2020最新高考物理大二轮复习优选习题专题二能量与动量提升训练9动量定理、动量守恒及其应用(考试专用

1、提升训练9动量定理、动量守恒及其应用1.如图所示，两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上，有一个人静止站在 A车上，两车静止，若这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车，静止于A车上，则A车的速率 （）A.等于零B.小于B车的速率C.大于B车的速率D.等于B车的速率2 .有甲、乙两碰碰车沿同一直线相向而行，在碰前双方都关闭了动力，且两车动量关系为 p甲p乙。假设规定p甲方向为正，不计一切阻力，则（）A.碰后两车可能以相同的速度沿负方向前进，且动能损失最大B.碰撞过程甲车总是对乙车做正功，碰撞后乙车一定沿正方向前进C.碰撞过程甲车可能反弹，且系统总动能减小，碰后乙车一定沿正方向前进D.两车动量变化量

2、大小相等，方向一定是 A p甲沿正方向，A p乙沿负方向3 . （2017新课标I卷）将质量为1. 00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为 600 m/s，火箭的动量大小为（喷出过程中重力的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间和空气阻力可忽略）（）A.30 kg m/sm/s m/s m/sB.5. 7X 102 kg -C.6. 0X 102 kg -D.6. 3X 102 kg -4. 质量为m的物体，以V0的初速度沿斜面上滑，到达最高点处返回原处的速度为vt,且vt=0. 5V0,则（）A.上滑过程中重力的冲量比下滑时大B.上滑时和下滑时支持力的冲量都等于

3、零C.合力的冲量在整个过程中大小为5mvD.整个过程中物体动量变化量为 m mv5.左.如图，一长木板位于光滑水平面上，长木板的左端固定一挡板，木板和挡板的总质量为MI. 0 kg,木板的长度为L=1. 5 m,在木板右端有一小物块,其质量m=1.0 kg,小物块与木板间的动摩擦因数=0.10,它们都处于静止状态，现令小物块以初速度 vo沿木板向左运动，重力加速度g取10 m/s 2。若小物块刚好能运动到左端挡板处，求V0的大小；（2）若初速度V0=3 m/s,小物块与挡板相撞后，恰好能回到右端而不脱离木板，求碰撞过程中损失的机械能。6.(启慧全国大联考2018届高三12月联考)如图所示，一质

4、量为M20X103 kg的平板小货车 A载有 一质量为m=. 0X103 kg的重物B,在水平直公路上以速度V0=36 km/h做匀速直线运动，重物与车厢前壁间的距离为L=1. 5 m,因发生紧急情况，货车突然制动，已知货车车轮与地面间的动摩擦因数为 邛=0.4,重物与车厢底板之间的动摩擦因数为2=0. 2,重力加速度g取10 m/s 2,若重物与车厢前壁发生碰撞，则碰撞时间极短，碰后重物与车厢前壁不分开。(1)请通过计算说明重物是否会与车厢前壁发生碰撞；(2)试求货车从开始刹车到停止运动所用的时间和刹车距离。7.图中两根足够长的平行光滑导轨，相距1 m水平放置，磁感应强度B=0. 4 T的匀

5、强磁场竖直向上穿过整个导轨所在的空间。金属棒ab、cd质量分别为0.1 kg和0. 2 kg,电阻分别为0. 4 和0. 2Q,并排垂直横跨在导轨上。若两棒以大小相等的初速度3 m/s向相反方向分开，不计导轨电阻，求:(1)金属棒运动达到稳定后,ab棒的速度大小；(2)金属棒运动达到年I定的过程中，ab上产生的焦耳热(3)金属棒运动达到稳定后，两棒间距离增加多少？8. (2018年2月杭州期末)某同学设计了一个电磁击发装置，其结构如图所示。间距为 L=10 cm的平行长直导轨置于水平桌面上，导轨中NCW N'O'段用绝缘材料制成，其余部分均为导电金属材料，两种材料导轨平滑连接。

6、导轨左侧与匝数为100、半径为5 cm的圆形线圈相连，线圈内存在垂直线圈平面的匀强磁场。电容为 1 F的电容器通过单刀双掷开关与导轨相连。在轨道间MPP'M矩形区域内存在垂直桌面向上的匀强磁场，磁感应弓虽度为2 T。磁场右侧边界 PP'与OO间距离为a=4 cm。初始时金属棒 A处于NN'左侧某处，金属棒B处于OO左侧距OO距离为a处。当开关与1连接时，圆形线圈中磁场随时间均匀变化，变化率为工二三T/s;稳定后将开关拨向2,金属棒A被弹出，与金属棒B相碰，并在B棒刚出磁场时 A棒刚好运动到 OO处，最终A棒恰在PP处停住。已知两根金属 棒的质量均为0. 02 kg、接入

7、电路中的电阻均为0. 1 Q,金属棒与金属导轨接触良好，其余电阻均不计，一切摩擦不计。问：(1)当开关与1连接时，电容器两端电压是多少 ？下极板带什么电？(2)金属棒A与B相碰后A棒的速度v是多少？(3)电容器所剩电荷量 Q'是多少？9. (2017浙江湖州市高二考试)如图所示，为一种研究核反应的设备示意图，容器中为钵的放射性同239235位素94 Pu,可衰变为q2 U并放出能量为E的丫光子(衰变前可视为静止，衰变放出的光子动量可235忽略),衰变后速度大的粒子沿直线OQO探测屏MN1动。为简化模型，设衰变生成的q力U的质量为m速度均为v,生成的另一种粒子每秒到达探测屏N个，打到Q点

8、后40惭透探测屏，60%被探测屏吸收，且粒子穿透时能量损失75%,则：詈加放射源(1)试写出衰变方程(2)求打到Q点前该粒子的速度大小(3)求一个S4 Pu核衰变过程的质量亏损8(4) 求探测屏受到的撞击力大小。提升训练9动量定理、动量守恒及其应用1.B解析两车和人组成的系统位于光滑的水平面上，因而该系统动量守恒，设人的质量为m,车的质量为 m, A、B车的速率分别为 vi、V2,则由动量守恒定律得(m+m) vi-mv2=0，所以，有 rajm2Vi=Eim;V2,mi+-Fn2 <1,故 Vi<V2,所以 B 正确。2. C解析 由于规定p甲方向为正，两车动量关系为p甲>

9、p乙,碰后两车可能以相同的速度沿正方 向前进，且动能损失最大，选项A错误。碰撞过程甲车先对乙车做负功，选项B错误。碰撞过程甲车可能反弹，且系统总动能减小，碰后乙车一定沿正方向前进，选项C正确。由动量守恒定律，两车动量变化量大小相等，方向可能是 A p甲沿负方向，A p乙沿正方向，选项D错误。3. A解析 根据动量守恒定律得：0=Mv-mv2,故火箭的动量与燃气的动量等大反向。故 p=Mv=mv=0. 05 kg X 600 m/s =30 kg - m/s。4. C解析以vo的初速度沿斜面上滑，返回原处时速度为 vt=0. 5vo,说明斜面不光滑。设斜面长 i _2ti _为L,则上滑过程所需

10、时间t1= 于 /下滑过程所需时间t2= 不 小，t1<t2。根据冲量的定 义，可知上滑过程中重力的冲量比下滑时小 ,A错误。上滑和下滑时支持力的大小都不等于零,B错误。对全过程应用动量定理，则I合=A p=-mvt-mvo=-£mv,C正确,D错误。5. 答案(1)2 m/s (2)0 . 375 J解析(1)设木板和物块最后共同的速度为v,由动量守恒定律 mv=(m+Mv对木板和物块系统，由功能关系得1 H 1mgL= .(M+mv2 由两式解得h密切呼+啊Vo=f2X0.1>： 10X1,5X(3+1)=3 m/s =2 m/s 。(2)同样由动量守恒定律可知，木板

11、和物块最后也要达到共同速度v。设碰撞过程中损失的机械能为A E。对木板和物块系统白整个运动过程，由功能关系有mg？L+A E=一 £( m+Mv2wuW 21X3由两式解得 AE= .产-2 mgL:WU X 32 J-2 X 0. 1 X 10X 1.5 J =0. 375Jo6 .答案(1)否(2)2 . 5 s 12 m解析(1)刚刹车时，货车的加速度大小为 a1,重物的加速度大小为 a2,由牛顿第二定律可知(. ( M+mg-(12mg=Ma2mg=ma 解得 a1=5 m/s 2, a2=2 m/s 2假设B与A碰撞，且从开始刹车到碰撞所用时间为t1,则vot 1-%彳-(

12、vot1-山1h" =L,解得 t1=1 s此时货车 A的速度为vA=vo-a1t1=5 m/s,重物B的速度为v B=vo-a 2t 1=8 m/s此时A、B均未停止运动，且va<vb,故重物会与车厢前壁发生碰撞。1 z(2)碰前货车的运动时间为11=1 s,运动的位移为X1=vot 1-2324-=7. 5 m由于碰撞时间极短，故满足动量守恒，设碰后共同的速度为 v,则Mv+mv=( M+mv,解得v=6 m/s 碰后一起减速运动的加速度大小为 a,由牛顿第二定律可得 (11( M+mg=( M+ma,解得a=4 m/s 2 一起减速的时间为 t2= .=1. 5 sL山之

13、一起减速的位移为 X2=vt 2-= = = =4. 5 m所以货车刹车的总时间t=t1+t2=2.5 s,刹车距离x=X1 +X2=12 m。7 .答案(1)1 m/s (2)0 . 8 J (3)1 . 5 m解析(1) ab、cd棒组成的系统动量守恒，最终具有共同速度v,以水平向右为正方向 贝U ncdV0-mabV0=( md+mb) v所以 v=1 m/s 。(2)根据能量转化与守恒定律，产生的焦耳热为Q=A R减=E(md+rm)(即2-v 2) =1.2 JzQb=5Q=0. 8 J。对cd棒利用动量定理：-BIL A t=mcd A v4中 _ Blar又q=I A t=由*由

14、由十咫叫。力切砒t+尺方所以 A s=E A x=/=1. 5 m。8 .答案(1) Nkn r2 1 C (2)0 .4 m/s (3)0 . 88 C解析(1) E=N7T=NQ=CE=CNkr2=1x100xajf 兀 r2=NkTt r2+工X 兀 X 0. 052 C=1 C将开关拨向2时,A棒会弹出说明所受安培力向右(2) A B棒相碰时没有构成回路，没有感应电流 设碰后A棒速度为v,由于B棒的位移是A棒的两倍,电流向上，故电容器下板带正电。,A、B棒均做匀速直线运动直至 A棒到达OO处,，故B棒速度是2v。A棒过OO后在安培力作用下减速。由动量定理可知：-BIl A t=mA v

15、即- A t=mA v即咨即- 万彳- A x=mA v两边求和可得 - 而- a=-mv 即 v= s-mff而而而丁 m/s =0. 4 m/s。 设A棒与B棒碰前的速度为 v°,碰撞过程动量守恒，则有：mv0=mv+i?2v0,可得v0=3vA棒在安培力作用下加速，则有：BIl At=mAv,即Bl Aq=mA v两边求和得：Bl(Q-Q')=mvE麻得：Q'=Q-. .D2X1.22XD.L C=0. 88 C。代入前面的数据可知，电容器所剩电荷量为Q'=1 C-(9) 案(1； Pu :"汗 u ： ；,He+丫235239mi2 +8F鼻际皿(10) - v v (3)' (4) 二解析(1：Pu-He+丫(2)设生成的另一个粒子质量为m',速度为v',则mv+m'v'=0郎得至I v'=-vo1X门9(11) A E= Wm2+Zm'v' 2+E="-Fm/+E££ _ 2