【高考复习】2020版高考物理 全程复习课后练习18 动量守恒定律（含答案解析）.doc

2020版高考物理 全程复习课后练习18 动量守恒定律一小球从水平地面上方无初速释放,与地面发生碰撞后反弹至速度为零,假设小球与地面碰撞没有机械能损失,所受空气阻力大小不变,下列说法正确的是()A.上升过程中小球动量改变量等于该过程中空气阻力的冲量B.小球与地面碰撞过程中,地面对小球的冲量为零C.下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力做的功D.从释放到反弹至速度为零过程中小球克服空气阻力做的功等于重力做的功如图所示，A、B两物体的中间用一段细绳相连并有一压缩的弹簧，放在平板小车C上后，A、B、C均处于静止状态若地面光滑，则在细绳被剪断后，A、B从C上未滑离之前，A、B在C上向相反方向滑动的过程中()A若A、B与C之间的摩擦力大小相同，则A、B及弹簧组成的系统动量守恒，A、B、C及弹簧组成的系统动量不守恒B若A、B与C之间的摩擦力大小相同，则A、B及弹簧组成的系统动量不守恒，A、B、C及弹簧组成的系统动量守恒C若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B及弹簧组成的系统动量不守恒，A、B、C及弹簧组成的系统动量不守恒D若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B及弹簧组成的系统动量不守恒，A、B、C及弹簧组成的系统动量守恒如图所示，一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的物块B发生正碰，碰后物块B刚好能落入正前方的沙坑中假如碰撞过程中无机械能损失，已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1，与沙坑的距离为0.5 m，g取10 m/s2，物块可视为质点则碰撞前瞬间A的速度为()A0.5 m/s B1.0 m/s C1.5 m/s D2.0 m/s某研究小组通过实验测得两滑块碰撞前后运动的实验数据，得到如图所示的位移时间图象图中的线段a、b、c分别表示沿光滑水平面上同一条直线运动的滑块、和它们发生正碰后结合体的位移变化关系已知相互作用时间极短，由图象给出的信息可知()A碰前滑块与滑块速度大小之比为7：2B碰前滑块的动量大小比滑块的动量大小大C碰前滑块的动能比滑块的动能小D滑块的质量是滑块的质量的如图所示，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m的小木块现使木箱获得一个向左的初速度v0，则()A小木块和木箱最终将静止B木箱速度减为的过程，小木块受到的水平冲量大小为Mv0C最终小木块速度为，方向向左D木箱和小木块组成的系统机械能守恒有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船(一吨左右)又窄又长一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头后停下来，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离为d，然后用卷尺测出船长为L，已知他自身的质量为m，则船的质量M为()A. B. C. D.如图所示，小球a、b(可视为质点)用等长的细线悬挂于同一固定点O.将球a和球b向左和向右拉起，使细线水平同时由静止释放球a和球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大夹角为=60.忽略空气阻力，则两球a、b的质量的比值()A.=3 B.=32 C.=2 D.=22甲、乙两球在水平光滑轨道上同向运动，已知它们的动量分别是p1=5 kgm/s，p2=7 kgm/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10 kgm/s，则甲球质量m1与乙球质量m2间的关系可能正确的是()Am1=m2 B2m1=m2 C4m1=m2 D6m1=m2如图所示，总质量为M带有底座的足够宽框架直立在光滑水平面上，质量为m的小球通过细线悬挂于框架顶部O处，细线长为L，已知Mm，重力加速度为g，某时刻小球获得一瞬时速度v0，当小球第一次回到O点正下方时，细线拉力大小为()Amg Bmg Cmgm Dmgm如图所示，光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的小球A、B，放在与左侧竖直墙垂直的直线上，设B开始处于静止状态，A球以速度v朝着B运动，设系统处处无摩擦，所有的碰撞均无机械能损失，则下列判断正确的是()A若m1=m2，则两球之间有且仅有两次碰撞B若m1m2，则两球之间可能发生两次碰撞C两球第一次碰撞后B球的速度一定是D两球第一次碰撞后A球一定向右运动 (多选)小球A的质量为mA=5 kg，动量大小为pA=4 kgm/s，小球A水平向右运动时与静止的小球B发生弹性碰撞，碰后A的动量大小为pA=1 kgm/s，方向水平向右，则()A碰后小球B的动量大小为pB=3 kgm/sB碰后小球B的动量大小为pB=5 kgm/sC小球B的质量为15 kgD小球B的质量为3 kg (多选)如图所示，将一轻质弹簧从物体B内部穿过，并将其上端悬挂于天花板，下端系一质量为m1=2.0 kg的物体A.平衡时物体A距天花板h=2.4 m，在距物体A正上方高为h1=1.8 m处由静止释放质量为m2=1.0 kg的物体B，B下落过程中某时刻与弹簧下端的物体A碰撞(碰撞时间极短)，并立即以相同的速度与A一起运动，两物体不粘连，且可视为质点，碰撞后两物体一起向下运动，历时0.25 s第一次到达最低点，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，g取10 m/s2，下列说法正确的是()A碰撞结束瞬间两物体的速度大小为2 m/sB碰撞结束后两物体一起向下运动的最大位移大小为0.25 mC碰撞结束后两物体一起向下运动的过程中，两物体间的平均作用力大小为18 NDA、B运动到最低点后反弹上升，A、B分离后，B还能上升的最大高度为0.2 m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(g取10 m/s2)求：(1)木箱的最终速度的大小；(2)小木块与木箱碰撞的次数在光滑水平桌面上O处固定一个弹性挡板，P处有一可视为质点的质量为2 kg的物块C静止，OP的距离等于PQ的距离，两个可视为质点的小物块A、B间夹有炸药，一起以v0=5 m/s的速度向右做匀速运动，到P处碰C前引爆炸药，A、B瞬间弹开且在一条直线上运动，B与C发生碰撞后瞬间粘在一起，已知A的质量为1 kg，B的质量为2 kg，若要B、C到达Q之前不再与A发生碰撞，则A、B间炸药释放的能量应在什么范围内？(假设爆炸释放的能量全部转化为物块的动能)答案解析答案为：D；解析：根据动量定理可知,上升过程中小球动量改变量等于该过程中重力和空气阻力的合力的冲量,选项A错误;小球与地面碰撞过程中,由动量定理得Ft-mgt=mv2-(-mv1),可知地面对小球的冲量Ft不为零,选项B错误;小球下落过程中动能的改变量等于重力和空气阻力做功的代数和,选项C错误;由能量守恒关系可知,从释放到反弹至速度为零过程中小球克服空气阻力做的功等于重力做的功,选项D正确。答案为：D；解析：当A、B两物体及弹簧组成一个系统时，弹簧的弹力为内力，而A、B与C之间的摩擦力为外力当A、B与C之间的摩擦力大小不相等时，A、B及弹簧组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒；当A、B与C之间的摩擦力大小相等时，A、B及弹簧组成的系统所受合外力为零，动量守恒对A、B、C及弹簧组成的系统，弹簧的弹力及A、B与C之间的摩擦力均属于内力，无论A、B与C之间的摩擦力大小是否相等，系统所受的合外力均为零，系统的动量守恒故选项D正确答案为：C解析：碰撞后B做匀减速运动，由动能定理得2mgx=02mv2，代入数据解得v=1 m/s，A与B组成的系统在碰撞过程中水平方向的动量守恒，选取向右为正方向，则mv0=mv12mv，由于没有机械能损失，则mv=mv2mv2，联立可得v0=1.5 m/s，故A、B、D错误，C正确答案为：D；解析：根据st图象的斜率等于速度，可知碰前滑块速度为v1=2 m/s，滑块的速度为v2=0.8 m/s，则碰前速度大小之比为5：2，故A错误；碰撞前后系统动量守恒，碰撞前，滑块的动量为负，滑块的动量为正，由于碰撞后总动量为正，故碰撞前总动量也为正，故碰撞前滑块的动量大小小于滑块的动量大小，故B错误；碰撞后的共同速度为v=0.4 m/s，根据动量守恒定律，有m1v1m2v2=(m1m2)v，解得m2=6m1，由动能的表达式可知，m1vm2v，故C错误，D正确答案为：C；解析：由于木箱在光滑水平面上，小木块与木箱之间的摩擦力是木箱和小木块组成的系统的内力，给木箱一个向左的初速度，系统满足动量守恒定律，小木块和木箱最终将以相同的速度运动，根据动量守恒定律，Mv0=(Mm)v，最终速度v=，选项C正确，A错误；由于木箱底板粗糙，小木块在木箱内相对于木箱滑动，摩擦产生热量，所以木箱和小木块组成的系统机械能不守恒，选项D错误；当木箱速度减小为时，木箱动量减少了Mv0，根据动量守恒定律，小木块的动量将增加Mv0，根据动量定理，木箱对小木块作用力的冲量大小为Mv0，选项B错误答案为：B；解析：据题意，人从船尾走到船头过程中，动量守恒，则有Mv0=mv，即Md=m(Ld)，解得船的质量为M=，所以B选项正确答案为：B；解析：设细线长为L，球a、b下落至最低点，但未相碰时的速率分别为v1、v2，由机械能守恒定律得magL=mav，mbgL=mbv；在两球碰后的瞬间，两球共同速度为v，以向左为正，由动量守恒定律得mbv2mav1=(mamb)v，两球共同向左运动到最高处时，细线与竖直方向的夹角为，由机械能守恒定律得(mamb)v2=(mamb)gL(1cos)，联立解得：=32，所以选项B正确答案为：C；解析：设碰后甲球动量变为p1，乙球动量变为p2，根据动量守恒定律得p1p2=p1p2，解得p1=2 kgm/s.碰撞过程系统的总动能不增加，则有，解得，碰撞后甲球的速度不大于乙球的速度，则有，解得，综上有，C正确，A、B、D错误答案为：B；解析：设小球第一次回到O点正下方时，小球与框架的速度分别为v1和v2.取水平向右为正方向，由题可知，小球、框架组成的系统水平方向动量守恒、机械能守恒，即mv0=mv1Mv2，mv=mvMv，解得v1=v0，v2=v0.当小球第一次回到O点正下方时，以小球为研究对象，由牛顿第二定律得Tmg=m，解得细线的拉力T=mg，B正确答案为：A；解析：设A球和B球第一次碰撞后速度分别为v1和v2，取向左为正方向根据动量守恒定律得m1v=m1v1m2v2根据机械能守恒定律得m1v2=m1vm2v解得v1=v，v2=v若m1=m2，则得v1=0，v2=v，即A与B碰撞后交换速度，当B球与墙壁碰后以速度v2返回，并与A球发生第二次碰撞，之后B静止，A向右运动，不再发生碰撞，所以两球之间有且仅有两次碰撞，故A正确；若m1m2，则得v1v，v20，两球之间只能发生一次碰撞，故B错误；两球第一次碰撞后，B球的速度为v2=v，不一定是，与两球的质量关系有关，故C错误；两球第一次碰撞后A球的速度为v1=v，当m1m2时，v10，碰后A球向左运动，当m1=m2时，v1=0，碰后A球静止，当m1m2时，v10，碰后A球向右运动，故D错误答案为：AD；解析：规定向右为正方向，碰撞过程中A、B组成的系统动量守恒，所以有pA=pApB，解得pB=3 kgm/s，A正确，B错误；由于A、B是弹性碰撞，所以没有机械能损失，故=，解得mB=3 kg，C错误，D正确答案为：ABC；解析：设物体B自由下落至与A碰撞前的速度为v0，根据自由落体运动规律，有v0= m/s=6 m/s，设A、B碰撞结束后瞬间二者达到共同速度vt，以向下为正方向，根据动量守恒定律，有m2v0=(m1m2)vt，解得vt=2.0 m/s，A正确从二者一起运动到速度变为零的过程中，选择B作为研究对象，根据动量定理，有(m2gF)t=0m2vt，解得F=18 N，方向竖直向上，对B根据动能定理可得Fxmgx=0m2v，解得x=0.25 m，即碰撞结束后两物体一起向下运动的最大位移大小为0.25 m，B、C正确；若A、B在原位置分离，B还能上升的最大高度为hm=0.2 m，但实际上A、B在弹簧恢复原长时分离，故B还能上升的最大高度小于0.2 m，D错误解：(1)设系统最终速度为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，由动量守恒定律有Mvmv=(Mm)v，代入数据得v=1 m/s.(2)对整个过程，由能量守恒定律有Mv2mv