2020版高考物理大一轮复习第六章碰撞与动量守恒10章末过关检测（六）.docx

第六章 碰撞与动量守恒章末过关检测(六)(时间：45分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1(2019河北石家庄模拟)如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上一颗子弹水平射入木块A，并留在其中在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是()A动量守恒、机械能守恒B动量守恒、机械能不守恒C动量不守恒、机械能守恒D动量、机械能都不守恒解析：选B.子弹击中木块A及弹簧被压缩的整个过程，系统不受外力作用，外力冲量为0，系统动量守恒，但是子弹击中木块A的过程，有摩擦力做功，部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒，B正确2一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经t时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v.在此过程中()A地面对他的冲量为mvmgt，地面对他做的功为mv2B地面对他的冲量为mvmgt，地面对他做的功为零C地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为mv2D地面对他的冲量为mvmgt，地面对他做的功为零解析：选B.人的速度原来为零，起跳后速度为v，以竖直向上为正方向，则由动量定理可得：Imgtmv0，故地面对人的冲量为mvmgt；而人在跳起时，人受到的支持力没有产生位移，故支持力不做功，故B正确3如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆弧轨道，圆心O在S的正上方在O和P两点各有一质量为m的小物体a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑以下说法正确的是()Aa比b先到达S，它们在S点的动量不相同Ba与b同时到达S，它们在S点的动量不相同 Ca比b先到达S，它们在S点的动量相同 Db比a先到达S，它们在S点的动量相同解析：选A.在物体下落的过程中，只有重力对物体做功，故机械能守恒，故有mghmv2，解得v，所以在相同的高度，两物体的速度大小相同，即速率相同由于a的路程小于b的路程，故tatb，即a比b先到达S，又因为到达S点时a的速度竖直向下，而b的速度水平向左，故两物体的动量不相同，A正确4假设进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为mA和mB，他们携手匀速远离空间站，相对空间站的速度为v0.某时刻A将B向空间站方向轻推，A的速度变为vA，B的速度变为vB，则下列各关系式中正确的是()A(mAmB)v0mAvAmBvBB(mAmB)v0mAvAmB(vAv0)C(mAmB)v0mAvAmB(vAvB)D(mAmB)v0mAvAmBvB解析：选D.本题中的各个速度都是相对于空间站的，不需要转换相互作用前系统的总动量为(mAmB)v0，A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为vA，B的速度变为vB，动量分别为mAvA、mBvB，根据动量守恒定律得(mAmB)v0mAvAmBvB，故D正确5(2019北京第四中学考试)在光滑水平面上，质量为m的小球A正以速度v0匀速运动某时刻小球A与质量为3m的静止小球B发生正碰，两球相碰后，A球的动能恰好变为原来的 .则碰后B球的速度大小是()ABC或D无法确定解析：选A.两球相碰后A球的速度大小变为原来的，相碰过程中满足动量守恒，若碰后A速度方向不变，则mv0mv03mv1，可得B球的速度v1，而B在前，A在后，碰后A球的速度大于B球的速度，不符合实际情况，因此A球一定反向运动，即mv0mv03mv1，可得v1，A正确，B、C、D错误6.如图所示，倾角为30的斜面体固定在水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的定滑轮O(不计滑轮的摩擦)，A的质量为m，B的质量为4m，开始时，用手托住A，使OA段绳恰好处于水平伸直状态(绳中无拉力)，OB绳平行于斜面，此时B静止不动，将A由静止释放，在其下摆过程中B始终保持静止则在绳子到达竖直位置之前，下列说法正确的是()A物块B受到的摩擦力方向一直沿着斜面向上B物块B受到的摩擦力大小可能不变C地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右D地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向左解析：选C.A下摆到竖直位置之前，机械能守恒，有mgLmv2，在最低点，根据牛顿第二定律有Fmgm，解得F3mg；对B受力分析，未释放A时，由平衡条件得B所受的静摩擦力Ff4mgsin 302mg，方向沿斜面向上，在A到达最低点的瞬间，有FfF4mgsin 30mg，方向沿斜面向下，故选项A、B错误；假设地面光滑，小球A、B及斜面整体水平方向上不受外力，系统水平方向动量守恒，故小球下摆，具有向右的水平动量，则斜面体和B有向左的水平动量，即有向左的运动趋势，故地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右，选项C正确，D错误二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7(2019河北衡水中学模拟)在光滑水平面上动能为E0、动量大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反，将碰撞后球1的动能和动量大小分别记为E1、p1，球2的动能和动量大小分别记为E2、p2，则必有()AE1p0CE2E0Dp1p0解析：选AB.因为碰撞前后动能不增加，故有E1E0，E2E0，p1p0，B正确8(2019河北石家庄检测)矩形滑块由不同材料的上、下两层黏合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块若射击下层，子弹刚好不射出；若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图所示则上述两种情况相比较()A子弹的末速度大小相等B系统产生的热量一样多C子弹对滑块做的功不相同D子弹和滑块间的水平作用力一样大解析：选AB.根据动量守恒，两次最终子弹与滑块的速度相等，A正确；根据能量守恒可知，初状态子弹的动能相同，末状态两滑块与子弹的动能也相同，因此损失的动能转化成的热量相等，B正确；子弹对滑块做的功等于滑块末状态的动能，两次相等，因此做功相等，C错误；产生的热量Qfs，由于产生的热量相等，而相对位移s不同，因此子弹和滑块间的水平作用力大小不同，D错误9.(2019山东淄博模拟)如图所示，一个质量为M的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m2M的小物块现使木箱瞬间获得一个水平向左、大小为v0的初速度，下列说法正确的是()A最终小物块和木箱都将静止B最终小物块和木箱组成的系统损失的机械能为 C木箱速度水平向左、大小为 时，小物块的速度大小为 D木箱速度水平向右、大小为 时，小物块的速度大小为 解析：选BC.木箱和小物块系统合外力为0，不管经过多么复杂的过程，系统动量一定守恒，最终两者以相同的速度一起向左运动，由动量守恒定律知，Mv0(Mm)v，系统损失的机械能为EMv(Mm)v2，解得EMv，选项A错误，B正确；木箱速度水平向左、大小为时，根据动量守恒定律有Mv0Mmv1，解得小物块的速度大小为v1，此时机械能E1MvMv，选项C正确；木箱速度水平向右、大小为 时，根据动量守恒定律有Mv0Mmv2，解得小物块的速度大小为v2，此时的机械能E2MmvMv，由于摩擦力做功产生热量，因此系统机械能不可能不变，选项D错误10.在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M0.6 kg，m0.2 kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的弹性势能为Ep10.8 J 的轻弹簧(弹簧与两球不相连)，原来处于静止状态现突然释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R0.425 m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示g取10 m/s2.则下列说法正确的是()A球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力的冲量大小为3.4 NsBM离开轻弹簧时获得的速度为9 m/sC若半圆轨道半径可调，则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小D弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为1.8 Ns解析：选AD.释放弹簧过程中系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒得：mv1Mv20，由机械能守恒得：mv MvEp，代入数据解得：v19 m/s，v23 m/s，故B错误；m从A到B过程中，由机械能守恒定律得：mvmvmg2R，解得：v18 m/s，以向右为正方向，由动量定理得，球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为：Ipmv1mv10.2(8)0.29 Ns3.4 Ns，则合力冲量大小为：3.4 Ns，故A正确；设圆轨道半径为r时，飞出B后水平位移最大，由A到B机械能守恒定律得：mvmvmg2r，在最高点，由牛顿第二定律得：mgFN，m从B点飞出，需要满足：FN0，飞出后，小球做平抛运动：2rgt2，xv3t，当8.14r4r时，即r1.012 5 m时，x为最大，球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大先增大后减小，故C错误；由动量定理得，弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为：Ipmv11.8 Ns，故D正确三、非选择题(本题共3小题，共40分按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(12分)(2019湖南益阳模拟)利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验(1)实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况，若要求碰撞时动能损失最大应选图中的_(选填“甲”或“乙”)，若要求碰撞动能损失最小则应选图中的_(选填“甲”或“乙”)(甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥)(2)某次实验时碰撞前B滑块静止，A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞，利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示已知相邻两次闪光的时间间隔为T，在这4次闪光的过程中，A、B两滑块均在080 cm范围内，且第1次闪光时，滑块A恰好位于x10 cm处若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则可知碰撞发生在第1次闪光后的_时刻，A、B两滑块质量比mAmB_解析：(1)若要求碰撞时动能损失最大，则需两滑块碰撞后结合在一起，故应选图中的乙；若要求碰撞时动能损失最小，则应使两滑块发生弹性碰撞，即选图中的甲(2)由图可知，第1次闪光时，滑块A恰好位于x10 cm处，第二次A在x30 cm处，第三次A在x50 cm处，碰撞在x60 cm处从第三次闪光到碰撞的时间为，则可知碰撞发生在第1次闪光后的2.5T时刻设碰前A的速度大小为v，则碰后A的速度大小为，B的速度大小为v，根据动量守恒定律可得mAvmAmBv，解得.答案：(1)乙甲(2)2.5T2312(14分)如图所示，在固定的光滑水平杆(杆足够长)上，套有一个质量为m0.5 kg的光滑金属圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着一个质量为M1.98 kg的木块现有一质量为m020 g的子弹以v0100 m/s的水平速度射入木块并留在木块中(不计空气阻力和子弹与木块作用的时间，g10 m/s2)求：(1)圆环、木块和子弹这个系统损失的机械能；(2)木块所能达到的最大高度解析：(1)子弹射入木块过程，动量守恒，有m0v0(m0M)v在该过程中机械能有损失，损失的机械能为Em0v(m0M)v2联立解得E99 J.(2)木块(含子弹)在向上摆动过程中，木块(含子弹)和圆环在水平方向动量守恒，有(m0M)v(m0Mm)v又木块(含子弹)在向上摆动过程中，机械能守恒，有(m0M)gh(m0M)v2(m0Mm)v2联立解得h0.01 m.答案：(1)99 J(2)0.01 m13(14分)(2019北京中央民族大学附中模拟)如图所示，一物体从固定斜面顶端由静止开始经过1 s 下滑到底端，已知斜面的倾角37，斜面长度L2.5 m，sin 370.6，cos 370.8，取重力加速度g10 m/s2，求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)下滑过程中损失的机械能与减少的重力势能的比值；(3)下滑过程中合外力冲量的大小与重力冲量大小的比值解析：(1)根据Lat2，解得：a5