2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)單元檢測(cè)卷六動(dòng)量守恒定律【含答案】

單元檢測(cè)卷(六)動(dòng)量守恒定律時(shí)間：60分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分.1～5題為單選題，6～8題為多選題)1．如圖所示小船靜止于水面上，站在船尾上的漁夫不斷將魚拋向船頭的船艙內(nèi)，將一定質(zhì)量的魚拋完后，關(guān)于小船的速度和位移，下列說法正確的是()A．小船向左運(yùn)動(dòng)，船向左移一些B．小船靜止，船向左移一些C．小船靜止，船向右移一些D．小船靜止，船不移動(dòng)2．[2021·河北邯鄲一中月考]在沈海高速公路上發(fā)生一起交通事故，一輛質(zhì)量為1.5×104kg向南行駛的長(zhǎng)途客車迎面撞上了一質(zhì)量為2.0×104kg向北行駛的貨車，碰后兩輛車連在一起，并向北滑行了一小段距離后停止．根據(jù)測(cè)速儀的測(cè)定，兩車碰撞前長(zhǎng)途客車以108km/h的速度行駛，由此可判斷貨車碰撞前的行駛速度大小為()A．大于10m/sB．小于22.5m/sC．一定大于22.5m/sD．一定大于30m/s3.[2021·湖北武漢調(diào)研]某運(yùn)動(dòng)員在水上做飛行運(yùn)動(dòng)表演，他操控的噴射式懸浮飛行器將水帶豎直送上來的水向下噴出，可以使運(yùn)動(dòng)員懸停在空中，如圖所示．已知運(yùn)動(dòng)員與裝備的總質(zhì)量為90kg，兩個(gè)噴嘴的直徑均為10cm，已知重力加速度g＝10m/s2，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，則噴嘴處噴水的速度大約為()A．2.7m/sB．5.4m/sC．7.6m/sD．10.8m/s4．冰壺運(yùn)動(dòng)深受觀眾喜愛，圖1為運(yùn)動(dòng)員投擲冰壺的鏡頭．在某次投擲中，冰壺甲運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后與對(duì)方靜止的冰壺乙發(fā)生正碰，如圖2.若兩冰壺質(zhì)量相等，則碰后兩冰壺最終停止的位置，可能是圖3中的哪幅圖()5．冰面上做游戲是一項(xiàng)技巧性很強(qiáng)的活動(dòng)．如圖所示，質(zhì)量為m的小孩與質(zhì)量為eq\f(m,5)的木箱以相同的速度v0沖向靜止的大人，木箱撞擊大人前，小孩推出木箱后小孩速度大小變?yōu)閑q\f(v0,2)，已知大人的質(zhì)量是小孩的2倍，大人接到木箱后與木箱一起運(yùn)動(dòng)，此后小孩與大人之間的距離越來越遠(yuǎn)，且不計(jì)冰面的摩擦．則()A．小孩動(dòng)量變化量的大小為eq\f(mv0,2)B．小孩動(dòng)量變化量的大小為eq\f(3mv0,2)C．大人接到木箱后一起運(yùn)動(dòng)的速度為eq\f(7,22)v0D．大人接到木箱后一起運(yùn)動(dòng)的速度為eq\f(7,22)v0或eq\f(17,22)v06．[2021·安徽合肥一六八中學(xué)模擬]某研究小組通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩滑塊碰撞前后運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到如圖所示的位移—時(shí)間圖象．圖中的線段a、b、c分別表示沿光滑水平面上同一條直線運(yùn)動(dòng)的滑塊Ⅰ、Ⅱ和它們發(fā)生正碰后結(jié)合體的位移隨時(shí)間的變化關(guān)系．已知相互作用時(shí)間極短，由圖象給出的信息可知()A．碰前滑塊Ⅰ與滑塊Ⅱ的速度大小之比為5:2B．碰前滑塊Ⅰ的動(dòng)量大小比滑塊Ⅱ的動(dòng)量大小大C．碰前滑塊Ⅰ的動(dòng)能比滑塊Ⅱ的動(dòng)能小D．滑塊Ⅰ的質(zhì)量是滑塊Ⅱ質(zhì)量的eq\f(1,6)7.[2021·河北百校聯(lián)盟二聯(lián)]如圖所示，質(zhì)量為2kg的小車以2.5m/s的速度沿光滑的水平面向右運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在小車上表面上方1.25m高度處將一質(zhì)量為0.5kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊由靜止釋放，經(jīng)過一段時(shí)間物塊落在小車上，最終兩者一起水平向右勻速運(yùn)動(dòng)．重力加速度為g＝10m/s2，忽略空氣阻力，下列說法正確的是()A．物塊釋放0.5s后落到小車上B．若只增大物塊的釋放高度，物塊與小車的共同速度變小C．物塊與小車相互作用的過程中，物塊和小車的動(dòng)量守恒D．物塊與小車相互作用的過程中，系統(tǒng)損失的能量為7.5J8.[2021·云南師大附中月考]如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上，小車AB段是半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道，BC段是長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B點(diǎn)，一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點(diǎn)由靜止開始沿軌道滑下，然后滑入BC軌道，最后恰好停在C點(diǎn)，已知M＝2m，滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g.則滑塊從A運(yùn)動(dòng)到C的過程中()A．滑塊水平方向相對(duì)地面的位移大小為eq\f(2,3)(R＋L)B．小車相對(duì)地面的位移大小為eq\f(1,4)(R＋L)C．小車的最大速度v＝eq\f(1,3)eq\r(3gR)D．滑塊克服摩擦力做的功在數(shù)值上等于滑塊減少的機(jī)械能二、非選擇題(本題共4個(gè)小題，52分)9．(8分)某同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．先將入射小球a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的被碰小球b球放在斜槽軌道末端的小立柱上，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置使兩小球碰撞時(shí)球心處于同一水平高度，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次．(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是________．(填序號(hào)字母)A．斜槽軌道必須是光滑的B．必須測(cè)量小球a、b的直徑DC．必須測(cè)量斜槽軌道末端到水平地面的高度HD．必須測(cè)量小球a、b的質(zhì)量，且二者的關(guān)系為ma＞mb(2)為測(cè)定未放小球b時(shí)，小球a落點(diǎn)的平均位置，把刻度尺的零刻線跟記錄紙上的O點(diǎn)對(duì)齊，如圖給出了小球a落點(diǎn)附近的情況，由圖可得a球落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離應(yīng)為________cm.(3)按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是________．10．(10分)某同學(xué)現(xiàn)用如圖1所示的氣墊導(dǎo)軌和光電門裝置來“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”，在氣墊導(dǎo)軌右端固定一彈簧，滑塊b的右端有強(qiáng)粘性的膠水．圖中滑塊a和擋光片的總質(zhì)量為m1＝0.620kg，滑塊b的質(zhì)量為m2＝0.410kg.實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按圖安裝好實(shí)驗(yàn)器材后，接通氣源，先將滑塊a置于氣墊導(dǎo)軌上，然后調(diào)節(jié)底腳螺絲，直到輕推滑塊后，滑塊上的擋光片通過兩個(gè)光電門的時(shí)間________；②將滑塊b置于兩光電門之間，將滑塊a置于光電門1的右端，然后將滑塊a水平壓縮彈簧，滑塊a在彈簧的作用下向左彈射出去，通過光電門1后繼續(xù)向左滑動(dòng)并與滑塊b發(fā)生碰撞；③兩滑塊碰撞后粘合在一起向左運(yùn)動(dòng)，并通過光電門2；④實(shí)驗(yàn)后，分別記錄下滑塊a擋光片通過光電門1的時(shí)間t1，兩滑塊一起運(yùn)動(dòng)擋光片通過光電門2的時(shí)間t2.圖1圖2(1)完成實(shí)驗(yàn)步驟①中所缺少的內(nèi)容．(2)實(shí)驗(yàn)前用一游標(biāo)卡尺測(cè)得擋光片的寬度d如圖2所示，則d＝________cm.(3)設(shè)擋光片通過光電門的時(shí)間為Δt，則滑塊通過光電門的速度可表示為v＝________(用d、Δt表示)．(4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得滑塊a經(jīng)過光電門1的速度為v1＝2.00m/s，兩滑塊經(jīng)過光電門2的速度為v2＝1.20m/s，將兩滑塊和擋光片看成一個(gè)系統(tǒng)，則系統(tǒng)在兩滑塊相互作用前、后的總動(dòng)量分別為p1＝________kg·m/s，p2＝________kg·m/s(結(jié)果均保留3位小數(shù))．11．[2021·湖北十堰1月調(diào)考](14分)如圖所示，水平地面上有兩個(gè)靜止的物塊A和B，A、B的質(zhì)量分別為m1＝2kg，m2＝1kg，它們與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.5.現(xiàn)對(duì)物塊A施加一大小為40N·s、水平向右的瞬時(shí)沖量I，使物塊A獲得一個(gè)初速度，t＝1s后與物塊B發(fā)生彈性碰撞，且碰撞時(shí)間很短，A、B兩物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g＝10m/s2.(1)求A與B碰撞前瞬間，A的速度大小；(2)若物塊B的正前方20m處有一危險(xiǎn)區(qū)域，請(qǐng)通過計(jì)算判斷碰撞后A、B是否會(huì)到達(dá)危險(xiǎn)區(qū)域．12．[2021·湖南一模](20分)如圖所示，兩相同小木塊M、N(均視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量均為m＝1kg，放在水平桌面上，木塊M、N間夾有一壓縮的輕質(zhì)彈簧P，彈簧兩端與小木塊M、N不拴接，但兩木塊通過長(zhǎng)L＝0.1m的細(xì)線相連接．桌子中央O點(diǎn)左側(cè)粗糙，中央O點(diǎn)右側(cè)光滑，小木塊M、N與桌子左側(cè)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，且開始時(shí)木塊N離桌子中央O的距離s＝1.15m．現(xiàn)讓小木塊M、N一起以v0＝4m/s的初速度向桌子右側(cè)運(yùn)動(dòng)，木塊M、N越過桌子中央O點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)光滑區(qū)后，剪斷M、N間的細(xì)線，發(fā)現(xiàn)小木塊M最終停在桌面光滑區(qū)，而小木塊N水平拋出離開桌面，木塊N運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度方向恰好沿AB方向，小木塊N沿斜面AB滑下．已知斜面AB與水平方向間的夾角為37°，斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)AB＝2.0m，木塊N與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)也是μ＝0.5.木塊N到達(dá)B點(diǎn)后通過光滑水平軌道BC到達(dá)光滑豎直圓軌道，圓軌道底端(稍稍錯(cuò)開)分別與兩側(cè)的直軌道相切，其中AB與BC軌道以微小圓弧相接．重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)求壓縮彈簧的彈性勢(shì)能Ep；(2)求水平桌面與A點(diǎn)的高度差；(3)若木塊N恰好不離開軌道，并能從光滑水平軌道DE滑出，求豎直圓軌道的半徑R.單元檢測(cè)卷(六)1．解析：人、船、魚構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，據(jù)“人船模型”，魚動(dòng)船動(dòng)，魚停船靜止，魚對(duì)地發(fā)生向左的位移，則人船的位移向右．故選項(xiàng)C正確．答案：C2．解析：碰撞前長(zhǎng)途客車的速度v1＝108km/h＝30m/s.根據(jù)碰后兩輛車連在一起且向北滑行的情況，可知由兩車組成的系統(tǒng)的總動(dòng)量方向向北，所以碰前客車的動(dòng)量p1＝m1v1(向南)應(yīng)該小于貨車的動(dòng)量p2＝m2v2(向北)，即m1v1<m2v2，代入數(shù)據(jù)有1.5×104×30(kg·m/s)<2.0×104×v2(kg·m/s)，解得v2>22.5m/s.答案：C3．解析：設(shè)Δt時(shí)間內(nèi)每個(gè)噴嘴有質(zhì)量為m的水射出，對(duì)這部分水由動(dòng)量定理得FΔt＝2mv，m＝ρvΔt·πeq\f(d2,4)，運(yùn)動(dòng)員懸停在空中，所以有F＝Mg，聯(lián)立解得v＝7.6m/s，故C正確．答案：C4．解析：冰壺甲、乙碰撞過程動(dòng)量守恒，碰撞前系統(tǒng)動(dòng)量水平向右，碰撞后合動(dòng)量也必然水平向右，碰撞后冰壺在摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．所以碰撞點(diǎn)到最后停靠點(diǎn)的連線代表碰撞后的速度方向，連線的長(zhǎng)短反映碰撞后的速度大小．A選項(xiàng)所示的圖中，甲、乙碰后的動(dòng)量都斜向右上方，不符合動(dòng)量守恒定律，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．B選項(xiàng)所示的圖中，碰撞后甲靜止，乙水平向右運(yùn)動(dòng)，符合質(zhì)量相等的物體發(fā)生彈性碰撞的過程，選項(xiàng)B是可能的．C選項(xiàng)所示的圖中，甲在前，乙在后，碰后甲的速度不可能大于乙，即甲不可能在乙前面，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．D選項(xiàng)所示的圖中，碰后甲的速度大于乙的速度，合動(dòng)量水平向左，不符合動(dòng)量守恒定律，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B5．解析：設(shè)大人和木箱一起運(yùn)動(dòng)的速度為v0，以大人、小孩和木箱為研究系統(tǒng)，水平方向動(dòng)量守恒，若小孩推開木箱后與木箱同向運(yùn)動(dòng)，有(m＋eq\f(m,5))v0＝m·eq\f(v0,2)＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2m＋\f(m,5）)v0，解得v＝eq\f(7,22)v0＜eq\f(v0,2)，小孩會(huì)追上大人，違背題意，故這種情況不可能發(fā)生，只有一種情況就是兩者速度相反，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m＋\f(m,5）)v0＝－m·eq\f(v0,2)＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2m＋\f(m,5）)v，即小孩的速度為－eq\f(v0,2)，解得v＝eq\f(17,22)v0，小孩動(dòng)量的變化量Δp＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(v0,2)－v0）＝－eq\f(3,2)mv0，ACD錯(cuò)誤，B正確．答案：B6．解析：本題通過圖象考查動(dòng)量和能量的綜合問題．根據(jù)x－t圖象的斜率表示速度可知，碰前滑塊Ⅰ的速度v1＝－2m/s，滑塊Ⅱ的速度v2＝0.8m/s，則碰前滑塊Ⅰ與滑塊Ⅱ的速度大小之比為52，A正確；碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，碰撞前，滑塊Ⅰ的動(dòng)量為負(fù)，滑塊Ⅱ的動(dòng)量為正，由于碰撞后系統(tǒng)的總動(dòng)量為正，故碰撞前總動(dòng)量也為正，碰撞前滑塊Ⅰ的動(dòng)量大小比滑塊Ⅱ的動(dòng)量大小小，B錯(cuò)誤；碰撞后結(jié)合體的共同速度v＝0.4m/s，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v，解得m1＝eq\f(1,6)m2，由動(dòng)能的表達(dá)式可知，eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)>eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)，C錯(cuò)誤，D正確．答案：AD7．解析：物塊下落的時(shí)間為t＝eq\r(\f(2h,g）＝eq\r(\f(2×1.25,10）s＝0.5s，選項(xiàng)A正確；物塊與小車相互作用的過程中，物塊與小車組成的系統(tǒng)在水平方向的動(dòng)量守恒，在豎直方向的動(dòng)量不守恒，由水平方向動(dòng)量守恒Mv0＝(M＋m)v知，釋放高度變大，水平方向的共同速度不變，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；在整個(gè)過程中，由能量守恒定律得系統(tǒng)損失的機(jī)械能ΔE＝mgh＋eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2)Mv\o\al(2,0)－\f(1,2)M＋mv2），代入數(shù)據(jù)可得ΔE＝7.5J，選項(xiàng)D正確．答案：AD8．解析：本題考查動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律．設(shè)全程小車相對(duì)地面的位移大小為s，滑塊水平方向相對(duì)地面的位移為x，滑塊與小車組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，則有x＋s＝R＋L，meq\f(x,t)－Meq\f(s,t)＝0，已知M＝2m，解得x＝eq\f(2,3)(R＋L)，s＝eq\f(1,3)(R＋L)，A正確，B錯(cuò)誤；滑塊從A滑到B點(diǎn)的過程中小車受到滑塊的壓力一直做正功，則滑塊滑到B點(diǎn)時(shí)小車的速度達(dá)到最大，取水平向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律得0＝mvA－Mv，mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)Mv2，解得v＝eq\f(1,3)eq\r(3gR)，C正確；滑塊從B點(diǎn)開始在滑動(dòng)摩擦力作用下和小車相對(duì)滑動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力對(duì)滑塊做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理知，滑塊克服摩擦力做的功等于滑塊減少的動(dòng)能，全過程滑塊減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量，D錯(cuò)誤．答案：AC9．解析：(1)由動(dòng)量守恒原理ma·Oeq\x\to(P)＝ma·Oeq\x\to(M)＋mb·eq\x\to(O′N)可知必須測(cè)量小球a、b的直徑D，必須測(cè)量小球a、b的質(zhì)量，且二者的關(guān)系為ma＞mb，即B、D正確．(2)用盡可能小的圓把所有點(diǎn)圈在里面的圓心為平均落點(diǎn)，由刻度尺讀數(shù)規(guī)則可知讀數(shù)為45.95cm.(3)按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是ma·eq\x\to(OP)＝ma·eq\x\to(OM)＋mb·eq\x\to(O′N).答案：(1)BD(2分)(2)45.95(45.93～45.98之間均正確)(2分)(3)ma·Oeq\x\to(P)＝ma·Oeq\x\to(M)＋mb·eq\x\to(O′N)(4分)10．解析：(1)在步驟①中氣墊導(dǎo)軌安裝時(shí)應(yīng)保持水平狀態(tài)，滑塊在軌道上應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故滑塊上的擋光片通過兩光電門的時(shí)間相等．(2)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為15mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×10mm＝0.50mm，所以擋光片的寬度為d＝15mm＋0.50mm＝15.50mm＝1.550cm.(3)由于擋光片的寬度比較小，故擋光片通過光電門的時(shí)間比較短，因此可將擋光片通過光電門的平均速度看成滑塊通過光電門的瞬時(shí)速度，故滑塊通過光電門的速度可表示為v＝eq\f(d,Δt).(4)兩滑塊相互作用前系統(tǒng)的總動(dòng)量為p1＝m1v1＝0.620×2.00kg·m/s＝1.240kg·m/s.兩滑塊相互作用后系統(tǒng)的總動(dòng)量為p2＝(m1＋m2)v2＝(0.620＋0.410)×1.20kg·m/s＝1.236kg·m/s.答案：(1)相等(2分)(2)1.550(2分)(3)eq\f(d,Δt)(2分)(4)1.240(2分)1.236(2分)11．解析：(1)根據(jù)題意有I＝m1v0，其中v0為物塊A所獲初速度對(duì)A受力分析可知，A與B碰撞前A做勻減速運(yùn)動(dòng)有v1＝v0－at，其中a＝μg聯(lián)立解得A與B碰撞前瞬間，A的速度大小v1＝15m/s.(4分)(2)分析知A與B碰撞過程機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒、則有m1v1＝m1v′1＋m2v2(2分)eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)m1v′eq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)(2分)解得碰后A的速度v′1＝5m/s，B的速度v2＝20m/s(2分)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知xA＝eq\f(v′\o\al(2,1),2a)＝2.5m＜20m(2分)xB＝eq\f(v\o\al(2,2),2a)＝40m＞20m(2分)即物塊A不會(huì)到達(dá)危險(xiǎn)區(qū)域，物塊B會(huì)到達(dá)危險(xiǎn)區(qū)域．答案：(1)15m/s(2)見解析12．解析：(1)設(shè)M運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的速度大小為v′，在M運(yùn)動(dòng)到桌子中央O點(diǎn)的過程中，由動(dòng)