2022版高考物理一轮复习第六章动量和动量守恒定律第2讲动量守恒定律及其应用练习含解析新人教版

第2讲 动量守恒定律及其应用 一、选择题本题共8小题，1～5题为单选，6～8题为多选 1．我国的“长征”系列运载火箭已经成功发射了数百颗不同用途的卫星。火箭升空过程中向后喷出高速气体，从而获得较大的向前速度。火箭飞行所能达到的最大速度是燃料燃尽时火箭获得的最终速度。影响火箭最大速度的因素是 D A．火箭向后喷出的气体速度 B．火箭开始飞行时的质量 C．火箭喷出的气体总质量 D．火箭喷出的气体速度和火箭始、末质量比 [解析] 本题考查火箭反冲模型。分别用M、m表示火箭初始质量和燃料燃尽时的质量，v0表示喷气速度大小，由火箭喷气过程动量守恒，有mv0－M－mv＝0，即火箭最大速度v＝v0，影响火箭最大速度的因素是火箭喷出的气体速度和火箭始、末质量比，D正确。 2．2020宁夏银川二中月考如图所示，A、B两物块质量之比为2︰1，用水平细线相连静止在水平地面上，现用水平恒力F作用在物块B上，使A、B一起向右以速度v做匀速运动。某时刻A、B间的细线突然断开，当物块B的速度为2v时，物块A仍在运动，则此时物块A的速度大小为 C A． B． C． D．v [解析] 本题考查系统动量守恒问题。A、B连在一起时做匀速运动，可知F＝f总，由于B的速度为2v时，A未停止运动，因此两物块组成的系统合外力为零，系统动量守恒。当B的速度为2v时，设A的速度为v1，根据动量守恒定律有3mv＝m2v＋2mv1，解得v1＝，故C正确，A、B、D错误。 3．2020河北石家庄二中月考如图所示，一个质量为m1＝50 kg的人在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为m2＝20 kg，长绳的下端刚好和水平面接触。当静止时人离地面的高度为h＝5 m。如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地面的高度是可以把人看作质点 B A．5 m B．3.6 m C．2.6 m D．8 m [解析] 本题考查动量守恒定律的应用。竖直方向上人和气球组成的系统所受合外力为零。根据人和气球动量守恒得m1v1＝m2v2，所以v1＝v2，则人和气球运动的路程s1＝s2，气球和人运动的路程之和为h＝5 m，则s1＝m，s2＝m，即人下滑m，气球上升m，所以人离地的高度为m，约等于3.6 m。故选B。 4．2020山东师大附中五模如图所示，物体A、B的质量分别为m、2m，物体B置于水平面上，B物体上部半圆形槽的半径为R，将物体A从B槽的右侧最顶端由静止释放，一切摩擦均不计。则下列选项正确的是 D A．A不能到达B圆槽的左侧最高点 B．A运动到圆槽最低点时的速度为 C．B向右匀速运动 D．B向右运动的最大位移大小为R [解析] 本题考查了人船模型、动量守恒定律、能量守恒定律。设A到达左侧位置最高点时的速度为v，此时A、B速度相同，A、B组成的系统在水平方向上动量守恒，根据动量守恒定律知，系统初动量为零，则系统末动量为零，即v＝0，根据能量守恒定律知，A能到达B圆槽左侧的最高点，故A、C错误；设A到达最低点时的速度为v，根据动量守恒定律得0＝mv－2mv′，解得v′＝，根据能量守恒定律得mgR＝mv2＋2m2，解得v＝，故B错误；当A运动到左侧最高点时，B向右运动的位移最大，设B向右运动的最大位移为x，根据动量守恒定律可知A、B的水平速度始终满足mvAx－2mvBx＝0，则有mAxt－2mBxt＝0，则有m2R－x＝2mx，解得x＝R，故D正确。 5．2021宁夏石嘴山三中月考两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量为4 kg的物块C静止在前方，如图所示，B与C碰撞后二者会粘连在一起运动。则下列说法正确的是 B A．B、C碰撞刚结束时的共同速度为3 m/s B．弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为3 m/s C．弹簧的弹性势能最大值为36 J D．弹簧再次恢复原长时A、B、C三物块速度相同 [解析] 本题考查碰撞过程中的动量守恒定律、能量守恒定律。B与C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者共同速度为vBC，规定向右为正方向，则有mBv＝mB＋mCvBC，解得vBC＝2 m/s，故A错误；当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大，A、B、C三者组成的系统动量守恒，规定向右为正方向，则有mA＋mBv＝mA＋mB＋mCvABC，解得vABC＝3 m/s，根据能量守恒定律得弹簧的弹性势能最大值为EP＝mB＋mCv＋mAv2－mA＋mB＋mCv＝12 J，故B正确，C错误；三者共速时弹簧压缩量最大，恢复原长过程中，弹力对A做负功，A的速度减小，对B、C做正功，B、C的速度增加，则恢复原长时三物块速度不同，故D错误。 6．2020安徽砀山二中月考质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7 kgm/s，B球的动量是5 kgm/s，当A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是 CD A．－2 kgm/s,14 kgm/sB．－4 kgm/s,16 kgm/s C．6 kgm/s,6 kgm/s D．5 kgm/s,7 kgm/s [解析] 本题考查碰撞过程中的动量守恒、能量守恒。碰撞前系统总动量p＝pA＋pB＝12 kgm/s，由题意，设mA＝mB＝m，碰前总动能为Ek＝＋＝J＋J＝J；若p′A＝－2 kgm/s，p′B＝14 kgm/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能为J＋J＝JEk，不可能，A错误；若p′A＝－4 kgm/s，p′B＝16 kgm/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能为J＋J＝JEk，不可能，B错误；若p′A＝6 kgm/s，p′B＝6 kgm/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能2J＝JEk，是可能的，C正确；若p′A＝5 kgm/s，p′B＝7 kgm/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能J＋J＝J＝Ek，是可能的，D正确。 7．2020四川乐山诊断一子弹以初速度v0击中静止在光滑水平面上的木块，最终子弹未能射穿木块，射入的深度为d，木块运动的位移为s。则以下说法正确的是 BD A．子弹动能的亏损等于系统动能的亏损 B．子弹动量变化量的大小等于木块动量变化量的大小 C．摩擦力对木块做的功等于摩擦力对子弹做的功 D．子弹对木块做的功等于木块动能的增量 [解析] 本题考查子弹打木块模型。子弹射入木块的过程，要产生内能，由能量守恒定律知子弹动能的亏损大于系统动能的亏损，故A错误；子弹和木块组成的系统动量守恒，系统动量的变化量为零，则子弹与木块动量变化量大小相等，方向相反，故B正确；摩擦力对木块做的功为fs，摩擦力对子弹做的功为－fs＋d，可知二者不等，故C错误；由动能定理得子弹通过摩擦力对木块做的功为fs＝ΔEk，故D正确。 8．2021山东临