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1、限時規(guī)范特訓(xùn)
(時間:45分鐘 分值:100分)
1.[2020·浙江省嘉興一中高三摸底考試]做平拋運動的物體,在相等的時間內(nèi),物體動量的變化量( )
A.始終相同 B.只有大小相同
C.只有方向相同 D.以上說法均不正確
解析:做平拋運動的物體,只受重力作用,重力是恒力,其在相等時間內(nèi)的沖量始終相等,根據(jù)動量定理,在相等的時間內(nèi),物體動量的變化量始終相同.
答案:A
2.[2020·北京市朝陽區(qū)高三統(tǒng)考]在光滑水平面上,有兩個小球A、B沿同一直線同向運動(B在前),已知碰前兩球的動量分別為pA=12 kg·m/s、pB=13 kg·m/s,碰后它們動量的變化分別為ΔpA、Δ
2、pB.下列數(shù)值可能正確的是( )
A.ΔpA=-3 kg·m/s、ΔpB=3 kg·m/s
B.ΔpA=3 kg·m/s、ΔpB=-3 kg·m/s
C.ΔpA=-24 kg·m/s、ΔpB=24 kg·m/s
D.ΔpA=24 kg·m/s、ΔpB=-24 kg·m/s
解析:對于碰撞問題要遵循三個規(guī)律:動量守恒定律,碰后系統(tǒng)的機械能不增加和碰撞過程要符合實際情況.本題屬于追及碰撞,碰前,后面運動物體的速度一定要大于前面運動物體的速度(否則無法實現(xiàn)碰撞),碰后,前面物體的動量增大,后面物體的動量減小,減小量等于增大量,所以ΔpA<0,ΔpB>0,并且ΔpA=-ΔpB,據(jù)此可排除選
3、項BD;若ΔpA=-24 kg·m/s、ΔpB=24 kg·m/s,碰后兩球的動量分別為pA′=-12 kg·m/s、pB′=37 kg·m/s,根據(jù)關(guān)系式Ek=可知,A球的質(zhì)量和動量大小不變,動能不變,而B球的質(zhì)量不變,但動量增大,所以B球的動能增大,這樣系統(tǒng)的機械能比碰前增大了,選項C可以排除;經(jīng)檢驗,選項A滿足碰撞所遵循的三個原則,本題答案為A.
答案:A
3.[2020·山西大學(xué)附中高三月考]木塊a和b用一根輕彈簧連接起來,放在光滑水平面上,a緊靠在墻壁上,在b上施加向左的水平力使彈簧壓縮,如圖所示,當(dāng)撤去外力后,下列說法中正確的是( )
A.a(chǎn)尚未離開墻壁前,a和b組成
4、的系統(tǒng)動量守恒
B.a(chǎn)尚未離開墻壁前,a和b組成的系統(tǒng)動量不守恒
C.a(chǎn)離開墻壁后,a和b組成的系統(tǒng)動量守恒
D.a(chǎn)離開墻壁后,a和b組成的系統(tǒng)動量不守恒
解析:a尚未離開墻壁前,墻壁對a施加了水平向右的彈力,所以a和b組成的系統(tǒng)動量不守恒,選項A錯誤,B正確;a離開墻壁后,a和b組成的系統(tǒng)在水平方向上不受力,豎直方向上合力為零,所以系統(tǒng)動量守恒, 選項C正確,D錯誤.本題答案為BC.
答案:BC
4.[2020·山西大學(xué)附中高三月考]為了保護航天員的安全,飛船上使用了降落傘、反推火箭、緩沖座椅三大法寶,在距離地面大約1 m時,返回艙的4個反推火箭點火工作,返回艙速度一下子降到了2
5、 m/s以內(nèi),隨后又漸漸降到1 m/s,最終安全著陸.把返回艙從離地1 m開始減速到完全著陸稱為著地過程,則關(guān)于反推火箭的作用,下列說法正確的是( )
A.減小著地過程中返回艙和航天員的動量變化
B.減小著地過程中返回艙和航天員所受的沖量
C.延長著地過程的作用時間
D.減小著地過程返回艙和航天員所受的平均沖力
解析:根據(jù)動量定理得Ft=Δp,其中Δp著地過程中的動量改變量,這個量保持不變,反推火箭的作用是通過延長著地過程的時間t,從而減小著地過程返回艙和航天員所受的平均沖力F,本題答案為CD.
答案:CD
5.如圖所示,PQS是固定于豎直平面內(nèi)的光滑的圓周軌道,圓心O在S的正
6、上方.在O和P兩點各有一質(zhì)量為m的小物體a和b,從同一時刻開始,a自由下落,b沿圓弧下滑.以下說法正確的是( )
A.a(chǎn)比b先到達S,它們在S點的動量不相等
B.a(chǎn)與b同時到達S,它們在S點的動量不相等
C.a(chǎn)比b先到達S,它們在S點的動量相等
D.b比a先到達S,它們在S點的動量相等
解析:a、b兩物體到達S點速度方向不同,故它們的動量不相等.a(chǎn)物體做自由落體運動,運動時間為t1,b物體沿圓弧軌道下滑的過程中,其豎直方向分運動的加速度在任何高度都小于重力加速度.又a、b兩物體豎直方向位移相等,所以b物體下滑到S的時間t2>t1.故A正確,B、C、D錯誤.
答案:A
6.放在光
7、滑水平面上的A、B兩小車中間夾了一壓縮輕質(zhì)彈簧,用兩手分別控制小車處于靜止?fàn)顟B(tài),下面說法中正確的是( )
A.兩手同時放開,兩車的總動量為0
B.先放開右手,后放開左手,兩車的總動量向右
C.先放開左手,后放開右手,兩車的總動量向右
D.兩手同時放開,兩車的總動量守恒,兩手放開有先后,兩車的總動量不守恒
解析:據(jù)動量守恒條件,兩手同時放開,則兩車所受外力之和為0,符合動量守恒條件;若先放開右手,后放開左手,則小車受到左手向右的沖量作用,從而使兩車的總動量向右;反之,則向左.
答案:ABD
7.如圖所示,物體A靜止在光滑的水平面上,A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧,與A質(zhì)量相等的物體B以速
8、度v向A運動并與彈簧發(fā)生碰撞,A、B始終沿同一直線運動,則A、B組成的系統(tǒng)動能損失最大的時刻是( )
A.A開始運動時
B.A的速度等于v時
C.B的速度等于零時
D.A和B的速度相等時
解析:當(dāng)B觸及彈簧后減速,而物體A加速,當(dāng)vA=vB時,A、B間距最小,彈簧壓縮量最大,彈性勢能最大,由能量守恒知系統(tǒng)損失動能最多,故只有D對.
答案:D
8.[2020·浙江省嘉興一中高三摸底考試]甲、乙兩球質(zhì)量分別為1 kg、3 kg,甲球與原來靜止的乙球在光滑水平面上發(fā)生正碰,圖甲表示甲球碰撞前后的位移-時間圖線,圖乙表示乙球碰撞前后的位移-時間圖線,不計碰撞時間,則下列說法正確的是(
9、 )
A.甲、乙兩球在t=2 s時發(fā)生碰撞
B.碰撞前后甲球動量改變了2 kg·m/s
C.碰撞后甲球的速度反向了
D.碰撞前后系統(tǒng)動量守恒
解析:取甲球初速度方向為正方向,根據(jù)圖甲,2 s前,甲球做勻速直線運動,速度為v1=8 m/2 s=4 m/s,2 s后,甲球反向做勻速直線運動,速度為v′1=-8 m/4 s=-2 m/s;根據(jù)圖乙,2 s前,乙球靜止,2 s后,乙球做勻速直線運動,速度為v2=4 m/2 s=2 m/s,可見,甲、乙兩球在t=2 s時發(fā)生碰撞,碰撞后甲球的速度反向了,碰撞前后甲球動量改變了Δp=m1v′1-m1v1=-6 kg·m/s,選項AC正確,B錯
10、誤;碰前,系統(tǒng)動量為m1v1=1 kg×4 m/s=4 kg·m/s,碰后系統(tǒng)動量為m2v2+m1v′1=3 kg×2 m/s+1 kg×(-2 m/s)=4 kg·m/s,所以選項D正確.本題答案為ACD.
答案:ACD
9.如圖在光滑水平面上疊放AB兩物體,其間有摩擦,mA=2 kg,mB=1 kg,速度的大小均為v0=10 m/s,設(shè)A板足夠長,當(dāng)觀察到B做加速運動時,A的可能速度為( )
A.2 m/s B.3 m/s
C.4 m/s D.5 m/s
解析:因摩擦力作用,A、B先必做減速運動,因初動量總和為(2×10-1×10) kg·m/s=10 kg·m/s
11、,故必是B先減速為零,后反向加速,最后與A一起向右運動.整個過程中,A一直減速.當(dāng)B速度為零時,A速度為v1,由動量守恒定律:v1= m/s,AB最終速度為v2= m/s= m/s.可見,B做加速運動時,A的速度范圍是5 m/s>vA>3.3 m/s.C正確.
答案:C
10. 質(zhì)量為M的木板靜止在光滑水平面上.一個質(zhì)量為m的小滑塊以初速度V0從木板的左端向右滑上木板.滑塊和木板的水平速度隨時間變化的圖象如圖所示.某同學(xué)根據(jù)圖象作出如下一些判斷( )
A.滑塊與木板間始終存在相對運動
B.滑塊始終未離開木板
C.滑塊的質(zhì)量大于木板的質(zhì)量
D.在t1時刻滑塊從木板上滑出
解析:從
12、圖中可以看出,滑塊與木板始終沒有達到共同速度,所以滑塊與木板間始終存在相對運動;又因木板的加速度較大,所以滑塊的質(zhì)量大于木板的質(zhì)量;因在t1時刻以后,滑塊和木板都做勻速運動,所以在t1時刻滑塊從木板上滑出.即選項ACD正確.
答案:ACD
11.如下圖所示,光滑水平軌道上有三個木塊A、B、C,質(zhì)量分別為mA=mC=2m,mB=m,A、B用細(xì)繩連接,中間有一壓縮的彈簧(彈簧與滑塊不拴接).開始時A、B以共同速度v0運動,C靜止.某時刻細(xì)繩突然斷開,A、B被彈開,然后B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起,最終三滑塊速度恰好相同.求B與C碰撞前B的速度.
解析:設(shè)共同速度為v,球A和B分開后,B的速
13、度為vB
由動量守恒定律有(mA+mB)v0=mAv+mBvB
mBvB=(mB+mC)v
聯(lián)立這兩式得B和C碰撞前B的速度為vB=v0.
12. [2020·新課標(biāo)卷]如圖所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一豎直的墻.重物質(zhì)量為木板質(zhì)量的2倍,重物與木板間的動摩擦因數(shù)為μ.使木板與重物以共同的速度v0向右運動,某時刻木板與墻發(fā)生彈性碰撞,碰撞時間極短.求木板從第一次與墻碰撞到再次碰撞所經(jīng)歷的時間.設(shè)木板足夠長,重物始終在木板上.重力加速度為g.
解析:木板第一次與墻碰撞后,向左勻減速直線運動,直到速度為零,再反向向右勻加速直線運動直到與重物有共同速度,再往
14、后是勻速直線運動,直到第二次撞墻.
木板第一次與墻碰撞后,重物與木板相互作用直到有共同速度,動量守恒,有:
2mv0-mv0=(2m+m)v,解得:v=
木板在第一個過程中,用動量定理,有: mv-m(-v0)=μ2mgt1
用動能定理,有: mv2-mv=-μ2mgs
木板在第二個過程中,勻速直線運動,有:s=vt2
木板從第一次與墻碰撞到再次碰撞所經(jīng)歷的時間t=t1+t2=+=.
13.[2020·湖北省武漢市部分學(xué)校高三聯(lián)考]如圖所示,光滑水平面上A、B兩小球沿同一方向運動,A球的動量pA=4 kg·m/s,B球的質(zhì)量mB=1 kg,速度vB=6 m/s,已知兩球相碰后,A球的動量減為原來的一半,方向與原方向一致.求
(1)碰撞后B球的速度大?。?
(2)A球的質(zhì)量范圍.
解析:(1)由題意,p′A=2 kg·m/s,根據(jù)動量守恒定律有:pA+mBvB=p′A+mBv′B,解得v′B=8.0 m/s.
(2)設(shè)A球質(zhì)量為mA,A球能追上B球并與之碰撞,應(yīng)滿足vA=pA/mA>vB;碰撞后A球不可能運動到B球前方,故v′A=≤v′B;碰撞過程系統(tǒng)能量不可能增加,故
+mBv′≤+mBv
解得: kg≤mA≤ kg(或0.25 kg≤mA≤0.43 kg)