2021高考物理一轮复习单元过关检测6碰撞与动量守恒含解析

由天下分享时间：2024/10/27 5:36:32 加入收藏我要投稿点赞

高考物理一轮复习：

单元过关检测(六) 碰撞与动量守恒

一、选择题(本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．)

1．粗糙的水平地面上放着一个木块，一颗子弹水平地射进木块后停留在木块中，带动木块一起滑行一段距离，在这个过程中，子弹和木块组成的系统( )

A．动量和机械能都守恒 C．动量守恒，机械能不守恒

B．动量和机械能都不守恒 D．动量不守恒，机械能守恒

B [子弹射入木块过程中，系统内力远远大于外力，动量守恒，在一起滑动过程中，受到地面的摩擦力，合外力不为零，动量不守恒，根据能量守恒定律，子弹打入木块和在地面上滑行过程系统都要克服阻力做功，部分机械能转化为内能，机械能不守恒，故B正确，A、C、D错误．]

2．将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( )

A． v0 C．

mMB． v0 D．

MmMM－m v0

mmM－m v0

D [根据动量守恒定律mv0＝(M－m)v，得v＝

v0，选项D正确．] M－m3．如图所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架的O点．用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球下摆与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将( )

A．向右运动 C．静止不动

B．向左运动

D．小球下摆时，车向左运动后又静止

D [水平方向上，系统不受外力，因此在水平方向上动量守恒．小球下落过程中，水平方向具有向右的分速度，因此为保证动量守恒，小车要向左运动．当撞到橡皮泥，是完全非弹性碰撞，A球和小车大小相等、方向相反的动量恰好抵消掉，小车会静止．]

4．(2018·湖南张家界三模)如图所示，一个质量为M的滑块放置在光滑水平面上，滑块的一侧是一个四分之一圆弧EF，与水平地面相切于E点，圆弧半径为R＝1 m．另有一个质量

- 1 -

为m的小球以初速度v0从E点冲上滑块，若小球刚好没跃出圆弧的上端，已知M＝4m，g取10 m/s，不计摩擦．则小球的初速度v0的大小为( )

A．v0＝4 m/s C．v0＝6 m/s

B．v0＝5 m/s D．v0＝7 m/s

B [当小球上升到圆弧上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v1，根据水平方向1212

动量守恒有mv0＝(m＋M)v1，根据机械能守恒定律有mv0＝(m＋M)v1＋mgR，联立两式解得v0

22＝5 m/s，B正确．]

5．如图所示，在光滑的水平面上有2018个完全相同的小球排成一条直线，均处于静止状态．现给第一个小球初动能Ek，使它正对其他小球运动．若小球间的所有碰撞都是完全非弹性的，则整个碰撞过程中因为碰撞损失的机械能总量为( )

A．Ek 20181C．2Ek 2018

B [mv1＝2018m·v，v＝v1

2018

121122

ΔE＝mv1－×2018m·v，其中mv1＝Ek

2222017解得ΔE＝Ek，B正确．]

2018

6．对下列物理现象的解释，正确的是( ) A．击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻 B．跳远时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量

C．易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间，减小作用力

D．在车内推车推不动，是因为合外力冲量为零

CD [击钉时，不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长；跳远时，在沙坑里填沙，是为了延长人与地的接触时间，所以A、B不正确；据动量定理Ft＝Δp知，当Δp相同时，

2017B．Ek 20182018D．2Ek

2018

2－1

t越长，作用力越小，故C正确；车能否移动或运动状态能否改变取决于外力的作用，与内部

作用无关，所以D正确．]

- 2 -

7．(2019·湖北十堰调研)如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一质量为2m的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一质量为m的小物块从槽上高h处由静止开始下滑，重力加速度为g，下列说法正确的是( )

A．物块第一次滑到槽底端时，槽的动能为B．物块第一次滑到槽底端时，槽的动能为

mgh36

mghC．在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统动量守恒 D．物块第一次被弹簧反弹后能追上槽，但不能回到槽上高h处

AD [物块和槽在水平方向上动量守恒，物块第一次滑到槽底端时，有mv＝2mv′，由机121mgh′2

械能守恒定律得mgh＝mv＋×2mv，解得槽的动能为，A正确，B错误；在压缩弹簧过

223程中，物块和弹簧组成的系统受到墙的作用力，动量不守恒，C错误；物块被反弹后的速度大于槽的速度，所以能追上槽，当滑到槽的最高点时，二者有相同的速度，由机械能守恒定律可以知道，物块不能回到槽上高h处，D正确．]

8．(2019·河北衡水中学调研)如图所示，质量分别为m1＝1.0 kg和m2＝2.0 kg的弹性小球a、b，用轻绳紧紧地把它们捆在一起，使它们发生微小的形变．该系统以速度v0＝0.10 m/s沿光滑水平面向右做直线运动．某时刻轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动．经过时间t＝5.0 s后，测得两球相距s＝4.5 m，则下列说法正确的是( )

A．刚分离时，a球的速度大小为0.7 m/s B．刚分离时，b球的速度大小为0.2 m/s C．刚分离时，a、b两球的速度方向相同 D．两球分开过程中释放的弹性势能为0.27 J

ABD [系统的总动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2，两球相距s＝v1t－v2t，代入数据解得v1＝0.7 m/s，v2＝－0.2 m/s，负号表示速度方向与正112122

方向相反，故A、B正确，C错误；由能量守恒定律得(m1＋m2)v0＋EP＝m1v1＋m2v2，代入数据

222解得EP＝0.27 J，故D正确．]

二、非选择题

9．如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图．

- 3 -

(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则( ) A．m1>m2，r1>r2 C．m1>m2，r1＝r2

B．m1

(2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是________.(填下列对应的字母) A．直尺 C．天平 E．秒表

(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式(用m1、m2及图中字母表示)________成立．即表示碰撞中动量守恒．

解析 (1)两小球要选等大的，且入射小球的质量应大些，故选C．

(2)该实验必须测出两球平拋的水平位移和质量，故必须用直尺和天平，因两球平拋起点相同，不用测小球直径，故用不到

B．

B．游标卡尺 D．弹簧秤

(3)因平拋落地时间相同，可用水平位移代替速度，故关系式为m1·——OP＝m1·——OM＋

m2·——ON.

答案 (1)C (2)AC (3)m1·——OP＝m1·——OM＋m2·——ON

10．如图所示，质量为3 kg的木箱静止在光滑的水平面上，木箱内粗糙的底板正中央放着一个质量为1 kg的小木块，小木块可视为质点．现使木箱和小木块同时获得大小为2 m/s的方向相反的水平速度，小木块与木箱每次碰撞过程中机械能损失0.4 J，小木块最终停止在木箱正中央．已知小木块与木箱底板间的动摩擦因数为0.3，木箱内底板长为0.2 m．求：

(1)木箱的最终速度的大小； (2)小木块与木箱碰撞的次数．

解析 (1)设最终速度为v，木箱与木块组成的系统动量守恒，以木箱的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得

Mv－mv＝(M＋m)v′

代入数据得v′＝1 m/s.

(2)对整个过程，由能量守恒定律可得

- 4 -

12121

mv＋Mv＝ΔE＋(M＋m)v′2 222

设碰撞次数为n，木箱底板长度为L，则有

n(μmgL＋0.4 J)＝ΔE

代入数据得n＝6. 答案 (1)1 m/s (2)6

11．(2019·湖北黄冈联考)如图所示，半径为R＝0.4 m，内壁光滑的半圆形轨道固定在水平地面上，质量m＝0.96 kg的滑块停放在距轨道最低点A为L＝8.0 m的O点处，质量为