2025高考物理一轮总复习第7章动量和动量守恒定律专题强化9力学三大观点的综合应用提能训练

这是一份2025高考物理一轮总复习第7章动量和动量守恒定律专题强化9力学三大观点的综合应用提能训练，共8页。试卷主要包含了9 m，则A球也能到达Q点，0 m/s，5mg　)mgL，5 J等内容，欢迎下载使用。
1.如图，建筑工地上的打桩过程可简化为：重锤从空中某一固定高度由静止释放，与钢筋混凝土预制桩在极短时间内发生碰撞，并以共同速度下降一段距离后停下来。则( B )
A．重锤质量越大，撞预制桩前瞬间的速度越大
B．重锤质量越大，预制桩被撞后瞬间的速度越大
C．碰撞过程中，重锤和预制桩的总机械能保持不变
D．整个过程中，重锤和预制桩的总动量保持不变
[解析] 重锤下落过程做自由落体运动，根据位移与速度公式可得v0＝eq \r(2gh)，故重锤撞预制桩前瞬间的速度与重锤的质量无关，只与下落的高度有关，A错误；重锤撞击预制桩的过程动量守恒，可得mv0＝(m＋M)v，则v＝eq \f(1,1＋\f(M,m))v0，故重锤质量m越大，预制桩被撞后瞬间的速度越大，B正确；碰撞过程为完全非弹性碰撞，重锤和预制桩的总机械能要减小，系统要产生内能，C错误；整个过程中，重锤和预制桩在以共同速度减速下降的过程中，所受合外力不为零，总动量减小，D错误。
2．(2023·贵州铜仁高三月考)2023年6月20日，中国“天宫”空间站电推进发动机首次实现在轨“换气”，电推进发动机如图所示，其工作原理为先将氙气等惰性气体转化为带电离子，然后把这些离子加速并喷出，以产生推进力，进而完成航天器的姿态控制、轨道修正、轨道维持等任务。已知电推进发动机功率为100 kW，能够产生5.0 N的推力，忽略惰性气体质量减少对航天器的影响，以下说法正确的是( D )
A．电推进发动机工作时系统的机械能是守恒的
B．电推进发动机工作时系统的动量不守恒
C．惰性气体离子被加速后的速度约为20 km/s
D．电推进发动机需要每秒约喷射1.25×10－4 kg惰性气体离子
[解析] 电推进发动机工作时，推进力对系统做正功，系统的机械能增加，但系统所受合外力为0，系统的动量守恒，故A、B错误；设惰性气体离子被加速后的速度为v，t时间内喷射惰性气体离子的质量为m，则有Pt＝eq \f(1,2)mv2，根据动量定理可得Ft＝mv，联立可得Pt＝eq \f(1,2)Ftv，解得v＝eq \f(2P,F)＝eq \f(2×100×103,5) m/s＝40×103 m/s＝40 km/s，电推进发动机需要每秒喷射惰性气体离子的质量为m0＝eq \f(m,t)＝eq \f(2P,v2)＝eq \f(2×100×103,40×1032) kg＝1.25×10－4 kg，故C错误，D正确。故选D。
3.如图所示，在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B，质量分别为m＝0.1 kg和M＝0.3 kg，两球中间夹着一根压缩的轻弹簧，原来处于静止状态。同时放开A、B球和弹簧，已知A球脱离弹簧时的速度为6 m/s，接着A球进入与水平面相切的位于竖直面内的半径为0.5 m的光滑半圆形轨道运动，PQ为半圆形轨道的竖直直径，取g＝10 m/s2。下列说法正确的是( B )
A．弹簧弹开过程，弹力对A的冲量与对B的冲量相同
B．A球脱离弹簧时，B球获得的速度大小为2 m/s
C．A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为2 N·s
D．若半圆轨道半径改为0.9 m，则A球也能到达Q点
[解析] 弹簧弹开过程，弹力对A的冲量与对B的冲量大小相等，方向相反，A错误；弹簧弹开的过程中，两个小球与弹簧组成的系统所受外力的矢量和为零，根据动量守恒定律得mvA＋MvB＝0，解得vB＝－2 m/s，负号表示B球运动方向与A球运动方向相反，B正确；A球从P点运动到Q点过程中，根据动能定理得－2mgR＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,Q)－eq \f(1,2)mveq \\al(2,A)，解得vQ＝4 m/s，此过程中，根据动量定理得合外力的冲量大小为I＝mvQ＋mvA＝1 N·s，C错误；若半圆轨道半径改为0.9 m，假设A球能到达Q点，则A球从P点到Q点过程满足－2mgR′＝eq \f(1,2)mvQ′2－eq \f(1,2)mveq \\al(2,A)，解得vQ′＝0，但A球在Q点的最小速度vm应满足mg＝eq \f(mv\\al(2,m),R′)，解得vm＝3 m/s，由于vQ′