速度為v＝ m/s＝5 m/s，碰撞過程動量守恒，得：mava＝(ma＋mb)v，解得：mb＝1 kg，故A正確，B錯誤；根據(jù)功能關(guān)系ΔE＝mav－(ma＋mb)v2＝15 J，故C正確，D錯誤。 10．[考查爆炸現(xiàn)象] 一炮彈質(zhì)量為m，以一定的傾角斜向上發(fā)射，達到最高點時速度大小為v，方向水平。炮彈在最高點爆炸成兩塊，其中一塊恰

11、好做自由落體運動，質(zhì)量為，則爆炸后另一塊瞬時速度大小為(　　) A．v B．v C．v D．0 解析：選C　爆炸過程系統(tǒng)動量守恒，爆炸前動量為mv，設(shè)爆炸后另一塊瞬時速度大小為v′，取炮彈到最高點未爆炸前的速度方向為正方向，爆炸過程動量守恒，則有：mv＝m·v′，解得：v′＝v，故C正確。 11．[考查反沖運動的應(yīng)用] 一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進入太空預(yù)定位置，由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離。已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1，后部分的箭體質(zhì)量為m2，分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行，若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，則分離后衛(wèi)星的速率v1為(　　) A．v0－v2 B．v0＋v

12、2 C．v0－v2 D．v0＋(v0－v2) 解析：選D　火箭和衛(wèi)星組成的系統(tǒng)，在分離前、后沿原運動方向上動量守恒，由動量守恒定律有：(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2，解得：v1＝v0＋(v0－v2)，D項正確。 12．[考查動量守恒定律與動量定理的綜合] (2020·南京、鹽城三模)如圖所示，兩個滑塊A、B靜置于同一光滑水平直軌道上。A的質(zhì)量為m，現(xiàn)給滑塊A向右的初速度v0，一段時間后A與B發(fā)生碰撞，碰后A、B分別以v0、v0的速度向右運動。求： (1)B的質(zhì)量； (2)碰撞過程中A對B的沖量的大小。 解析：(1)A、B碰撞過程，取向右方向為正方向，由動量守恒定律，得

13、mv0＝mvA＋mBvB 據(jù)題vA＝v0，vB＝v0 解得 mB＝m。 (2)對B，由動量定理得I＝mBvB 解得I＝mv0。 答案：(1)m　(2)mv0 13．[考查多物體碰撞與能量守恒] (2020·南京、鹽城二模)在光滑水平面上，質(zhì)量均為m的三個物塊排成直線，如圖所示。第1個物塊以動量p0向右運動，依次與其余兩個靜止物塊發(fā)生碰撞，并粘在一起，求： (1)物塊的最終速度大??； (2)碰撞過程中損失的總動能。 解析：(1)依據(jù)動量守恒定律p0＝3mv 解得v＝。 (2)由p0＝mv0，Ek0＝mv 解得初動能Ek0＝ 末動能Ek＝·3mv2＝ 所以損失的總動能為ΔEk＝Ek0－Ek＝。 答案：(1)　(2)