人教版高考物理一轮复习课后限时集训16动量守恒定律及其应用含答案

这是一份人教版高考物理一轮复习课后限时集训16动量守恒定律及其应用含答案，共8页。试卷主要包含了5 m/s，v甲＝2，如图所示，有一摆长为L＝0等内容，欢迎下载使用。

1.如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上。一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A．动量守恒、机械能守恒B．动量不守恒、机械能守恒
C．动量守恒、机械能不守恒D．动量、机械能都不守恒
C [在子弹射入木材A及压缩弹簧的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，系统所受外力之和为零，系统的动量守恒；子弹射入木块A的过程中，摩擦力做负功，系统机械能不守恒。故C正确。]
2.(多选)如图所示，光滑水平面上静止着一辆质量为M的小车，小车上带有一光滑的、半径为R的eq \f(1,4)圆弧轨道。现有一质量为m的光滑小球从轨道的上端由静止开始释放，下列说法中正确的是( )
A．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒
B．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统总动量不守恒
C．小球下滑过程中，在水平方向上小车和小球组成的系统总动量守恒
D．小球下滑过程中，小车和小球组成的系统机械能守恒
BCD [小车和小球组成的系统在水平方向上所受的合外力为零，则水平方向上动量守恒，竖直方向所受合外力不为零，所以总的动量不守恒；除重力以外的其他外力不做功，小车和小球组成的系统机械能守恒，B、C、D正确。]
3．(2020·江西省七校第一次联考)一质量为M的航天器远离太阳和行星，正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出质量为m的气体，气体向后喷出的速度大小为v1，加速后航天器的速度大小v2等于(v0、v1、v2均为相对同一参考系的速度)( )
A．eq \f(M＋mv0－mv1,M) B．eq \f(M＋mv0＋mv1,M)
C．eq \f(Mv0＋mv1,M－m) D．eq \f(Mv0－mv1,M－m)
C [以v0的方向为正方向，由动量守恒定律有Mv0＝－mv1＋(M－m)v2，解得v2＝eq \f(Mv0＋mv1,M－m)，故选项C正确。]
4．一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1。不计质量损失，取重力加速度g＝10 m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )
A B
C D
B [由h＝eq \f(1,2)gt2可知，爆炸后甲、乙两块做平抛运动的时间t＝1 s，爆炸过程中，爆炸力对沿原方向运动的一块的冲量沿运动方向，故这一块的速度必然增大，即v>2 m/s，因此水平位移大于2 m，C、D项错误；甲、乙两块在爆炸前后，水平方向不受外力，故水平方向动量守恒，即甲、乙两块的动量改变量大小相等，两块质量比为3∶1，所以速度变化量之比为1∶3，由平抛运动水平方向上x＝v0t，所以A图中，v乙＝－0.5 m/s，v甲＝2.5 m/s，Δv乙＝2.5 m/s，Δv甲＝0.5 m/s，A项错误；B图中，v乙＝0.5 m/s，v甲＝2.5 m/s，Δv乙＝1.5 m/s，Δv甲＝0.5 m/s，B项正确。]
5.(2020·山东日照校际联合质检)沿光滑水平面在同一条直线上运动的两物体A、B碰撞后以共同的速度运动，该过程的位移—时间图象如图所示。则下列说法正确的是( )
A．碰撞前后物体A的运动方向相同
B．物体A、B的质量之比为1∶2
C．碰撞后A的动能变大，B的动能减小
D．碰前物体B的动量较小
B [由题图可得，碰撞前vA＝eq \f(20－30,2) m/s＝－5 m/s，碰撞后v′A＝eq \f(20－10,2) m/s＝5 m/s，则碰撞前后物体A的运动方向相反，故A错误；由题图可得，碰撞前vB＝eq \f(20－0,2) m/s＝10 m/s，根据动量守恒定律得mAvA＋mBvB＝(mA＋mB)v′A，代入数据得mA∶mB＝1∶2，故B正确；碰撞前后物体A速度大小相等，则碰撞后物体A的动能不变，故C错误；碰前物体A、B速度方向相反，碰后物体A、B速度方向与物体B碰前速度方向相同，则碰前物体B的动量较大，故D错误。]
6．(2020·河北邯郸一中第五次月考)在沈海高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1.5×104 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为2.0×104 kg向北行驶的货车，碰后两辆车连在一起，并向北滑行了一小段距离后停止。根据测速仪的测定，两车碰撞前长途客车以108 km/h的速度行驶，由此可判断货车碰撞前的行驶速度大小为( )
A．大于10 m/sB．小于22.5 m/s
C．一定大于22.5 m/sD．一定大于30 m/s
C [碰撞前长途客车的速度v1＝108 km/h＝30 m/s，根据碰后两辆车连在一起且向北滑行的情况，可知由两车组成的系统的总动量方向向北，所以碰前客车的动量p1＝m1v1(向南)应该小于货车的动量p2＝m2v2(向北)，即m1v13m。
[答案] (1)2eq \r(\f(gh,3)) (2)M>3m
11.如图所示，固定的光滑平台上静止着两个滑块A、B，mA＝0.1 kg，mB＝0.2 kg，两滑块间夹有少量炸药，平台右侧有一带挡板的小车，静止在光滑的水平地面上．小车质量为M＝0.3 kg，车面与平台的台面等高，小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，小车的上表面左端点P与Q点之间是粗糙的，P、Q间距L＝0.75 m，滑块B与PQ之间表面的动摩擦因数为μ＝0.2，Q点右侧表面是光滑的。点燃炸药后，A、B分离瞬间A滑块获得向左的速度vA＝6 m/s，而滑块B则冲向小车。两滑块都可以看做质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上，且g＝10 m/s2。求：
(1)炸药爆炸使滑块获得的机械能；
(2)滑块B滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能；
(3)滑块B运动到何处小车速度最大？并求出小车运动过程中的最大速度。
[解析] (1)爆炸过程系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得
mAvA－mBvB＝0，
则vB＝eq \f(mAvA,mB)＝3 m/s。
则炸药爆炸使滑块A，B获得的机械能
E＝eq \f(1,2)mAveq \\al(2,A)＋eq \f(1,2)mBveq \\al(2,B)＝2.7 J。
(2)弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能最大，B与小车组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
mBvB＝(M＋mB)v，
由能量守恒定律得
eq \f(1,2)mBveq \\al(2,B)＝eq \f(1,2)(M＋mB)v2＋μmBgL＋Ep，
代入数据解得Ep＝0.24 J。
(3)滑块B压缩弹簧后返回Q点时小车的速度最大，系统动量守恒，
以向右为正方向，由动量守恒定律得
mBvB＝mBv1＋Mv2，
由能量守恒定律得
eq \f(1,2)mBveq \\al(2,B)＝eq \f(1,2)mBveq \\al(2,1)＋eq \f(1,2)Mveq \\al(2,2)＋μmBgL，
代入数据解得v1＝0，v2＝2 m/s，(v1＝2.4 m/s，v2＝0.4 m/s，B的速度大于小车的速度，不符合实际，舍去)。
[答案] (1)2.7 J (2)0.24 J (3)滑块B返回Q点时小车速度最大，大小为2 m/s