人教版高三物理二轮复习 动量守恒定律 练习含答案.docx
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人教版高三物理二轮复习动量守恒定律练习含答案
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人教版2020寒假高三物理二轮复习动量守恒定律练习
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分
分卷I
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)
1.下列关于动量的说法中,正确的是( )
A.物体的动量改变,其速度大小一定改变
B.物体的动量改变,其速度方向一定改变
C.物体运动速度的大小不变,其动量一定不变
D.物体的运动状态改变,其动量一定改变
2.如图所示,一沙袋用轻细绳悬于O点,开始时沙袋处于静止,此后用弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出.第一个弹丸的速度为v1,打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30°.当其第一次返回图示位置时,第二个弹丸以水平速度v2又击中沙袋,使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°.若弹丸质量是沙袋质量的
倍,则以下结论中正确的是( )
A.v1=v2
B.v1∶v2=41∶42
C.v1∶v2=42∶41
D.v1∶v2=41∶83
3.如图,质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上.质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端.现有一水平恒力F作用在小物块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动,物块和小车之间的摩擦力为Ff.经过时间t,小车运动的位移为s,物块刚好滑到小车的最右端.以下判断正确的是( )
A.此时物块的动能为F(s+l)
B.此时物块的动量为Ft
C.这一过程中,物块和小车产生的内能为Ff
D.这一过程中,物块和小车增加的机械能为F(l+s)-Ffl
4.质量为m的人,原来静止在乙船上,甲、乙两船质量均为M,开始时都静止,人先跳到甲船,立即再跳回乙船,这时两船速度之比为v甲∶v乙等于(不计阻力)( )
A.1∶1
B.m∶M
C.(m+M)∶M
D.m∶(M+m)
5.如图2所示,航天员王亚平利用“天宫一号”中的“质量测量仪”测量航天员聂海胜的质量.测量时,“天宫一号”舱壁上打开一个支架形状的装置,聂海胜把自己固定在支架一端,王亚平轻轻拉开支架,一放手,支架便在弹簧的作用下回复原位.已知测量中,“质量测量仪”上的弹簧能够产生一个恒定的力F,同时用光栅测速装置测量出支架回复原位时的速度大小为v和复位所需的时间为t,则聂海胜(含支架等)的质量为( )
图2
A.
B.
C.
D.
6.如图所示,两带电的金属球在绝缘的光滑水平面上沿同一直线相向运动,A带电荷量为-q,B带电荷量为+2q,下列说法正确的是( )
A.相碰前两球运动中动量不守恒
B.相碰前两球的总动量随距离的减小而增大
C.两球相碰分离后的总动量不等于相碰前的总动量,因为碰前作用力为引力,碰后为斥力
D.两球相碰分离后的总动量等于碰前的总动量,因为两球组成的系统合外力为零
7.如图所示,静止在光滑水平面上的小车质量为M,固定在小车上的杆用长为l的轻绳与质量为m的小球相连,将小球拉至水平右端后放手,则小车向右移动的最大距离为( )
A.
B.
C.
D.
8.如图所示,质量为m2的小车上有一半圆形的光滑槽,一质量为m1的小球置于槽内,共同以速度v0沿水平面运动,并与一个原来静止的小车m3对接,则对接后瞬间,小车的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.以上答案均不对
9.在光滑的水平面上有三个完全相同的小球,它们成一条直线,2、3小球静止,并靠在一起,1小球以速度v0射向它们,如图所示.设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度可能值是( )
A.v1=v2=v3=
v0
B.v1=0,v2=v3=
v0
C.v1=0,v2=v3=
v0
D.v1=v2=0,v3=v0
10.青蛙是人类的好朋友,但是部分不法分子为了蝇头小利将青蛙捕杀、贩卖.现将一装有很多青蛙的箱子固定在小车上,小车放在光滑的水平地面上,当青蛙从箱子里沿水平方向跳出时,下列关于青蛙、箱子和小车的说法正确的是( )
A.箱子和青蛙组成的系统动量守恒
B.箱子和小车组成的系统动量守恒
C.箱子、小车和青蛙组成的系统动量不守恒
D.箱子、青蛙和小车组成的系统动量守恒
二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)
11.(多选)一气球由地面匀速上升,当气球下与气球相连的的吊梯上站着的人沿着梯子上爬时,下列说法正确的是( )
A.气球可能匀速上升
B.气球不可能相对地面静止
C.气球可能下降
D.气球运动速度不发生变化
12.(多选)一平板小车静止在光滑的水平地面上,甲、乙两人分别站在车的左、右端,当两人同时相向而行时,发现小车向左移,则( )
A.若两人质量相等,必有v甲>v乙
B.若两人质量相等,必有v甲 C.若两人速率相等,必有m甲>m乙 D.若两人速率相等,必有m甲 13.(多选)关于物体的动量,下列说法哪些是正确的( ) A.物体的动量越大,其惯性越大 B.同一物体的动量越大,其速度一定越大 C.物体的动量越大,其受到的作用力一定越大 D.动量的方向一定是沿物体运动的方向 14.(多选)在任何相等时间内,物体动量的变化总是相等的运动可能是( ) A.匀速圆周运动 B.匀变速直线运动 C.自由落体运动 D.平抛运动 分卷II 三.计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分) 15.如图所示,有一块足够长的木板,放在光滑水平面上,在木板上自左向右放有序号是1、2、3、…、n的木块,所有木块的质量均为m,与木板间的动摩擦因数均为μ,木板的质量与所有木块的总质量相等.在t=0时刻木板静止,第1、2、3、…、n号木块的初速度分别为v0、2v0、3v0、…、nv0,方向都向右.最终所有木块与木板以共同速度匀速运动.试求: (1)所有木块与木板一起匀速运动的速度vn; (2)题干条件不变,若取n=4,则3号木块在整个运动过程中的最小速度v3min为多少? 16.在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙,滑块CD上表面是光滑的 圆弧,其始端D点切线水平且在木板AB上表面内,它们紧靠在一起,如图所示.一可视为质点的物块P,质量也为m,从木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB,过B点时速度为 ,又滑上滑块CD,最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处.已知物块P与木板AB间的动摩擦因数为μ.求: (1)物块滑到B处时木板的速度vAB; (2)木板的长度L; (3)滑块CD圆弧的半径. 17.如图所示,在光滑水平面上有一质量M=8kg的木板,木板的中点处有一质量m=1.9kg的物块,物块距木板左端的距离为10m(物块可视为质点),木板右半部分表面光滑,左半部分与物块间动摩擦因数恒定,在木板右端固定一轻质弹簧.一颗质量为m0=0.1kg的子弹以v0=200m/s的初速度水平向右飞来,击中物块并留在其中,如果最终物块刚好不从木板上掉下来. 求: (1)在整个运动过程中,弹簧具有的最大弹性势能Ep; (2)物块与木板左半部分间的动摩擦因数μ. 18.如图所示,小物块A在粗糙水平面上做直线运动,经距离l时与另一小物块B发生碰撞并粘在一起以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上.已知l=5.0m,s=0.9m,A、B质量相等且m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.45,桌面高h=0.45m.不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2. 求: (1)A、B一起平抛的初速度v; (2)小物块A的初速度v0. 答案解析 1.【答案】D 【解析】动量是矢量,有大小也有方向.动量改变是指动量大小或方向的改变,而动量的大小与质量和速度两个因素有关,其方向与速度的方向相同.质量一定的物体,当速度的大小或方向有一个因素发生变化时,动量就发生变化,故A、B、C错;物体运动状态改变是指速度大小或方向的改变,因此物体的动量一定发生变化,故D正确. 2.【答案】D 【解析】根据摆动过程中机械能守恒和两次击中沙袋摆动的角度相等可知,两次击中沙袋后整体的速度相同,设为v,用M表示沙袋的质量,m表示弹丸的质量,由动量守恒定律得: 第一次: mv1=(M+m)v, 第二次: mv2-(M+m)v=(M+2m)v. 3.【答案】D 【解析】对物块,由动能定理得: Ek-0=(F-Ff)(s+l),则得此时物块的动能为Ek=(F-Ff)(s+l),A错误;对物块,由动量定理得: p=(F-Ff)t,B错误;这一过程中,物块和小车产生的内能为Ffl,C错误;根据功能关系知,整个过程物块和小车增加的机械能为F(l+s)-Ffl,D正确. 4.【答案】C 【解析】对人及甲、乙两船,由动量守恒定律得: Mv甲-(M+m)v乙=0,即v甲∶v乙=(m+M)∶M. 5.【答案】A 【解析】对聂海胜应用动量定理: Ft=mv,则m= ,故A正确. 6.【答案】D 【解析】将两球看作整体分析时,整体受重力、支持力,水平方向不受外力,故整体系统动量守恒,所以两球相碰分离后的总动量等于碰前的总动量. 7.【答案】C 【解析】当小球向下摆动的过程中,小球与小车组成的系统在水平方向不受外力,满足水平方向动量守恒定律,开始系统水平方向动量为零,所以水平方向任意时刻m与M的动量等大反向.以向左为正方向,由动量守恒定律得: m 1-M 2=0① ①式两边同时乘以t解得: m 1t=M 2t,即ms1=Ms2② 小球和小车共走过的距离为2l,有: s1+s2=2l③ 由②③解得: s2= ,故C正确. 8.【答案】C 【解析】对接过程,两小车组成的系统动量守恒,以小车m2的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得: m2v0=(m2+m3)v, 解得: v= . 9.【答案】D 【解析】两个质量相等的小球发生弹性正碰,碰撞过程中动量守恒,动能守恒,碰撞后将交换速度,故D项正确. 10.【答案】D 【解析】小车对箱子有外力,箱子和青蛙组成的系统外力之和不为零,动量不守恒;青蛙对箱子有作用力,箱子和小车组成的系统外力之和不为零,动量不守恒;箱子、青蛙和小车组成的系统,它们之间相互作用的力为内力,系统所受外力之和为零,系统动量守恒. 11.【答案】AC 【解析】只要满足人与气球的动量之和等于人与气球原来的动量,A、C选项的情况均有可能发生. 12.【答案】AC 【解析】甲、乙两人和小车组成的系统动量守恒,且总动量为零,甲动量方向向右,小车动量方向向左,说明|p甲|=|p乙|+|p车|,即m甲v甲>m乙v乙,若m甲=m乙,则v甲>v乙,A对,B错;若v甲=v乙,则m甲>v乙,C对,D错. 13.【答案】BD 【解析】惯性大小的唯一量度是物体的质量,而物体的动量p=mv,大小由物体质量及速度的大小共同决定,所以不能说物体的动量大其惯性就大,A错误;对于同一物体动量越大,其速度一定越大,B正确;力的大小决定物体的加速度的大小,与物体的速度无关,所以也与物体的动量的大小无关,C错误;动量是矢量,动量的方向就是物体运动的方向,D正确. 14.【答案】BCD 【解析】物体做匀速圆周运动,所受合外力方向不断变化,合力为变力,在任何相等时间内,合外力的冲量不相等,物体动量的变化不相等,A错误;匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动都是受到恒力作用,由动量定理知,在任何相等的时间内,物体受到的冲量相等,动量变化相等,故B、C、D正确. 15.【答案】 (1) (n+1)v0 (2) v0 【解析】 (1)取向右为正方向,对系统,由动量守恒定律得: m(v0+2v0+3v0+…+nv0)=2nmvn 由上式解得: vn= (n+1)v0; (2)第3号木块与木板相对静止时,它在整个运动过程中的速度最小,设此时第4号木块的速度为v,对系统,由动量守恒定律得 m(v0+2v0+3v0+4v0)=7mv3min+mv 对第3号木块,由动量定理得-μmgt′=mv3min-m·3v0 对第4号木块,由动量定理得-μmgt′=mv-m·4v0 由以上三式解得v3min= v0. 16.【答案】 (1) ,方向向左 (2) (3) 【解析】 (1)由点A到点B时,取向左为正方向,由动量定恒定律得 mv0=mvB+2m·vAB 又vB= ,解得vAB= ,方向向左 (2)由点A到点B时,根据能量守恒定律得 mv02- ×2m( )2-m( )2=μmgL 解得L= (3)由点D到点C,滑块CD与物块P组成的系统在水平方向上动量守恒 m· +m· =2mv共 滑块与CD组成的系统机械能守恒 mgR=m( )2+m( )2- ×2mv共2 联立解得滑块CD圆弧的半径为R= . 17.【答案】 (1)80J (2)0.4 【解析】 (1)设子弹击中物块后,两者的共同速度为v1,由动量守恒定律知: m0v0=(m0+m)v1 设弹性势能最大时,三者共同速度为v2,则: (m0+m)v1=(m0+m+M)v2 Ep= (m0+v)v - (m0+m+M)v 解得: Ep=80J (2)由能量守恒定律得: Ep=μ(m0+m)gL 解得: μ=0.4 18.【答案】 (1)3.0m/s (2)9.0m/s 【解析】 (1)两物块离开桌面后做平抛运动,设在空中飞行的时间为t,根据平抛运动规律有: h= gt2;s=vt 代入数据解得: v=3.0m/s (2)A在桌面上滑行过程,由动能定理得: -μmgl= mv′2- mv A、B碰撞过程,由动量守恒定律: mv′=2mv 联立解得: v0=9.0m/s.
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