2017年高考物理試題分項(xiàng)版匯編系列 專題08 動量(含解析)
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1、 專題08動量 一、單選題 1.類比是一種常用的研究方法.對于直線運(yùn)動,教科書中講解了由圖像求位移,由 (力-位移)圖像求做功的方法.請你借鑒此方法分析下列說法,其中正確的是() A. 由 (力-速度)圖線和橫軸圍成的面積可求出對應(yīng)速度變化過程中力做功的功率 B. 由 (力-時間)圖線和橫軸圍成的面積可求出對應(yīng)時間內(nèi)力所做的沖量 C. 由 (電壓-電流)圖線和橫軸圍成的面積可求出對應(yīng)的電流變化過程中電流的功率 D. 由 (角速度-半徑)圖線和橫軸圍成的面積可求出對應(yīng)半徑變化范圍內(nèi)做圓周運(yùn)動物體的線速度 【答案】B 2.小球質(zhì)量為2m,以速度v沿水平方向垂直撞擊墻壁,球被反
2、方向彈回速度大小是v,球與墻撞擊時間為t,在撞擊過程中,球?qū)Φ钠骄鶝_力大小是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】設(shè)初速度方向?yàn)檎?,則彈后的速度為-;則由動量定理可得:Ft=-2m×-2mv 解得:F=;負(fù)號表示力的方向與初速度方向相反;由牛頓第三定律可知,球?qū)Φ钠骄鶝_擊力為F′=F=;故選C. 3.下列說法中正確的是( ?。? A. 沖量的方向一定和動量的方向相同 B. 動量變化量的方向一定和動量的方向相同 C. 物體的末動量方向一定和它所受合外力的沖量方向相同 D. 沖量是物體動量變化的原因 【答案】D 【解析】解:A、沖量的方向和
3、動量的方向不一定相同,比如平拋運(yùn)動,沖量方向豎直向下,動量方向是軌跡的切線方向.故A錯誤. B、動量增量的方向與合力的沖量方向相同,與動量的方向不一定相同,比如勻減速直線運(yùn)動,動量增量的方向和動量的方向相反.故B錯誤. C、物體的末動量方向不一定和它所受合外力的沖量方向相同.故C錯誤. D、根據(jù)動量定理可知,沖量是物體的動量變化的原因.故D正確. 故選:D 4.如圖所示,兩個質(zhì)量和速度均相同的子彈分別水平射入靜止在光滑水平地面上質(zhì)量相同、材料不同的兩矩形滑塊A、B中,射入A中的深度是射入B中深度的兩倍.上述兩種射入過程相比較 A. 射入滑塊A的子彈速度變化大 B. 整個射入
4、過程中兩滑塊受的沖量一樣大,木塊對子彈的平均阻力一樣大 C. 射入滑塊A中時阻力對子彈做功是射入滑塊B中時的兩倍 D. 兩個過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量相同 【答案】D 【解析】A、根據(jù)動量守恒定律可得,可知兩種情況下木塊和子彈的共同速度相同,兩顆子彈速度變化相同,故A錯誤; B、兩滑塊的動量變化相同,受到的沖量相同,由,射入A中的深度是射入B中深度的兩倍,射入滑塊A中時平均阻力對子彈是射入滑塊B中時的倍,故B錯誤; C、射入滑塊A中時阻力對子彈做功與射入滑塊B中時阻力對子彈做功相等,故C錯誤; D、由,兩個過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量相同,故D正確; 故選D。 5.兩球A、B在光滑水平面
5、上沿同一直線,同一方向運(yùn)動,mA=1kg,mB=2kg,vA=6m/s,vB=2m/s.當(dāng)A追上B并發(fā)生碰撞后,兩球A、B速度的可能值是( ?。? A. vA′=5 m/s,vB′=2.5 m/s B. vA′=2 m/s,vB′=4 m/s C. vA′=﹣4 m/s,vB′=7 m/s D. vA′=7 m/s,vB′=1.5 m/s 【答案】B 【解析】兩球碰撞過程,系統(tǒng)不受外力,故碰撞過程系統(tǒng)總動量守恒,ABCD均滿足; 考慮實(shí)際情況,碰撞后A球速度不大于B球的速度,因而AD錯誤,BC滿足; 根據(jù)能量守恒定律,碰撞后的系統(tǒng)總動能應(yīng)該小于或等于碰撞前的系統(tǒng)總動能,碰
6、撞前總動能為22J,B選項(xiàng)碰撞后總動能為18J,C選項(xiàng)碰撞后總動能為57J,故C錯誤,B滿足; 故選B. 6.如圖所示,輕彈簧的一端固定在豎直墻上,質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止放在光滑水平面上,弧形槽底端與水平面相切,一個質(zhì)量也為m的小物塊從槽高h(yuǎn)處開始自由下滑,下列說法正確的是 A. 在下滑過程中,物塊的機(jī)械能守恒 B. 物塊被彈簧反彈后,做勻速直線運(yùn)動 C. 在下滑過程中,物塊和槽的動量守恒 D. 物塊被彈簧反彈后,能回到槽高h(yuǎn)處 【答案】B 【解析】在物塊下滑的過程中,斜槽將后退,物塊與弧形槽系統(tǒng)只有重力做功,機(jī)械能守恒;對于物塊,除了重力做功外,支持力做功,則物塊的機(jī)械
7、能不守恒.故A錯誤.物塊加速下滑,豎直方向受向下合力,物塊與槽在水平方向上不受外力,所以只能在水平方向動量守恒.故C錯誤.因?yàn)槲飰K與槽在水平方向上動量守恒,由于質(zhì)量相等,根據(jù)動量守恒,物塊離開槽時速度大小相等,方向相反,物塊被彈簧反彈后,與槽的速度相同,做勻速直線運(yùn)動.故B正確,D錯誤.故選B. 7.一炮艇在湖面上勻速行駛,突然從船頭和船尾同時向前和向后各發(fā)射一發(fā)炮彈,設(shè)兩炮彈的質(zhì)量相同,相對于地的速率相同,牽引力、阻力均不變,則船的動量和速度的變化情況是( ) A. 動量不變,速度增大 B. 動量變小,速度不變 C. 動量增大,速度增大 D. 動量增大,速度減小 【答案
8、】A 【解析】: 因船受到的牽引力及阻力不變,且開始時船勻速運(yùn)動,故整個系統(tǒng)所受的合外力為零,動量守恒. 設(shè)炮彈質(zhì)量為m,船(不包括兩炮彈)的質(zhì)量為M,炮艇原來的速度為 ,發(fā)射炮彈的瞬間船的速度為v. 設(shè)船原來的運(yùn)動方向?yàn)檎较?則由動量守恒可得: 可得:即發(fā)射炮彈后瞬間船的動量不變,速度增大,故A正確; 綜上所述本題答案是:A 8.如圖所示,在光滑的水平面上靜止放一質(zhì)量為m的木板B,木板表面光滑,左端固定一輕質(zhì)彈簧。質(zhì)量為2m的木塊A以速度v0從板的右端水平向左滑上木板B。在木塊A與彈簧相互作用的過程中,下列判斷正確的是 A. 彈簧壓縮量最大時,B板運(yùn)動速率最大 B
9、. 板的加速度一直增大 C. 彈簧給木塊A的沖量大小為 D. 彈簧的最大彈性勢能為 【答案】D 【解析】在木塊A與彈簧相互作用的過程中,從彈簧的壓縮量達(dá)到最大到彈簧恢復(fù)原狀的過程中,彈簧對木板B有向左的彈力,B板仍在加速,所以彈簧壓縮量最大時,B板運(yùn)動速率不是最大,當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時B板的速率最大,故A錯誤;彈簧壓縮量先增加后減小,彈簧對B板的彈力先增大后減小,故B板的加速度先增加后減小,故B錯誤;設(shè)彈簧恢復(fù)原長時A與B的速度分別為v1和v2.取向左為正方向,根據(jù)動量守恒定律,有:2mv0=2mv1+mv2?; 根據(jù)機(jī)械能守恒定律,有:?2m?v02=?2m?v12+mv22?;解得:
10、v1=v0,v2=v0.對滑塊A,根據(jù)動量定理,有:I=2mv1-2mv0=-mv0(負(fù)號表示方向向右),故C錯誤;當(dāng)滑塊與長木板速度相等時,彈簧的壓縮量最大;根據(jù)動量守恒定律,有:2mv0=(m+2m)v?; 系統(tǒng)機(jī)械能守恒,根據(jù)守恒定律,有:Ep=?2m?v02-(2m+m)v2??;由以上兩式解得:Ep=mv02,故D正確;故選D. 9.質(zhì)量分別為m=1 kg和M=2 kg的物塊A和B疊放在光滑水平桌面上,兩物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài),從某時刻開始,對物塊B施加一水平推力F,已知推力F隨時間t變化的關(guān)系為F=6t(N),兩物塊之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速
11、度g取10 m/s2,下列結(jié)論正確的是( ) A. 兩物塊剛發(fā)生相對運(yùn)動時的速度為1 m/s B. 從施加推力F到兩物塊剛發(fā)生相對運(yùn)動所需的時間為s C. 從施加推力F到兩物塊剛發(fā)生相對運(yùn)動兩物塊的位移為0.5 m D. 從施加推力F到兩物塊剛發(fā)生相對運(yùn)動F的沖量為6 N·s 【答案】A 【解析】AB. 當(dāng)m達(dá)到最大靜摩擦力時,m相對M發(fā)生相對滑動;則此時m的加速度為:a=μg=0.2×10=2m/s2;則對整體受力分析可知,F(xiàn)=(m+M)a=3×2=6N=6t,則可知發(fā)生相對運(yùn)動的時間為1s,F(xiàn)是均勻增加的,,對整體由動量定理可得:;解得:v=1m/s,故A正確,B錯誤;
12、 C. 若物體做勻加速直線運(yùn)動,則1s內(nèi)的位移x=vt/2=0.5m;而物體做的是變加速直線運(yùn)動,故位移不是0.5m;故C錯誤; D. 由動量定理可知,I=(M+m)v=3N?s;故D錯誤; 故選:A. 10.質(zhì)量為m的小球A以水平初速度v0與原來靜止的光滑水平面上的質(zhì)量為3m的小球B發(fā)生正碰,已知碰撞過程中A球的動能減少了75%,則碰撞后B球的動能可能是( ) A. B. C. D. 【答案】B 11.以下幾種運(yùn)動形式在任何相等的時間內(nèi),物體動量的變化不相等的運(yùn)動是( ) A. 勻變速直線運(yùn)動 B. 平拋運(yùn)動 C. 自由落體運(yùn)動
13、 D. 勻速圓周運(yùn)動 【答案】D 【解析】由相等時間內(nèi),物體動量的變化總是相等,由動量定理Ft=Δp知,作用力F一定為恒力,則物體必須做勻變速運(yùn)動,而勻速圓周運(yùn)動是變加速運(yùn)動,故有勻速圓周運(yùn)動的物體動量的變化不相等,故D正確,ABC錯誤, 故選D。 12.一粒鋼珠從靜止?fàn)顟B(tài)開始自由落體,然后陷入泥潭中。若把它在空中自由落體的過程稱為Ⅰ,進(jìn)入泥潭直到停止的過程稱為Ⅱ,則( ) A. 過程Ⅰ中鋼珠動量的改變量小于重力的沖量 B. 過程Ⅱ中鋼珠所受阻力的沖量大小等于過程Ⅰ中重力沖量的大小 C. 過程Ⅱ中鋼珠的動量改變量等于阻力的沖量 D. 過程Ⅱ中阻力的沖量大小等于過程Ⅰ與
14、過程Ⅱ重力沖量的大小 【答案】D 【解析】在過程Ⅰ中,鋼珠只受重力的作用,根據(jù)動量定理可知,其動量的改變量等于重力的沖量,選項(xiàng)A錯誤;過程Ⅱ中,鋼珠所受外力有重力和阻力,所以過程Ⅱ中阻力的沖量大小等于過程Ⅰ中重力的沖量大小與過程Ⅱ中重力沖量大小的和.故B錯誤;過程Ⅱ中,鋼珠所受外力有重力和阻力,所以過程Ⅱ中鋼珠的動量改變量等于重力和阻力的沖量的和.故C錯誤;過程Ⅱ中,鋼珠所受外力有重力和阻力,所以過程Ⅱ中阻力的沖量大小等于過程Ⅰ中重力的沖量大小與過程Ⅱ中重力沖量大小的和.故D正確;故選D. 13.如圖所示.曲線是某質(zhì)點(diǎn)只在一恒力作用下的部分運(yùn)動軌跡.質(zhì)點(diǎn)從M點(diǎn)出發(fā)經(jīng)P點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn),已知質(zhì)點(diǎn)
15、從M點(diǎn)到P點(diǎn)的路程大于從P點(diǎn)到N點(diǎn)的路程,質(zhì)點(diǎn)由M點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)與由P點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的時間相等.下列說法中正確的是( ) A. 質(zhì)點(diǎn)從M到N過程中速度大小保持不變 B. 質(zhì)點(diǎn)在M、N間的運(yùn)動不是勻變速運(yùn)動 C. 質(zhì)點(diǎn)在這兩段時間內(nèi)的動量變化量大小相等,方向相同 D. 質(zhì)點(diǎn)在這兩段時間內(nèi)的動量變化量大小不相等,但方向相同 【答案】C 【解析】因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)在恒力作用下運(yùn)動,所以質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動,速度隨時間變化,故AB錯誤;根據(jù)動量定理可得,兩段過程所用時間相同,所以動量變化量大小和方向都相同,C正確D錯誤. 14.用豆粒模擬氣體分子,可以模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原理。如圖所示,從距秤盤
16、80 cm高度把1000 粒的豆粒連續(xù)均勻地倒在秤盤上,持續(xù)作用時間為1s,豆粒彈起時豎直方向的速度變?yōu)榕銮暗囊话?。若每個豆粒只與秤盤碰撞一次,且碰撞時間極短(在豆粒與秤盤碰撞極短時間內(nèi),碰撞力遠(yuǎn)大于豆粒受到的重力),已知1000 粒的豆粒的總質(zhì)量為100g。則在碰撞過程中秤盤受到的壓力大小約為 A. 0.2N B. 0.6N C. 1.0N D. 1.6N 【答案】B 【解析】豆粒從80cm高處落下時速度為v,, 則 設(shè)向上為正方向,根據(jù)動量定理: B正確,ACD錯誤。 故選:B。 15.如圖所示,子彈水平射入放在光滑水平地面上靜止的木塊后不再穿出,
17、此時木塊動能增加了5.5J,那么此過程產(chǎn)生的內(nèi)能可能為( ?。? A. 1J B. 3J C. 5J D. 7J 【答案】D 【解析】子彈水平射入放在光滑水平地面上靜止的木塊后不再穿出,設(shè)子彈初速為,子彈和木塊的共同速度為;則、解得:化簡得: ,故選D 16.質(zhì)量為m1=1 kg和m2(未知)的兩個物體在光滑的水平面上正碰,碰撞時間不計(jì),其x —t(位移—時間)圖象如圖所示,則可知碰撞屬于( ?。? A. 非彈性碰撞 B. 彈性碰撞 C. 完全非彈性碰撞 D. 條件不足,不能確定 【答案】B 【解析】位移時間圖象的切線斜率表示物體的速度,由圖象可得兩物體碰撞前后
18、的速度分別為:、、、;由動量守恒得;碰前總動能,碰后總動能代入數(shù)據(jù)可得:、,因此此碰撞是彈性碰撞。故選B 17.一質(zhì)量為m的運(yùn)動員從下蹲狀態(tài)向上起跳,經(jīng)時間,身體伸直并剛好離開地面,速度為v,在此過程中( ?。? A. 地面對他的沖量為mv+mgΔt,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 C. 地面對他的沖量為為,地面對他做的功為零 D. 地面對他的沖量為為,地面對他做的功為零 【答案】C 【解析】人從下蹲起跳,經(jīng)時間速度為v,對此過程應(yīng)用動量定理得: 故在此過程中,地面對他的沖量 人在起跳過程中,受到地面對人的支持力但沒有產(chǎn)生位移,地面對他做的功為零。
19、
綜上,選C
點(diǎn)睛:動量定理中沖量應(yīng)是所有力的沖量,不能漏去重力的沖量。
18.物體在恒定的合外力F作用下做直線運(yùn)動,在時間Δt1內(nèi)速度由0增大到v,在時間Δt2內(nèi)速度由v增大到2v。設(shè)F在Δt1內(nèi)做的功是W1,沖量是I1;在Δt2內(nèi)做的功是W2,沖量是I2;那么 ( )
A. I1 20、的變化由動能定理求合力的功、根據(jù)動量的變化由動量定理求合力的沖量是這兩大定理基本的應(yīng)用.
19.質(zhì)量為m、速度為v的A球與質(zhì)量為3m的靜止B球發(fā)生正碰。碰撞可能是彈性的,也可能是非彈性的,因此,碰撞后B球的速度可能有不同的值。碰撞后B球的速度大小可能是
A. v B. 0.6v C. 0.3v D. 0.2v
【答案】C
動能為,違反了能量守恒定律,不可能,B錯誤;若,由動量守恒得,得,碰撞前系統(tǒng)的總動能為.碰撞后系統(tǒng)的總動能為,不違反了能量守恒定律,是可能的,B正確;A、B發(fā)生完全非彈性碰撞,則有,,這時B獲得的速度最小,所以,是不可能的,D錯誤.
20.一個靜止 21、的鈾核,放射一個粒子而變?yōu)殁Q核,在勻強(qiáng)磁場中的徑跡如圖所示,則正確的說法( )
A. 1是,2是釷 B. 1是釷,2是
C. 3是,4是釷 D. 3是釷,4是
【答案】B
【解析】一個靜止的鈾核發(fā)生衰變后變?yōu)殁Q核,粒子和釷核都在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動,根據(jù)動量守恒定律知,兩粒子的動量大小相等,速度方向相反,都為正電,根據(jù)左手定則,為兩個外切圓;根據(jù),因兩粒子的動量大小相等、磁感應(yīng)強(qiáng)度B相同,則電量大的軌道半徑小,知1是釷核的徑跡,2是粒子的徑跡,B正確,ACD錯誤,選B.
【點(diǎn)睛】衰變生成的新核與粒子動量守恒,根據(jù)左手定則判斷粒子的受力方向,從而判斷出是內(nèi)切 22、圓還是外切圓.
21.A、B兩物體發(fā)生正碰,碰撞前后物體A、B都在同一直線上運(yùn)動,其位移—時間圖如圖所示。由圖可知,物體A、B的質(zhì)量之比為 ( )
?
A. 1∶3 B. 1∶2 C. 1∶1 D. 3∶1
【答案】A
【解析】由x-t圖象可知,碰撞前,vB=0m/s,碰撞后vA′=vB′=v=,碰撞過程動量守恒,對A、B組成的系統(tǒng),設(shè)A原方向?yàn)檎较颍瑒t由動量守恒定律得:mAvA=(mA+mB)v,解得mA:mB=1:3;故A正確,BCD錯誤.
故選A.
22.課上老師做了這樣一個實(shí)驗(yàn):如圖所示,用一象棋子壓著一紙條,放在水平桌面上接近邊緣處.第一次,慢拉 23、紙條,將紙條抽出,棋子掉落在地上的P點(diǎn);第二次,將棋子、紙條放回原來的位置,快拉紙條,將紙條抽出,棋子掉落在地上的N點(diǎn).從第一次到第二次現(xiàn)象的變化,下列解釋正確的是( )
A. 棋子的慣性變大了
B. 棋子受到紙帶的摩擦力變小了
C. 棋子受到紙帶的沖量變小了
D. 棋子離開桌面時的動量變大了
【答案】C
【解析】兩次拉動中棋子的質(zhì)量沒變,故其慣性不變;故A錯誤;由于正壓力不變;故紙帶對棋子的摩擦力沒變,故B錯誤;由于快拉時作用時間變短,故摩擦力對棋子的沖量變小了;故C正確;由動量定理可知,合外力的沖量減小,則棋子離開桌面時的動量變小;故D錯誤;故選C.
23.水平面上有兩 24、個物塊A、B,A質(zhì)量是B質(zhì)量的兩倍,與水平面的動摩擦因數(shù)都為μ,t=0時刻,B靜止, A以初速度向B運(yùn)動,與B發(fā)生彈性正碰后分開,A與B都停止運(yùn)動時的距離與t=0時刻AB距離相同,t=0時刻A與B間的距離為()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】設(shè)A與B碰前速度為,由運(yùn)動學(xué)公式得:
設(shè)A與B碰撞后,A的速度為,B的速度為,由動量守恒定律得:
由能量守恒規(guī)律得:
由運(yùn)動學(xué)公式可得:
可得:,故選項(xiàng)B正確。
點(diǎn)睛:對于彈性碰撞,要掌握兩大守恒定律:動量守恒定律和能量守恒定律,對學(xué)生的能力要求較高,需加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練。
24.有一只小船停靠在湖邊碼頭,小 25、船又窄又長(估計(jì)重一噸左右).一位同學(xué)想用一個卷尺粗略測定它的質(zhì)量.他進(jìn)行了如下操作:首先將船平行于碼頭自由停泊,輕輕從船尾上船,走到船頭停下,而后輕輕下船.用卷尺測出船后退的距離d,然后用卷尺測出船長L.已知他的自身質(zhì)量為m,水的阻力不計(jì),船的質(zhì)量為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】設(shè)人走動的時候船的速度為,人的速度為,人從船頭走到船尾用時為,人的位移為,船的位移為,所以,。根據(jù)動量守恒有:,可得:,小船的質(zhì)量為:,故B項(xiàng)正確。
綜上所述,本題正確答案為B。
25.在足夠大的勻強(qiáng)磁場中,靜止的鈉的同位素發(fā)生衰變,沿與磁場垂直的方向釋放 26、出一個粒子后,變?yōu)橐粋€新核,新核與放出粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡均為圓,如圖所示,下列說法正確的是
A. 新核為
B. 軌跡1是新核的徑跡
C. 衰變過程中子數(shù)不變
D. 新核沿順時針方向旋轉(zhuǎn)
【答案】A
【解析】發(fā)生衰變時動量守恒,放出的粒子與新核的速度方向相反,由左手定則判斷得知,放出的粒子應(yīng)帶負(fù)電,是β粒子,所以發(fā)生的是β衰變,β衰變把一個中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子,放出一個電子,中子數(shù)減小,粒子是電子,根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,配平核反應(yīng)方程式,可知衰變方程為,故新核是,A正確C錯誤;靜止的發(fā)生衰變時動量守恒,釋放出的粒子與新核的動量大小相等,兩個粒子在勻強(qiáng)磁場中都做勻速圓周運(yùn)動,因 27、為新核的電荷量大于所釋放出的粒子電荷量,由半徑公式可知半徑與電荷量q成反比,新核的電荷量q大,所以新核的半徑小,所以軌跡2是新核的軌跡,B錯誤;根據(jù)洛倫茲力提供向心力,由左手定則判斷得知:新核要沿逆時針方向旋轉(zhuǎn),D錯誤.
26.在光滑水平面上有一輛平板車,一人手握大錘站在車上.開始時人、錘和車均靜止且這三者的質(zhì)量依次為m1、m2、m3.人將大錘水平向左拋出后,人和車的速度大小為v,則拋出瞬間大錘的動量大小為( ?。?
A. m1v B. m2v C. (m1+m3)v D. (m2+m3)v
【答案】C
【解析】以人、錘和車組成的系統(tǒng)為研究對象,取向左為正方向,人將大錘 28、水平向左拋出的過程,系統(tǒng)的動量守恒,由動量守恒定律得(m1+m3)v﹣P=0可得,拋出瞬間大錘的動量大小為 P=(m1+m3)v 故選:C
27.一質(zhì)量為2 kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運(yùn)動。F隨時間t變化的圖線如圖所示,則( )
A. t=1 s時物塊的速率為2 m/s
B. t=2 s時物塊的動量大小為4 kg·m/s
C. t=3 s時物塊的動量大小為5 kg·m/s
D. t=4 s時物塊的速度為零
【答案】B
【解析】前兩秒,根據(jù)牛頓第二定律,,則0﹣2s的速度規(guī)律為; s時,速率為1m/s,故A錯誤;t=2s時,速率為2m/s,則動量為, 29、故B正確;2﹣4s,力開始反向,物體減速,根據(jù)牛頓第二定律,,所以3s時的速度為1.5m/s,動量為,4s時速度為1m/s,故CD錯誤;
28.如圖所示,質(zhì)量為0.5 kg的小球在距離車底面高20 m處以一定的初速度向左平拋,落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右勻速行駛的敞蓬小車中,車底涂有一層油泥,車與油泥的總質(zhì)量為4 kg,設(shè)小球在落到車底前瞬間速度是25 m/s,則當(dāng)小球與小車相對靜止時,小車的速度是( )
A. 5 m/s B. 4 m/s
C. 8.5 m/s D. 9.5 m/s
【答案】A
【解析】小球拋出后做平拋運(yùn)動,根據(jù)動能定理得: 30、mgh=mv2?mv02
解得:v0=15m/s
小球和車作用過程中,水平方向動量守恒,則有:-mv0+MV=(M+m)v′
解得:v′=5m/s,故選A.
29.滑雪運(yùn)動是人們酷愛的戶外體育活動,現(xiàn)有質(zhì)量為m的人站立于雪橇上,如圖所示。人與雪橇的總質(zhì)量為M,人與雪橇以速度v1在水平面上由北向南運(yùn)動(雪橇所受阻力不計(jì))。當(dāng)人相對于雪橇以速度v2豎直跳起時,雪橇向南的速度大小為( )
A. B.
C. D. v1
【答案】D
【解析】雪橇所受阻力不計(jì),人起跳后,人和雪橇組成的系統(tǒng)水平方向不受外力,系統(tǒng)水平動量守恒,起跳后人和雪橇的水平速度相同,設(shè)為v.取向 31、南為正方向,由水平動量守恒得:
??Mv1=Mv,得 v=v1,方向向南,故ABC錯誤,D正確.故選D.
30.應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象,可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入.例如人原地起跳時,總是身體彎曲略下蹲,再猛然蹬地、身體打開,同時獲得向上的初速度,雙腳離開地面.從開始蹬地到雙腳離開地面的整個過程中,下列分析正確的是
A. 地面對人的支持力始終等于重力
B. 地面對人的支持力的沖量大于重力的沖量
C. 人原地起跳過程中獲得的動能來自于地面
D. 人與地球所組成的系統(tǒng)的機(jī)械能是守恒的
【答案】B
【解析】人在上升過程中經(jīng)歷了先加速再減速過程,加速過程中人受到的支持力大于人 32、的重力;故A錯誤;因支持力大于重力,作用時間相同,故支持力的沖量大于重力的沖量;故B正確;人起跳時,地面對人不做功,人的動能來自于本身的生物能;故C錯誤;由于有人體生物能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故機(jī)械能不守恒;故D錯誤;故選B.
點(diǎn)睛:本題考查動量定理及功能轉(zhuǎn)化,要注意明確支持力對人作用的位移為零,故支持力對人不做功,人是利用自身的能量得以增加機(jī)械能的.
31.在任何相等時間內(nèi),物體動量的變化量總是相等的運(yùn)動不可能是( )
A. 勻速圓周運(yùn)動 B. 勻變速直線運(yùn)動
C. 自由落體運(yùn)動 D. 平拋運(yùn)動
【答案】A
點(diǎn)睛:此題考查動量定理的應(yīng)用,要注意明確動能定理的應(yīng)用,注意勻 33、速圓周運(yùn)動受到的向心力大小不變,但方向一直在改變,屬于變力.
32.下面關(guān)于物體動量和沖量的說法不正確的是( )
A. 物體所受合外力沖量越大,它的動量也越大
B. 物體所受合外力沖量不為零,它的動量一定要改變
C. 物體動量增量的方向,就是它所受沖量的方向
D. 物體所受合外力越大,它的動量變化就越快
【答案】A
【解析】物體所受合外力沖量越大,它的動量變化就越大,不是動量越大,故A不正確;合外力的沖量等于物體動量的變化量,物體所受合外力沖量不為零,它的動量一定要改變,故B正確;合外力的沖量等于物體動量的變化量,所以物體動量增量的方向,就是它所受沖量的方向,故C正確;物體所受 34、合外力越大,加速度就越大,物體速度變化就越快,所以它的動量變化就越快,故D正確;本題選不正確的,故選A.
33.如圖所示,AB為固定的光滑圓弧軌道,O為圓心,AO水平,BO豎直,軌道半徑為R,將質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止釋放,在小球從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中,( )
A. 小球所受合力的沖量方向?yàn)榛≈悬c(diǎn)指向圓心
B. 小球所受支持力的沖量為0
C. 小球所受重力的沖量大小為m
D. 小球所受合力的沖量大小為m
【答案】D
【解析】試題分析:由沖量的計(jì)算公式求出各力的沖量大小,由動量定理求出動量的變化量或合力的沖量.
小球受到豎直向下的重力,和垂直切面指向圓心 35、的支持力,所以合力不指向圓心,故合力的沖量也不指向圓心,A錯誤;小球的支持力不為零,作用時間不為零,故支持力的沖量不為零,B錯誤;小球在運(yùn)動過程中只有重力做功,所以根據(jù)機(jī)械能守恒可得,故,根據(jù)動量定理可得,故C錯誤D正確.
34.恒力F作用在質(zhì)量為m的物體上,如圖所示,由于地面對物體的摩擦力較大,沒有被拉動,則經(jīng)時間t,下列說法正確的是( )
A. 拉力F對物體的沖量大小為零
B. 合力對物體的沖量大小為Ft
C. 拉力F對物體的沖量大小是Ftcosθ
D. 拉力F對物體的沖量大小為Ft
【答案】D
【解析】拉力的大小為F,作用時間為t,根據(jù)沖量定義得拉力的沖量Ft,故D正確 36、,AC錯誤;物體保持靜止,根據(jù)動量定理,合力沖量為零,故B錯誤。所以D正確,ABC錯誤。
35.光滑水平桌面上有P、Q兩個物塊,Q的質(zhì)量是P的n倍.將一輕彈簧置于P、Q之間,用外力緩慢壓P、Q.撤去外力后,P、Q開始運(yùn)動,P和Q的動量大小的比值為( )
A. n2 B. n C. D. 1
【答案】D
【解析】撤去外力后,系統(tǒng)不受外力,所以總動量守恒,設(shè)P的動量方向?yàn)檎较?,則根據(jù)動量守恒定律有:PP-PQ=0,故PP=PQ;故動量之比為1;故D正確,ABC錯誤.故選D.
點(diǎn)睛:本題考查動量守恒定律的應(yīng)用,要注意明確撤去拉力后的動量大小始終為零,同時在列式時 37、一定要注意動量的矢量性.
36.質(zhì)量為M的均勻木塊靜止在光滑水平面上,木塊左右兩側(cè)各有一位拿著完全相同步槍和子彈的射擊手.首先左側(cè)射手開槍,子彈水平射入木塊的最大深度為d1,然后右側(cè)射手開槍,子彈水平射入木塊的最大深度為d2,如圖所示,設(shè)子彈均未射穿木塊,且兩顆子彈與木塊之間的作用力大小均相同.當(dāng)兩顆子彈均相對于木塊靜止時,下列判斷正確的是( )
A. 木塊靜止, d1=d2
B. 木塊向右運(yùn)動, d12
C. 木塊靜止, d1 38、與子彈共同速度為 v1,則有?? mv=(M+m)v1
木塊與子彈組成的系統(tǒng)損失的動能為△Ek=mv2-(M+m)v12
設(shè)子彈與木塊之間作用力恒定為 F;則有Fd1=△Ek=mv2-(M+m)v12
第二顆子彈射入木塊后,由動量守恒定律可得:mv-mv=(2m+M)v′,得v′=0,即當(dāng)兩顆子彈均相對于木塊靜止時,木塊的速度為零,即靜止;再對兩顆子彈和木塊系統(tǒng)為研究,由能量守恒定律得??Fd2=(M+m)v12+mv2,對比兩式可得,d1<d2,故ABD錯誤,C正確;故選C.
37.我國女子短道速滑隊(duì)在今年世錦賽上實(shí)現(xiàn)女子3000接力三連冠.觀察發(fā)現(xiàn),“接棒”的運(yùn)動員甲提前站在“交棒 39、”的運(yùn)動員乙前面,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(yùn)動員與冰面間在水平方向上的相互作用,則(?? )
A. 甲對乙的沖量一定等于乙對甲的沖量
B. 甲對乙做多少負(fù)功,乙對甲就一定做多少正功
C. 甲的動能增加量等于乙的動能減少量
D. 甲、乙的動量變化一定大小相等方向相反
【答案】D
【解析】甲對乙的作用力與乙對甲的作用力大小相等方向相反,故沖量大小相等方向相反,沖量不相等,故A錯誤.根據(jù)動量定理可知,沖量等于動量的變化,則甲、乙的動量變化一定大小相等方向相反,選項(xiàng)D正確;由于乙推甲的過程中,要消耗體能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的 40、動能,根據(jù)能量守恒定律知,甲的動能增加量不等于乙的動能減少量,根據(jù)動能定理可知二者相互做功也不相等;故BC錯誤.故選D.
點(diǎn)睛:本題要明確運(yùn)動員間的相互作用力的沖量等于對方的動量變化,又有作用時間相同,相互作用力等大、反向,兩個運(yùn)動員組成的系統(tǒng)總動量守恒.
38.如果一個系統(tǒng)不受外力,或者所受外力的矢量和為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變。這就是動量守恒定律。若一個系統(tǒng)動量守恒時,則
A. 此系統(tǒng)內(nèi)每個物體所受的合力一定都為零
B. 此系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒
C. 此系統(tǒng)的機(jī)械能可能增加
D. 此系統(tǒng)內(nèi)每個物體的動量大小不可能都增加
【答案】C
【解析】系統(tǒng)動量守恒,系統(tǒng)所受合外力為 41、零,但此系統(tǒng)內(nèi)每個物體所受的合力不一定都為零,故A錯誤;當(dāng)只有重力或只有彈力做功時系統(tǒng)機(jī)械能守恒,系統(tǒng)動量守恒,系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)動量守恒但機(jī)械能不一定守恒,系統(tǒng)機(jī)械能可能增加,故B錯誤,C正確;系統(tǒng)動量守恒,系統(tǒng)總動量保持不變,系統(tǒng)內(nèi)有的物體動量增大,有的物體動量減小,系統(tǒng)總動量保持不變,故B錯誤。所以C正確,ABD錯誤。
39.在“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)中,有質(zhì)量相等的甲乙兩擺球,擺長相同,乙球靜止在最低點(diǎn),拉起甲球釋放后與乙球剛好正碰,碰后甲球靜止,乙球擺到與甲球初始位置等高?,F(xiàn)換為同質(zhì)量的兩個粘性球,重復(fù)以上操作,碰后兩球粘合在一起運(yùn)動,則( )
A. 兩次碰撞的整 42、個過程中機(jī)械能不可能守恒
B. 第一次兩球碰撞瞬間的前后,動量守恒,機(jī)械能不守恒
C. 第二次兩球碰撞瞬間的前后,動量守恒,機(jī)械能不守恒
【答案】C
【解析】第一次碰撞速度交換,是完全彈性碰撞,動量守恒,機(jī)械能守恒,從甲球開始下落到乙球上升到最高點(diǎn)過程中動量不守恒,第二次碰后兩球粘合在一起運(yùn)動,屬于完全非彈性碰撞,動量守恒,機(jī)械能損失最大,機(jī)械能不守恒,故C正確,ABD錯誤。
40.在氣墊導(dǎo)軌上進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)時,首先應(yīng)該做的是()
A. 給氣墊導(dǎo)軌通氣
B. 給光電計(jì)時器進(jìn)行掃零處理
C. 把滑塊放到導(dǎo)軌上
D. 檢查擋光片通過光電門時是否能擋光計(jì)時
【答案】D
【解析】在 43、應(yīng)用氣墊導(dǎo)軌時,應(yīng)首先給氣墊導(dǎo)軌通氣才能進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn),故D正確,ABC錯誤。
41.在利用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)中,哪些因素可導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差()
A. 導(dǎo)軌水平安放
B. 小車上擋光板傾斜
C. 兩小車質(zhì)量不相等
D. 兩小車碰后連在一起
【答案】B
【解析】導(dǎo)軌不水平,小車速度將受重力的影響,從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差,故A正確;擋光板傾斜會導(dǎo)致?lián)豕獍鍖挾炔坏扔趽豕怆A段小車通過的位移,使計(jì)算速度出現(xiàn)誤差,故B正確;兩小車質(zhì)量不相等,系統(tǒng)碰撞前后動量仍然守恒,故不會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差,故C錯誤;兩小車碰后連在一起是完全非彈性碰撞,系統(tǒng)碰撞前后動量仍然守恒,故不會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差,故D錯誤。所 44、以B正確,ACD錯誤。
42.如圖所示,在水平面上有兩條導(dǎo)電導(dǎo)軌MN、PQ,導(dǎo)軌間距為d,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在的平面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,兩根完全相同的金屬桿1、2間隔一定的距離擺開放在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌垂直。它們的電阻均為R,兩桿與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì),金屬桿的摩擦不計(jì)。桿1以初速度v0滑向桿2,為使兩桿不相碰,則桿2固定與不固定兩種情況下,最初擺放兩桿時的最少距離之比為:
A. 1:1 B. 1:2 C. 2:1 D. 1:1
【答案】C
【解析】金屬桿1、2均不固定時,系統(tǒng)動量守恒,以向右為正方向,有:mv0=2mv,解得:v=;
對右側(cè)桿,采 45、用微元法,以向右為正方向,根據(jù)動量定理,有:∑?F?△t=∑m△v,
其中:F=BIL=,
故?△t=∑m△v,
解得:l=,故AB間的距離最小為x′=;
故x:x′=1:2;
故ABD錯誤,C正確;
故選:C。
【名師點(diǎn)睛】
兩個棒均不固定時,左邊棒受向左的安培力,右邊棒受向右的安培力,故左邊棒減速,右邊棒加速,兩個棒系統(tǒng)動量守恒,根據(jù)動量守恒定律得到最后的共同速度,然后對右邊棒運(yùn)用動量定理列式;當(dāng)右邊棒固定時,左邊棒受向左的安培力,做減速運(yùn)動,根據(jù)動量定理列式;最后聯(lián)立求解即可。
43.如右圖所示,F(xiàn)-t圖象表示某物體所受的合外力F隨時間的變化關(guān)系,t=0時物體的初速 46、度為零,則下列說法錯誤的是
A. 前4s內(nèi)物體的速度變化量為零
B. 前4s內(nèi)物體的位移為零
C. 物體在0~2s內(nèi)的位移大于2~4s內(nèi)的位移
D. 0~2s內(nèi)F所做的功等于2~4s內(nèi)物體克服F所做的功
【答案】B
【解析】根據(jù)I=Ft知,F(xiàn)-t圖象與時間軸所圍的面積大小表示F的沖量,則知前4s內(nèi)F的沖量為,根據(jù)動量定理知,前4s內(nèi)物體的速度變化量△p=I=0,故A正確.
t=0時物體的初速度為零,前2s內(nèi)F的方向與物體的運(yùn)動方向相同,物體一直做加速運(yùn)動,后2s內(nèi)F的方向與物體的運(yùn)動方向相反,物體做減速運(yùn)動,而且t=4s時物體的速度也為零,物體做單向直線運(yùn)動,所以前4s內(nèi)物體 47、的位移不為零.作出v-t圖象如圖所示.
根據(jù)v-t圖象與t軸所圍的面積大小表示位移,可知,物體在0~2s內(nèi)的位移大于2~4s內(nèi)的位移,故B錯誤,C正確.設(shè)物體的質(zhì)量為m,最大速度為v.由動能定理得:0~2s內(nèi)F所做的功為:W1=mv2-0=mv2.2~4s內(nèi)F所做的功為:W2=0-mv2=-mv2,即物體克服F所做的功為mv2,所以0~2s內(nèi)F所做的功等于2~4s內(nèi)物體克服F所做的功,故D正確.此題選擇錯誤的選項(xiàng),故選B.
44.如圖所示,a、b、c三個相同的小球,a從光滑斜面頂端由靜止開始自由下滑,同時b、c從同一高度分別開始做自由下落和平拋運(yùn)動.它們從開始到到達(dá)地面,下列說法正確的 48、有( )
A. 它們同時到達(dá)地面
B. 重力對它們的沖量相同
C. 它們的末動能相同
D. 它們動量變化的大小相同
【答案】D
【解析】球b自由落體運(yùn)動,球c的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動,故bc兩個球的運(yùn)動時間相同,為:;球a受重力和支持力,合力為mgsinθ,加速度為gsinθ,根據(jù),
得:;故t<t′,故A錯誤;由于重力相同,而重力的作用時間不同,故重力的沖量不同,故B錯誤;初動能不全相同,而合力做功相同,故根據(jù)動能定理,末動能不全相同,故C錯誤;bc球合力相同,運(yùn)動時間相同,故合力的沖量相同,根據(jù)動量定理,動量變化量也相同;ab球機(jī)械能守恒,末速度相等,故末動量相等,初 49、動量為零,故動量增加量相等,故D正確;故選D.
45.如圖所示,輕彈簧一端固定在墻上,另一端連一擋板,擋板的質(zhì)量為m,一物體沿光滑水平面以一定的速度撞向擋板,物體質(zhì)量為M,物體與擋板相接觸的一面都裝有尼龍搭扣,使得它們相撞后立即粘連在一起,若碰撞時間極短(即極短時間內(nèi)完成粘連過程),則對物體M、擋板m和彈簧組成的系統(tǒng),下面說法中正確的是
A. 在M與m相撞的過程中,系統(tǒng)的動量守恒而機(jī)械能不守恒
B. 從M與m開始接觸到彈簧被壓縮到最短的過程中,系統(tǒng)的動量不守恒而機(jī)械能守恒
C. 從M與m開始接觸到彈簧恢復(fù)原長的過程中,系統(tǒng)的動量守恒而機(jī)械能不守恒
D. 以上三種說法都不正確
【 50、答案】A
【解析】在M與m相撞的過程中,有能量損失,所以系統(tǒng)機(jī)械能不守恒.碰撞的瞬間,由于時間極短,內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,系統(tǒng)動量守恒,故A正確;從M與m粘連后到彈簧被壓縮到最短的過程中,墻壁對系統(tǒng)有作用力,即系統(tǒng)所受的外力之和不為零,系統(tǒng)動量不守恒,該過程只有彈力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,由于從M與m開始接觸時動量守恒機(jī)械能不守恒,則選項(xiàng)B錯誤;從M與m開始接觸到彈簧被壓縮到最短的過程中,墻壁對系統(tǒng)有作用力,即系統(tǒng)所受的外力之和不為零,系統(tǒng)動量不守恒,由于碰撞的過程有能量損失,系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,故CD錯誤;故選A.
點(diǎn)睛:本題考查了判斷動量與機(jī)械能是否守恒,知道動量守恒與機(jī)械能守恒的條件即可正確解 51、題;碰撞過程中內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力,動量守恒,只有重力或彈簧彈力做功時機(jī)械能守恒.
46.在同一高度同時釋放A、B和C三個物體,自由下落距離 h 時,物體A被水平飛來的子彈擊中并留在A內(nèi),B受到一個水平方向的沖量,則A、B和C落地時間 t1 、t2和t3的關(guān)系是
A. t1 =t2=t3 B. t1 >t2>t3 C. t1 <t2<t3 D. t1 >t2 = t3
【答案】D
【解析】B受到水平?jīng)_量,不影響落地時間,因?yàn)樨Q直方向上仍然是自由落體運(yùn)動,A被子彈擊中,注意到子彈是留在A內(nèi)的,那么在子彈擊中A的短時間過程中,內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,豎直方向上的動量守恒.根據(jù)Mv=( 52、M+m)v1可知在子彈擊中A后瞬間,A豎直方向上的速度減小,故會最晚落地.因此BC同時落地,A最后落地,故選D.
47.一個質(zhì)量為 m 的小球甲以速度V在光滑水平面上運(yùn)動,與一個等質(zhì)量的靜止小球乙正碰后,甲球的速度變?yōu)?v ,那么乙球獲得的動能等于
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】設(shè)甲的速度方向?yàn)檎较?;根?jù)動量守恒得:mV=mv+mv′,解得:v′=V-v.所以乙球的動能為:Ek=mv′2=m(V-v)2.故B正確,ACD錯誤.故選B.
點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵知道小球碰撞的瞬間動量守恒,通過動量守恒定律求出碰后小球乙的速度;在解題時要注意動量守恒 53、定律的矢量性,應(yīng)先設(shè)明正方向.
48.一質(zhì)量為M的航天器遠(yuǎn)離太陽和行星,正以速度v0在太空中飛行,某一時刻航天器接到加速的指令后,發(fā)動機(jī)瞬間向后噴出質(zhì)量為m的氣體,氣體向后噴出的速度大小為v1,加速后航天器的速度大小v2等于 ( ) (v0、v1、v2均為相對同一參考系的速度)
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】設(shè)加速后航天器的速度大小為v,由動量守恒定律有Mv0=-mv1+(M-m)v
解得,故選C.
49.摩天輪,是兒童熱愛的游樂項(xiàng)目之一。摩天輪懸掛透明座艙,乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,下列敘述正確的是
A. 摩天輪轉(zhuǎn)動過程中 54、,乘客的機(jī)械能保持不變
B. 在最高點(diǎn),乘客重力大于座椅對他的支持力
C. 摩天輪轉(zhuǎn)動一周的過程中,乘客重力的沖量為零
D. 摩天輪轉(zhuǎn)動過程中,乘客重力的瞬時功率保持不變
【答案】B
50.如圖,空間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,水平放置的管道內(nèi)壁光滑,半徑略小于管道內(nèi)徑,所帶電荷量,質(zhì)量的小球A靜止,與A大小相等,質(zhì)量的不帶電絕緣小球B以速度v=3m/s向右與A發(fā)生彈性碰撞,下列說法正確的是()
A. B球碰后的速度大小為2m/s B. A球碰后對管道上表面有壓力
C. A球碰后對管道下表面有壓力 D. A、B、C選項(xiàng)說法都不對
【答案】D
【解析】由于兩球 55、發(fā)生彈性碰撞,則滿足: ;,解得 ;,則選項(xiàng)A錯誤;碰后兩球各帶電量1.25×104C,a球受洛倫茲力,則A球碰后對管道上表面有壓力,選項(xiàng)BC錯誤,D正確;故選D.
二、多項(xiàng)選擇題
1.如圖所示裝置中,質(zhì)量為M的木塊B與水平桌面間的接觸面是光滑的,質(zhì)量為m的子彈A沿水平方向以v0射入木塊后留在木塊內(nèi),將彈簧壓縮到最短.則此系統(tǒng)從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中()
A. 彈簧、木塊和子彈組成的系統(tǒng)動量守恒,機(jī)械能不守恒
B. 彈簧、木塊和子彈組成的系統(tǒng)動量守恒,機(jī)械能守恒
C. 彈簧的最大彈性勢能為
D. 彈簧的最大彈性勢能為
【答案】C
【解析】試題分析:系統(tǒng) 56、內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力,系統(tǒng)動量守恒,只有重力或只有彈力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,根據(jù)系統(tǒng)受力情況與做功情況判斷系統(tǒng)動量與機(jī)械能是否守恒,應(yīng)用動量守恒定律與能量守恒定律分析答題.
子彈在擊中木塊過程要克服阻力做功,機(jī)械能有損失,系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,子彈與木塊壓縮彈簧過程,子彈、木塊、彈簧組成的系統(tǒng)受到墻壁的作用力,系統(tǒng)所受合外力不為零,系統(tǒng)動量不守恒,由此可知,彈簧、子彈和木塊組成的系統(tǒng)在整個過程中動量不守恒、機(jī)械能不守恒,AB錯誤;設(shè)子彈射入木塊后,兩者的速度為v,子彈擊中木塊過程子彈與木塊的內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力,所以子彈與木塊組成的系統(tǒng)動量守恒,以子彈的初速度方向?yàn)檎较?,由動量守恒定律得,木塊壓縮彈簧 57、過程,動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能,當(dāng)彈性勢能最大時,系統(tǒng)的動能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能,故由能量守恒定律得,聯(lián)立解得,C正確D錯誤.
2.如圖所示,箱子放在水平地面上,箱內(nèi)有一質(zhì)量為m的鐵球以速度v向左壁碰去,來回碰幾次后停下來,而箱子始終靜止,則整個過程中( )
A. 鐵球?qū)ο渥拥臎_量為零 B. 鐵球和箱子受到的沖量大小相等
C. 箱子對鐵球的沖量為mv,向右 D. 摩擦力對箱子的沖量為mv,向右
【答案】CD
【解析】A、箱子在水平方向上受到兩個力作用,球隊(duì)對箱子的作用力和地面對箱子的摩擦力,二力始終等值方向,其合力始終為零,故箱子始終靜止.因此,鐵球?qū)ο渥拥臎_量與摩擦力對箱 58、子的沖量等值反向,合沖量為零,故A錯誤;
B、根據(jù)動量定理,鐵球受到的沖量為I=0-mv=-mv,而箱子受到的沖量始終為零.故B錯誤;
C、根據(jù)動量定理,箱子對鐵球的沖量為I=0-mv=-mv,負(fù)號表示方向向右.故C正確;D、箱子對鐵球的沖量mv,向右,根據(jù)牛頓第三定律,鐵球?qū)ο渥拥臎_量為mv,向左.又因?yàn)槟Σ亮εc鐵球?qū)ο渥拥淖饔昧Φ戎捣聪?,所以摩擦力對箱子的沖量為mv,向右.故D正確;
故CD正確;
3.如圖甲所示,一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為m1、m2(已知m2=0.5kg)的兩物塊A、B相連接,處于原長并靜止在光滑水平面上.現(xiàn)使B獲得水平向右、大小為6m/s的瞬時速度,從此刻開始計(jì) 59、時,兩物塊的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,從圖象提供的信息可得( )
A. 在t1時刻,兩物塊達(dá)到共同速度2m/s,且彈簧處于伸長狀態(tài)
B. 從t3到t4之間彈簧由原長變化為壓縮狀態(tài)
C. t3時刻彈簧彈性勢能為6J
D. 在t3和t4時刻,彈簧處于原長狀態(tài)
【答案】AC
【解析】從圖象可以看出,從0到的過程中B減速A加速,B的速度大于A的速度,彈簧被拉伸,時刻兩物塊達(dá)到共同速度2m/s,此時彈簧處于伸長狀態(tài),A正確;從圖中可知從到時間內(nèi)A做減速運(yùn)動,B做加速運(yùn)動,彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長,即時刻彈簧處于壓縮狀態(tài),時刻彈簧處于原長,故BD錯誤;由圖示圖象可知,時刻兩物體相 60、同,都是2m/s,A、B系統(tǒng)動量守恒,以B的初速度方向?yàn)檎较?,由動量守恒定律得?,即,解得m1:m2=2:1,所以,在時刻根據(jù)能量守恒定律可得即,解得,C正確.
4.如圖所示,水平固定放置的兩根足夠長的平行光滑桿AB和CD,各穿有質(zhì)量均為m的小球a和b,兩桿之間的距離為d,兩球間用原長也為d的輕質(zhì)彈簧連接。現(xiàn)從左側(cè)用固定擋板將a球擋住,再用力把b球向左邊拉一段距離(在彈性限度內(nèi))后靜止釋放,則下面判斷中正確的是( )
A. 在彈簧第一次恢復(fù)原長的過程中,兩球和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒、機(jī)械能守恒
B. 彈簧第一次恢復(fù)原長后,繼續(xù)運(yùn)動的過程中,系統(tǒng)的動量守恒、機(jī)械能守恒
C. 61、 彈簧第二次恢復(fù)原長時,a球的速度達(dá)到最大
D. 釋放b球以后的運(yùn)動過程中,彈簧的最大伸長量總小于運(yùn)動開始時彈簧的伸長量
【答案】BCD
【解析】從釋放b到彈簧第一次恢復(fù)原長的過程中,擋板對a有外力作用,兩球組成的系統(tǒng)動量不守恒,故A錯誤;彈簧第一次回復(fù)原長后,繼續(xù)運(yùn)動的過程中,系統(tǒng)所受的外力之和為零,系統(tǒng)動量守恒,因?yàn)橹挥袕椈蓮椓ψ龉?,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故B正確;第一次回復(fù)原長后,b向右做減速運(yùn)動,a向右做加速運(yùn)動,當(dāng)彈簧回復(fù)原長時,a的速度最大,故C正確;釋放b后的過程中,當(dāng)?shù)谝淮位謴?fù)到原長,彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為b的動能,在以后的運(yùn)動過程中,彈簧伸長量最大時,兩者都有速度,結(jié)合動量 62、守恒定律和能量守恒定律知,彈簧的最大伸長量總小于釋放b時彈簧的伸長量,故D正確。所以BCD正確,A錯誤。
5.有兩個質(zhì)量相同的小球A和B(均視為質(zhì)點(diǎn)),A球用細(xì)繩吊起,細(xì)繩長度等于懸點(diǎn)距地面的高度,B球靜止于懸點(diǎn)的正下方的地面上,如圖所示,現(xiàn)將A球拉到距地面高為h處(繩子是伸直的)由靜止釋放,A球擺到最低點(diǎn)與B球碰撞后,A球上升的高度可能為( )
A. B. C. D.
【答案】CD
若兩者發(fā)生完全彈性碰撞,發(fā)生速度交換,則a獲得的速度最小,為零,此時a球不再上升,故,
若兩者發(fā)生完全非彈性碰撞,即兩者速度相等時,a獲得的速度最大,此時,解得, 63、A球上擺動的過程中機(jī)械能守恒,得,解得
即,故CD正確.
6.如圖所示,在光滑的水平地面上靜止放置一質(zhì)量為M=1.5 kg的木板A,木板上表面粗糙且固定一豎直擋板,擋板上連接一輕質(zhì)彈簧,當(dāng)彈簧處于原長時,在彈簧的左端輕放一質(zhì)量為m=0.9kg的物塊B,現(xiàn)有一顆質(zhì)量為m0=0·1kg的子彈C以v0=500m/s的速度水平擊中物塊并嵌人其中,該過程作用時間極短,則在A、B、C相互作用的過程中,下列說法中正確的有
A. A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒
B. A、B、C以及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
C. 子彈擊中物塊B的瞬間對物塊B產(chǎn)生的沖量為45N·s
D. 彈簧被壓縮到最短時木板的速 64、度為25 m/s
【答案】AC
【解析】A. A、B、C三者組成的系統(tǒng)所受合外力為零,動量守恒,故A正確;
B.由于存在摩擦阻力做功,機(jī)械能不守恒,故B錯誤;
C.子彈擊中物塊B后與物塊B共速,由動量守恒有,故對物塊B產(chǎn)生的沖量等于B物塊獲得的動量,故對物塊B產(chǎn)生的沖量為45N·s,C正確;
D.彈簧被壓縮到最短時三者共速,由動量守恒有,故D錯誤。
7.如圖所示,一輕桿兩端分別固定a、b 兩個半徑相等的光滑金屬球,a球質(zhì)量大于b球質(zhì)量,整個裝置放在光滑的水平面上,設(shè)b球離地高度為,將此裝置從圖示位置由靜止釋放,則()
A. 在b球落地前的整個過程中,a、b 及輕桿系統(tǒng)機(jī)械能 65、不守恒
B. 在b球落地前瞬間,b球的速度大小為
C. 在b球落地前的整個過程中,a、b 及輕桿系統(tǒng)動量守恒
D. 在b球落地前的整個過程中,輕桿對b球做的功為零
【答案】BD
【解析】將三者看做一個整體,在b球下落過程中,整體只有重力做功,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,A錯誤;因?yàn)閮蓷U對兩小球做功的代數(shù)和為零,所以有,解得b球落地瞬間的速度為,B正確;整個裝置下落過程中,水平方向沒有外力,水平方向的動量守恒,豎直方向上動量不守恒,C錯誤;設(shè)桿對a球做功,對b球做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,則除了重力之外的力的功必定為零,即,對a球由動能定理可知,故,D正確.
8.水平面上放置一物塊,第一次以水平恒力 66、F1作用于物塊,經(jīng)時間t1后撤去此力,物塊通過總位移S后停下來,第二次以水平恒力F2作用于物塊,經(jīng)時間t2后撤去此力,物塊也通過總位移S后停下,已知F1>F2,則以下說法正確的是 ( )
A. 水平推力所做的功W1>W2
B. 水平推力所做的功W1=W2
C. 力F1對物體m1的沖量較小
D. 摩擦力對m2的沖量較大
【答案】BCD
【解析】A、對全過程運(yùn)用動能定理得,WF-fs=0,可知兩次滑行的距離相等,則摩擦力做功大小相等,則水平推力做功相等.故A錯誤,B正確.C、因?yàn)镕1>F2,所以F1作用時產(chǎn)生的加速度大,撤去推力后,物體的加速度相同,作速度-時間圖象:
根據(jù)速度時間圖線,通過位移相等,知F1作用時物體在整個過程中的運(yùn)動時間短.根據(jù)動量定理得,F(xiàn)1t1-ft=0,F(xiàn)2t2-ft′=0,因?yàn)閠<t′,則知摩擦力對m2沖量較大,摩擦力對m1沖量較小,所以F1對物體m1的沖量較?。蔆、D均正確.故選BCD.
【點(diǎn)睛】本題綜合考查了動能定理和動量定理,綜合性較強(qiáng),難度中等,需加強(qiáng)該題型的訓(xùn)練.
9.如圖所示,質(zhì)量均為m的
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