高考物理二轮复习精讲精练专题06 动量定理和动量守恒定律（精练）（原卷版）

专题06动量定理和动量守恒定律（精练）一、单项选择题1．如图甲，长方形金属线框从范围足够大的磁场的上边界由静止释放，经过时间SKIPIF1<0，下降高度SKIPIF1<0时速度为v（此时线框还未完全进入磁场）；若该线框从磁场的下边界以速度v竖直向上抛出，如图乙，经过时间SKIPIF1<0上升高度SKIPIF1<0到达最高点（此时线框还没有完全进入磁场）。已知重力加速度为g，下列表达式正确的是（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<02．今年夏天，高温、暴雨、冰雹等极端天气频发。高速下落的冰雹砸坏不少露天停着的车辆。假设冰雹为球形，所受空气阻力与半径及下落的速度的关系为SKIPIF1<0，k为比例系数。在空气阻力和重力共同作用下，冰雹下落至接近地面时已经做匀速运动。冰雹砸到车时，可认为冰雹与车相互作用的时间都相同，反弹速度与初速度方向相反，大小变为初速度的一半，则下列说法正确的是（）A．在接近地面时，重力的功率正比于冰雹的重力B．在接近地面时，半径加倍的冰雹，下落的速度也加倍C．冰雹砸到车上时，对车产生的作用力正比于冰雹的质量D．冰雹砸到车上时，对车产生的作用力正比于冰雹的半径3．近年来，国产新能源汽车的销量得到大幅增长。为检测某新能源汽车的刹车性能，现在平直公路上做实验。如图甲，汽车质量为SKIPIF1<0（可看作质点）在平直公路上行驶，其中PQ路段为柏油路，QM路段为沙石路，汽车从P地运动到M地的过程，其速度v随时间t的变化规律如图乙所示，已知汽车在PQ路段受到的阻力为其重力的SKIPIF1<0，在整个行驶过程中汽车的功率保持不变，SKIPIF1<0，则以下说法中正确的是（）A．汽车的功率为SKIPIF1<0B．汽车的功率为SKIPIF1<0C．汽车从Q地运动到M地的过程中克服阻力做的功SKIPIF1<0D．汽车从Q地运动到M地的过程中，牵引力的冲量SKIPIF1<04．国际空间站将在2024年退役，我国的空间站将取代国际空间站的地位，成为很多国家争相合作的对象。空间站运动受到稀薄空气阻力作用，需要离子推进器提供推力以平衡空气阻力，已知离子推进器内部加速电压为SKIPIF1<0，将大量质量为m、电荷量为q的粒子从静止加速后喷射出去，单位时间喷射出去的粒子数为n，则提供的推力为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<05．汕头市属于台风频发地区，图示为风级（0~12）风速对照表。假设不同风级的风迎面垂直吹向某一广告牌，且吹到广告牌后速度立刻减小为零，则“12级”风对广告牌的最大作用力约为“4级”风对广告牌最小作用力的（）风级风速（m/s）风级风速（m/s）00~0.2713.9~17.110.3~1.5817.2~20.721.6~3.3920.8~24.433.3~5.41024.5~28.445.5~7.91128.5~32.658.0~10.71232.7~36.9610.8~13.8…….…….A．45倍 B．36倍 C．27倍 D．9倍6．如图所示为高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，5节质量均为m的车厢编组运行，只有1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度。列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为SKIPIF1<0，1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S。不计其他阻力，忽略2号、3号、4号、5号车厢受到的空气阻力。当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时，3号车厢对4号车厢的作用力大小为（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<07．如图，内壁光滑、半径为R的圆形轨道平放在光滑水平面上并固定，O点是圆心。A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L是圆弧的12等分点。质量相等的小球a、b（均可视为质点）静止于圆形轨道的A、D两点，某时刻分别给两球方向如图所示的速度v1和v2，v2大小是v1的2倍，两球间的碰撞均视为弹性碰撞，则下列说法正确的是（）A．两球第一次碰撞发生在K点B．两球第二次碰撞发生在E点C．两球第三次碰撞发生在A点D．两球第四次碰撞发生在J点8．物理学中有一种碰撞被称为“超弹性连续碰撞”，通过能量的转移可以使最上面的小球弹起的高度比释放时的高度更大。如图所示，A、B、C三个弹性极好的小球，相邻小球间有极小间隙，三球球心连线竖直，从离地一定高度处由静止同时释放（其中C球下部离地H），所有碰撞均为弹性碰撞，且碰后B、C恰好静止，则（）A．C球落地前瞬间A球的速度为SKIPIF1<0 B．A球与B球的质量之比为SKIPIF1<0C．B球与C球的质量之比为SKIPIF1<0 D．A球弹起的最大高度为25H9．用长为L的轻绳连接质量相同的两个小球A、B。用手提着A，从B离地面高为h处由静止释放（h>L）。所有碰撞均为弹性碰撞、碰撞时间不计，空气阻力不计。以下说法正确的是（）A．球B与地面碰撞前，B球的机械能不守恒B．球B与地面碰撞后，在离地面SKIPIF1<0处与A球相遇C．球B第二次与地面碰撞时的动能与第一次与地面碰撞的动能之比SKIPIF1<0D．球B第二次与地面碰撞时，A、B两球间的距离等于L10．交警正在调查发生在无信号灯的十字路口的一起汽车相接事故。根据两位司机的描述得知，发生撞车时汽车A正沿东西大道向正东行驶，汽车B正沿南北大道向正北行驶。相撞后两车立即熄火并在极短的时间内叉接在一起后并排沿直线在水平路面上滑动，最终一起停在路口东北角的路灯柱旁，交警根据事故现场情况画出了如图所示的事故报告图。通过观察地面上留下的碰撞痕迹，交警判定撞车的地点为该事故报告图中SKIPIF1<0点，并测量出相关的数据标注在图中，又判断出两辆车的质量大致相同。为简化问题，将两车均视为质点，且它们组成的系统在碰撞的过程中动量守恒，根据图中测量数据可知下列说法中正确的是（）A．发生碰撞时汽车A的速率较大B．发生碰撞时速率较大的汽车和速率较小的汽车的速率之比约为SKIPIF1<0C．发生碰撞时速率较大的汽车和速率较小的汽车的速率之比约为SKIPIF1<0D．发生碰撞时速度较大的汽车和速率较小的汽车的速率之比约为SKIPIF1<0多项选择题11．喷丸处理是一种表面强化工艺，即使用丸粒轰击工件表面，提升工件疲劳强度的冷加工工艺。用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳性和耐腐蚀性等。某款喷丸发射器采用离心的方式发射喷丸，转轮直径为530mm，角速度为230rad/s，喷丸离开转轮时的速度与转轮上最大线速度相同。喷丸撞击到器件表面后发生反弹，碰撞后垂直器件方向的动能变为碰撞前动能的81%，沿器件表面方向的速度不变。一粒喷丸的质量为SKIPIF1<0，若喷丸与器件的作用时间相同，且不计喷丸重力，则关于图甲、乙所示的两种喷射方式的说法正确的是（）A．喷丸发出过程喷丸发射器对一粒喷丸做的功约为0.06JB．喷丸发出过程喷丸发射器对一粒喷丸做的功约为0.12JC．图甲、乙所示一粒喷丸对器件表面的平均作用力之比为2:1D．图甲、乙所示一粒喷丸对器件表面的平均作用力之比为SKIPIF1<012．1899年，苏联物理学家列别捷夫首先从实验上证实了“光射到物体表面上时会产生压力”。已知频率为SKIPIF1<0的光子的动量为SKIPIF1<0，式中h为普朗克常量，c为光速。光对物体单位面积的压力叫辐射压强或光压。某二氧化碳气体激光器发出的激光功率为SKIPIF1<0，该光束垂直射到某平整元件上，其光束截面积为SKIPIF1<0，该激光的波长为SKIPIF1<0，光速SKIPIF1<0，且SKIPIF1<0，则（）A．该激光器单位时间内发出的光子数可表示为SKIPIF1<0B．该激光器单位时间内发出的光子数可表示为SKIPIF1<0C．该光束可能产生的最大光压约为SKIPIF1<0D．该光束可能产生的最大光压约为SKIPIF1<013．如图所示，c是半径为R的四分之一圆弧形光滑槽，静置于光滑水平面上，A为与c的圆心等高的点，c的最低点与水平面相切于B点。小球b静止在c右边的水平面上。小球a从A点自由释放，到达水平面上与小球b发生弹性正碰。整个过程中，不计一切摩擦，a、b、c的质量分别为m、3m、4m，重力加速度大小为g，则（）A．小球a第一次下滑到B点时的速率为SKIPIF1<0B．小球a第一次下滑到B点时，光滑槽c的速率为SKIPIF1<0C．小球a与小球b碰撞后，小球b的速率为SKIPIF1<0D．小球a与小球b碰撞后，小球a沿光滑槽c上升最大高度为SKIPIF1<014．如图所示，质量分别为2m、m的乙、丙两个小球并排放置在光滑的水平面上，质量为m的小球甲以速度SKIPIF1<0（沿乙、丙的连线方向）向乙球运动，三个小球之间的碰撞均为弹性碰撞，下列说法正确的是（）A．当三个小球间的碰撞都结束之后，乙处于静止状态B．当三个小球间的碰撞都结束之后，三个小球的总动量之和为SKIPIF1<0C．乙、丙在发生碰撞的过程中，丙对乙做的功为SKIPIF1<0D．甲、乙在发生碰撞的过程中，乙对甲的冲量的大小为SKIPIF1<015．如图所示，光滑的水平杆上有一质量为SKIPIF1<0的滑环SKIPIF1<0，通过一根不可伸长的轻绳悬挂着一个质量为SKIPIF1<0的物块B（可视为质点），物块B恰好与光滑的水平面接触但无弹力作用。质量为SKIPIF1<0物块C（可视为质点）以速度SKIPIF1<0冲向物块B，与B碰撞后粘在一起运动。已知重力加速度为SKIPIF1<0，则下列说法正确的是（）A．物块C与物块B碰后瞬时速度为SKIPIF1<0B．物块C与物块B碰撞过程中损失的机械能为SKIPIF1<0C．滑环A最大速度为SKIPIF1<0D．物块B、C摆起的最大高度为SKIPIF1<016．如图所示，在两根水平固定的平行光滑杆上套着A、B、C三个小球，三个小球均可以沿杆滑动。A的质量为3m，B和C的质量均为m，初始时A和B用一根轻弹簧相连，A和B的连线与杆垂直，弹簧处于原长状态，C以速度v0沿杆向左运动，与B发生碰撞后瞬间结合在一起，下列说法正确的是（）A．碰撞后，A的最大速度为SKIPIF1<0v0B．碰撞后，B、C的最小速度为SKIPIF1<0v0C．碰撞后，弹簧的最大弹性势能为SKIPIF1<0D．碰撞后，B、C速度最小时，弹簧的弹性势能为SKIPIF1<017．如图所示，A．B两个矩形木块用轻弹簧和一条与弹簧原长相等的轻绳相连，静止在水平地面上，绳不可伸长且可承受的拉力足够大，弹簧的劲度系数为k，木块A和木块B的质量均为m。现用一竖直向下的压力将木块A缓慢压缩到某位置，木块A在此位置所受的压力为F（F>mg），弹簧的弹性势能为E，撤去力F后，下列说法正确的是（）A．弹簧恢复到原长的过程中，弹簧弹力对A、.B的冲量大小相等B．弹簧恢复到原长的过程中，弹簧弹力对A、B的冲量相同C．当B开始运动时，A的速度大小为SKIPIF1<0，D．全过程中，A上升的最大高度为SKIPIF1<018．如图，绝缘座放在光滑水平面上，间距为d的平行板电容器竖直固定在绝缘座上，A板有小孔O，水平绝缘光滑杆穿过O固定在B板上，电容器、底座和绝杆的总质量为M。给电容器充电后，一质量为m的带正电环P套在杆上以某一速度v0，对准O向左运动，在电容器中P距B板最近的位置为S。OS=SKIPIF1<0若A、B板外侧无电场，P过孔O时与板无接触，不计P对A、B板间电场的影响。则（）A．P在S处的速度为0B．P从O至S的过程中，绝缘座的位移大小为SKIPIF1<0C．P从O至S的过程中，绝缘座的位移大小为SKIPIF1<0D．P从O至S的过程中，整个系统电势能的增加量为SKIPIF1<019．如图，固定在水平面上的两条足够长光滑平行金属导轨，导轨间的距离SKIPIF1<0，导轨电阻忽略不计。虚线SKIPIF1<0与导轨垂直，其中SKIPIF1<0范围内有方向竖直向下、磁感应强度SKIPIF1<0的匀强磁场。质量SKIPIF1<0、电阻SKIPIF1<0的两相同导体棒a与b相互靠近静止在磁场区域的左侧，某时刻给导体棒a施加水平向右的恒力SKIPIF1<0的作用，导体棒a进入磁场边界SKIPIF1<0时，恰好做匀速运动，此时撤去a上的恒力F，同时将恒力F作用到导体棒b上，经SKIPIF1<0时间a、b两导体棒相距最远。导体棒a、b与导轨始终垂直且接触良好，则（）A．导体棒a距离磁场边界SKIPIF1<0的距离为SKIPIF1<0B．导体棒a进入磁场时的速度为SKIPIF1<0C．a、b两导体棒相距最远时导体棒a的速度为SKIPIF1<0D．a、b两导体棒相距最远的距离为SKIPIF1<020．如图所示，固定于水平面内的电阻不计的足够长光滑平行金属导轨间距为L，质量均为m、阻值均为R的金属棒SKIPIF1<0、SKIPIF1<0垂直搁置于导轨上，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上某一时刻同时给SKIPIF1<0、SKIPIF1<0以平行于导轨的初速度SKIPIF1<0、SKIPIF1<0。则两棒从开始运动至达到稳定速度的过程中（）A．SKIPIF1<0中的最大电流为SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0达到稳定速度时，其两端的电压为0C．SKIPIF1<0速度为SKIPIF1<0时，其加速度比SKIPIF1<0的小 D．SKIPIF1<0、SKIPIF1<0间距增加了SKIPIF1<0三、计算题21．离子速度分析器截面图如图所示。半径为R的空心转筒P，可绕过O点、垂直xOy平面（纸面）的中心轴逆时针匀速转动（角速度大小可调），其上有一小孔S。整个转筒内部存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。转筒下方有一与其共轴的半圆柱面探测板Q，板Q与y轴交于A点。离子源M能沿着x轴射出质量为m、电荷量为–q（q>0）、速度大小不同的离子，其中速度大小为v0的离子进入转筒，经磁场偏转后恰好沿y轴负方向离开磁场。落在接地的筒壁或探测板上的离子被吸收且失去所带电荷，不计离子的重力和离子间的相互作用。（1）①求磁感应强度B的大小；②若速度大小为v0的离子能打在板Q的A处，求转筒P角速度ω的大小；（2）较长时间后，转筒P每转一周有N个离子打在板Q的C处，OC与x轴负方向的夹角为θ，求转筒转动一周的时间内，C处受到平均冲力F的大小；（3）若转筒P的角速度小于SKIPIF1<0，且A处探测到离子，求板Q上能探测到离子的其他θ′的值（θ′为探测点位置和O点连线与x轴负方向的夹角）。22．如图所示，光滑水平面上有一质量M=4.0kg的平板车，车的上表面左侧AB是一段长L=2.5m的水平轨道，水平轨道右侧与竖直平面内四分之一光滑圆弧轨道BC连接，圆弧轨道与水平轨道在B点相切。一质量m=2.0kg的小物块，从轨道左端A点以速度SKIPIF1<0水平向右滑上静止的平板车，第一次经过B点的速度为SKIPIF1<0；当物块第二次经过B点时，平板车恰好与竖直墙壁发生碰撞，碰撞时间极短且碰撞前后瞬间平板车速度大小保持不变、方向相反。取SKIPIF1<0，求：（1）物块第一次经过B点时平板车的速度大小SKIPIF1<0和物块与水平轨道间的动摩擦因数SKIPIF1<0；（2）物块第二次经过B点时的速度；（3）物块相对水平轨道滑动的总路程s。23．如图所示，将滑块A无初速地轻放在长s＝3.0m，沿顺时针以v＝6.0m/s转动的水平传送带左端，一段时间后A从传送带右端水平飞出，下落高度H＝3.2m后，恰能从P点沿切线方向进入半径R＝5.5m的光滑圆弧轨道，并沿圆弧轨道滑至最低点Q，滑块A经Q点后滑上静置于光滑水平面上长为L＝9.2m的木板B，A与B间动摩擦因数为μ＝0.5，A带动B向右运动，距离B右端d＝6.0m处有一与木板等高且足够长的固定光滑平台，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动，滑块A滑上平台运动足够长时间后与左端带有轻弹簧的滑块C作用，已知A、B质量均为m＝1.0kg，C的质量M＝2.0kg。忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响。SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，重力加速度g＝10m/s2。（1）求滑块A与传送带间的最小动摩擦因数；（2）滑块A滑上平台时的速度大小为多少；（3）滑块A与弹簧接触但不粘连，若在滑块C的右侧某处固定一弹性挡板D（未画出），挡板的位置不同，C与D相碰时的速度不同。已知C与D碰撞时间极短，C与D碰后C的速度等大反向，且立即撤去挡板D。A与