高考物理一轮复习第11章动量守恒定律综合过关规范限时检测新人教版选修3_5

为深入贯彻落实党的十九大精神和习近平总书记的重要指示精神，保障人民安居乐业、社会安定有序、国家长治久安、进一步巩固党的执政基础，束城镇深入贯彻全市扫黑除恶会议精神，强化措施，深入扎实开展扫黑除恶专项斗争第十一章综合过关规范限时检测满分100分，考试时间60分钟。一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。14题为单选，58题为多选，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)1(2015福建理综)如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是(D)AA和B都向左运动BA和B都向右运动CA静止，B向右运动DA向左运动，B向右运动解析由于初始状态，系统的动量为零，所以碰撞后两物体的动量之和也为零，所以碰撞后两物体的动量之和也为零，所以AB的运动方向必然相反或者两者都静止，而碰撞为弹性碰撞，碰撞后两物体的速度不可能都为零，则A应该向左运动，B应该向右运动，故D项正确。综上所述，本题正确答案为D。2(2016河北衡水中学期末)如图所示，在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速率v0向右运动。在小球A的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态，Q点处为一竖直的墙壁。小球A与小球B发生弹性正碰后小球A与小球B均向右运动。小球B与墙壁碰撞后以原速率返回并与小球A在P点相遇，2，则两小球质量之比m1m2为(D)A75B13C21D53解析设A、B两个小球碰撞后的速度分别为v1、v2，由动量守恒定律有m1v0m1v1m2v2，发生弹性碰撞，不损失动能，故根据能量守恒定律有：m1vm1vm2v，两个小球碰撞后到再次相遇，其速率不变，由运动学规律有v1v2(2)15，联立三式可得m1m253，D正确。3(2017安徽六安一中月考)如图所示，在光滑水平面上静止放着两个相互接触而不粘连的木块A、B，质量分别为m1和m2，今有一子弹水平穿过两木块。设子弹穿过木块A、B的时间分别为t1和t2，木块对子弹的阻力恒为f，则子弹穿过两木块后，木块A的速度大小是(A)A.BC.D解析子弹穿过两木块后木块A的速度大小等于子弹穿过A时两木块的速度大小，根据动量定理，取两木块系统为研究对象，以子弹穿过A为研究过程，则ft1(m1m2)v，解得，v，选项A正确。4(2016河北衡水中学四调)两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，B球在前，A球在后，mA1kg、mB2kg，vA6m/s、vB3m/s，当A球与B球发生碰撞后，A、B两球的速度可能为 (A)AvA4m/s，vB4m/sBvA4m/s，vB5m/sCvA4m/s，vB6m/sDvA7m/s，vB2.5m/s解析两球碰撞过程系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得mAvAmBvB(mAmB)v，代入数据解得v4m/s，如果两球发生弹性碰撞，有mAvAmBvBmAvAmBvB，由机械能守恒定律得mAvmBvmAvmBvB2，代入数据解得vA2m/s，vB5m/s，则碰撞后A、B的速度2m/svA4m/s,4m/svB5m/s，且要满足动量守恒定律，故A正确，B、C、D错误。5(2017湖南省五市十校高三联考)如图所示，AB为固定的光滑圆弧轨道，O为圆心，AO水平，BO竖直，轨道半径为R，将质量为m的小球(可视为质点)从A点由静止释放，在小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是(AC)A小球所受合力的冲量水平向右B小球所受支持力的冲量水平向右C小球所受合力的冲量大小为mD小球所受重力的冲量大小为0解析设小球在B点的速度为v、球从A点运动到B点的过程中，由动能定理mgRmv2，得v，由动量定理，IF合tmv0m，冲量方向与B点的速度方向一致，水平向右，选项AC正确；小球所受重力的冲量IGmgt0；合力冲量水平向右，重力冲量竖直向下，所以支持力冲量不会水平向右，选项BD错误。6(2017陕西省西安地区八校高三年级联考)置于水平面上质量为m的物体，在水平恒力F作用下，从静止开始经t1时间速度达到v，若从这时开始撤去外力，则再经t2时间物体停止运动，如果运动过程中受到的阻力是f，那么，下列方程正确的是(BC)A(Ff)(t1t2)0B(Ff)t1mvCFt1f(t1t2)0DFt1ft20解析物体从静止开始运动，经时间t1速度达到v，由动量定理，有(Ff)t1mv，B正确；对物体的整个运动过程，由动量定理得Ft1f(t1t2)0，则C正确，AD错误。7如图所示，质量为M的楔形物体静止在光滑的水平地面上，其斜面光滑且足够长，与水平方向的夹角为。一个质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速度v0开始运动。当小物块沿斜面向上运动到最高点时，速度大小为v，距地面高度为h，则下列关系式中正确的是(BD)Amv0(mM)vBmv0cos(mM)vCmghm(v0sin)2Dmgh(mM)v2mv解析小物块上升到最高点时，速度与楔形物体的速度相同，二者组成的系统在水平方向上动量守恒，全过程机械能也守恒。以向右为正方向，在小物块上升过程中，由水平方向系统动量守恒得mv0cos(mM)v，故A错误，B正确；系统机械能守恒，由机械能守恒定律得mgh(mM)v2mv，故C错误，D正确。8如图所示，在光滑的水平面上有一物体M，物体上表面有一光滑的半圆弧轨道，最低点为C，两端A、B一样高。现让小滑块m从A点由静止下滑，则(CD)Am不能到达M的B点Bm从A点到C点的过程中M向左运动，m从C点到B点的过程中M向右运动Cm从A点到B点的过程中M一直向左运动，m到达B点的瞬间，M速度为零DM与m组成的系统在水平方向上动量守恒解析取M和m组成的系统为研究对象，系统在水平方向上不受外力，故系统在水平方向上动量守恒，因为系统在水平方向上的初动量为零，故在两个物体相互作用的过程中，m在水平方向上的分速度方向与M的速度方向始终相反。由于两物体相互作用的过程中，只有动能和重力势能发生转化，所以系统机械能守恒，m能到达M的B点，且此时两物体的速度均为零。二、非选择题(共3小题，共52分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。)9(15分)某同学用如图所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒。该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度，实验装置和具体做法如下。图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滑下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次，并画出实验中A、B两小球落点的平均位置。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的竖直平面，米尺的零点与O点对齐。(1)为了使两球碰撞为一维碰撞，所选两球的直径关系为A球的直径_等于_(选填“大于”“等于”或“小于”)B球的直径；为减小实验误差，在两球碰撞后使A球不反弹，所选用的两小球质量关系应为mA_大于_mB(选填“小于”“大于”或“等于”)。(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：_A、B_(填选项号)。A水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离BA球与B球碰撞后，测量A球与B球落点位置到O点的距离CA球和B球在空中飞行的时间D测量G点相对于水平槽面的高度(3)已知mA和mB，E、F、J是实验中小球落点的平均位置，请你根据该同学实验中所选小球和实验的记录纸判断，A球没有碰撞B球时的落点是_F_点(在E、F、J三个落点中选填)，A球与B球碰撞后A球的落点是_E_点(在E、F、J三个落点中选填)。该同学通过实验数据说明在实验中A、B两球碰撞中动量守恒，请你用图中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是_mAOFmAOEmBOJ_。解析(1)为使两球碰撞为一维碰撞，两球直径应相等，为使入射球不反弹，入射球质量应大于被碰球质量，即mA大于mB。(2)因为用A、B球飞出的距离代表飞行速度，故A、B项是必须进行的测量。A球、B球在空中的飞行时间相同，不必测量，C项错。A球的平抛速度用距离代表，D项不必测量。(3)由实验过程可知，A球单独飞行时的落点为F，A、B球碰后，A球的落点是E点，验证动量守恒的表达式是mAOFmAOEmBOJ10(17分)(2016开封模拟)如图所示，质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处。质量也为m的小球a，从距BC高h的A处由静止释放，沿ABC光滑轨道滑下，在C处与b球正碰并与b粘在一起。已知BC轨道距地面有一定的高度，悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg。试问：(1)a与b球碰前瞬间，a球的速度多大？(2)a、b两球碰后，细绳是否会断裂？(要求通过计算回答)答案(1)(2)见解析解析(1)设a球经C点时速度为vC，则由机械能守恒得mghmv解得vC，即a与b碰前的速度为(2)设a、b球碰后的共同速度为v，由动量守恒定律mvC(mm)v，故vvC两球被细绳悬挂绕O摆动时，在最低点时若细绳拉力为FT，则由牛顿第二定律得FT2mg2m解得FT3mg因为FTFTm2.8mg，所以细绳会断裂。11(20分)如图所示，质量为3kg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1kg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2m/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0.4J，小木块最终停在木箱正中央。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0.2m。求：(1)木箱的最终速度的大小；(2)小木块与木箱碰撞的次数。答案(1)1m/s(2)6次解析(1)设最终速度为v，由于木箱与木块组成的系统没有受到外力作用，故系统动量守恒，以木箱的初速度方向为正方向，