2021高考物理一轮复习专题七碰撞与动量守恒精练含解析

2021高考物理一轮复习专题七碰撞与动量守恒精练含解析

专题七　碰撞与动量守恒 考情探究 课标解读 考情分析 备考指导 考点 内容 动量、动量定理 ‎1.理解冲量和动量。‎ ‎2.通过理论推导和实验,理解动量定理。‎ ‎3.能用动量定理解释生产生活中的有关现象。‎ 在学生初步形成的运动与相互作用观念和能量观念的基础上,引导学生通过研究碰撞现象拓展对物理世界的认识和理解。通过探究碰撞过程中的守恒量,进一步发展学生运动与相互作用的观念和能量观念,使其了解物理规律具有适用范围和条件。通过实验探究和理论推导,让学生经历科学论证过程,理解动量定理的物理实质与牛顿第二定律的一致性。能从理论推导和实验验证的角度,理解动量守恒定律,深化对物体之间相互作用规律的理解。能用动量和机械能的知识分析和解释机械运动现象,解决一维碰撞问题。‎ 动量守恒定律是高考命题的重点和热点,常常与牛顿运动定律、能量守恒定律等知识综合考查。常见的考查形式:‎ ‎(1)动量定理在流体中的应用;‎ ‎(2)满足动量守恒定律条件的分析判断,对单一过程进行简单应用;‎ ‎(3)在碰撞、反冲等问题中,利用动量守恒、动量定理、能量守恒和牛顿运动定律综合考查。‎ 动量守恒定律及其应用 ‎1.理解动量守恒定律,能用其解释生产生活中的有关现象。‎ ‎2.知道动量守恒定律的普适性。‎ ‎3.通过实验,了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。‎ ‎4.定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。‎ 动量和能量的综合 体会用守恒定律分析物理问题的方法,体会自然界的和谐与统一。‎ 真题探秘 - 15 -‎ 基础篇　固本夯基 基础集训 考点一　动量、动量定理 ‎1.(多选)为了进一步探究课本中的迷你小实验,某同学从圆珠笔中取出轻弹簧,将弹簧一端固定在水平桌面上,另一端套上笔帽,用力把笔帽往下压后迅速放开,他观察到笔帽被弹起并离开弹簧向上运动一段距离。不计空气阻力,忽略笔帽与弹簧间的摩擦,在弹簧恢复原长的过程中(　　)‎ A.笔帽一直做加速运动 B.弹簧对笔帽做的功和对桌面做的功相等 C.弹簧对笔帽的冲量大小和对桌面的冲量大小相等 D.弹簧对笔帽的弹力做功的平均功率大于笔帽克服重力做功的平均功率 答案　CD ‎2.将质量为0.5 kg的小球以20 m/s的初速度竖直向上抛出,不计空气阻力,g取10 m/s2,以下判断正确的是(　　)‎ ‎①小球从抛出至最高点受到的冲量大小为10 N·s ‎②小球从抛出至落回出发点动量的增量大小为0‎ ‎③小球从抛出至落回出发点受到的冲量大小为0‎ ‎④小球从抛出至落回出发点受到的冲量大小为20 N·s ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.①② B.②④ C.①④ D.①③‎ 答案　C - 15 -‎ ‎3.蹦床运动有“空中芭蕾”之称,某质量m=50 kg的运动员从距蹦床h1=1.25 m高处自由落下,接着又能弹起h2=1.8 m高,运动员与蹦床接触时间t=0.50 s,在空中保持直立,不计空气阻力,取g=10 m/s2,求:‎ ‎(1)运动员与蹦床接触时间内,所受重力的冲量大小I;‎ ‎(2)运动员与蹦床接触时间内,受到蹦床平均弹力的大小F。‎ 答案　(1)250 N·s　(2)1 600 N 考点二　动量守恒定律及其应用 ‎　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ ‎4.(多选)如图所示,A、B两物体质量之比mA ∶mB=3∶2,原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩的弹簧,地面光滑,当弹簧突然释放后,则(　　)‎ A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B组成的系统的动量守恒 B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B、C组成的系统的动量守恒 C.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B组成的系统的动量守恒 D.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C组成的系统的动量守恒 答案　BCD ‎5.一质量为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.‎(M+m)v‎0‎-mv‎1‎M B.‎‎(M+m)v‎0‎+mv‎1‎M C.Mv‎0‎+mv‎1‎M-m D.‎Mv‎0‎-mv‎1‎M-m 答案　C 考点三　动量和能量的综合 ‎6.(多选)如图所示,在水平光滑地面上有A、B两个木块,A、B之间用一轻弹簧连接。A靠在墙壁上,用力F向左推B使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态。若突然撤去力F,则下列说法中正确的是(　　)‎ A.木块A离开墙壁前,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒 B.木块A离开墙壁前,A、B和弹簧组成的系统动量不守恒,但机械能守恒 C.木块A离开墙壁后,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒 D.木块A离开墙壁后,A、B和弹簧组成的系统动量不守恒,但机械能守恒 答案　BC ‎7.(多选)如图所示,小车的上面固定一个光滑弯曲圆管道,整个小车(含管道)的质量为2m,原来静止在光滑的水平面上。今有一个可以看作质点的小球,质量为m,半径略小于管道半径,以水平速度v从左端滑上小车,小球恰好能到达管道的最高点,然后从管道左端滑离小车。关于这个过程,下列说法正确的是(　　)‎ A.小球滑离小车时,小车回到原来位置 B.小球滑离小车时相对小车的速度大小为v C.车上管道中心线最高点的竖直距离为v‎2‎‎3g - 15 -‎ D.小球从滑进管道到滑到最高点的过程中,小车的动量变化大小是mv‎3‎ 答案　BC ‎8.如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙。重物质量为木板质量的2倍,重物与木板间的动摩擦因数为μ。使木板与重物以共同的速度v0向右运动,某时刻木板与墙发生弹性碰撞,碰撞时间极短。求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间。设木板足够长,重物始终在木板上。重力加速度为g。‎ 答案　‎‎4‎v‎0‎‎3μg 综合篇　知能转换 综合集训 拓展一　动量定理的理解与应用 ‎1.(2018湖北黄冈期末)在2017年6月的全球航天探索大会上,我国公布了“可重复使用运载火箭”的概念方案。方案之一为“伞降方案”:当火箭和有效载荷分离后,火箭变轨进入返回地球大气层的返回轨道,并加速下落至低空轨道,然后采用降落伞减速,接近地面时打开气囊,让火箭安全着陆。对该方案设计的物理过程,下列说法正确的是(　　)‎ A.火箭和有效载荷分离过程中该系统的总机械能守恒 B.从返回轨道下落至低空轨道,火箭的重力加速度增大 C.从返回轨道至低空轨道,火箭处于超重状态 D.打开气囊是为了减小地面对火箭的冲量 答案　B ‎2.一小球从水平地面上方无初速度释放,与地面发生碰撞后反弹至速度为零,假设小球与地面碰撞没有机械能损失,运动时的空气阻力大小不变,下列说法正确的是(　　)‎ A.上升过程中小球动量改变量等于该过程中空气阻力的冲量 B.小球与地面碰撞过程中,地面对小球的冲量为零 C.下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力做的功 D.从释放到反弹至速度为零过程中小球克服空气阻力做的功等于重力做的功 答案　D 拓展二　关于碰撞问题的研究 ‎3.甲、乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动,已知它们的动量分别是p1=5 kg·m/s,p2=7 kg·m/s,甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为10 kg·m/s,则两球质量m1与m2间的关系可能是(　　)‎ ‎　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.m1=m2 B.2m1=m2 C.4m1=m2 D.6m1=m2‎ 答案　C ‎4.[2015课标Ⅰ,35(2),10分]如图,在足够长的光滑水平面上,物体A、B、C位于同一直线上,A位于B、C之间。A的质量为m,B、C的质量都为M,三者均处于静止状态。现使A以某一速度向右运动,求m和M之间应满足什么条件,才能使A只与B、C各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。‎ 答案　(‎5‎-2)M≤m

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