（浙江專用）2019版高考物理大二輪復(fù)習(xí)優(yōu)選習(xí)題 專題二 能量與動(dòng)量 提升訓(xùn)練9 動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒及其應(yīng)用.doc

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提升訓(xùn)練9動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒及其應(yīng)用1.如圖所示,兩輛質(zhì)量相同的小車置于光滑的水平面上,有一個(gè)人靜止站在A車上,兩車靜止,若這個(gè)人自A車跳到B車上,接著又跳回A車,靜止于A車上,則A車的速率()A.等于零B.小于B車的速率C.大于B車的速率D.等于B車的速率2.有甲、乙兩碰碰車沿同一直線相向而行,在碰前雙方都關(guān)閉了動(dòng)力,且兩車動(dòng)量關(guān)系為p甲p乙。假設(shè)規(guī)定p甲方向?yàn)檎?不計(jì)一切阻力,則()A.碰后兩車可能以相同的速度沿負(fù)方向前進(jìn),且動(dòng)能損失最大B.碰撞過(guò)程甲車總是對(duì)乙車做正功,碰撞后乙車一定沿正方向前進(jìn)C.碰撞過(guò)程甲車可能反彈,且系統(tǒng)總動(dòng)能減小,碰后乙車一定沿正方向前進(jìn)D.兩車動(dòng)量變化量大小相等,方向一定是p甲沿正方向,p乙沿負(fù)方向3.(2017新課標(biāo)卷)將質(zhì)量為1.00 kg的模型火箭點(diǎn)火升空,50 g燃燒的燃?xì)庖源笮?00 m/s的速度從火箭噴口在很短時(shí)間內(nèi)噴出。在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g,火箭的動(dòng)量大小為(噴出過(guò)程中重力和空氣阻力可忽略)()A.30 kgm/sB.5.7102 kgm/sC.6.0102 kgm/sD.6.3102 kgm/s4.質(zhì)量為m的物體,以v0的初速度沿斜面上滑,到達(dá)最高點(diǎn)處返回原處的速度為vt,且vt=0.5v0,則()A.上滑過(guò)程中重力的沖量比下滑時(shí)大B.上滑時(shí)和下滑時(shí)支持力的沖量都等于零C.合力的沖量在整個(gè)過(guò)程中大小為32mv0D.整個(gè)過(guò)程中物體動(dòng)量變化量為12mv05.如圖,一長(zhǎng)木板位于光滑水平面上,長(zhǎng)木板的左端固定一擋板,木板和擋板的總質(zhì)量為M=3.0 kg,木板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1.5 m,在木板右端有一小物塊,其質(zhì)量m=1.0 kg,小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.10,它們都處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)令小物塊以初速度v0沿木板向左運(yùn)動(dòng),重力加速度g取10 m/s2。(1)若小物塊剛好能運(yùn)動(dòng)到左端擋板處,求v0的大小;(2)若初速度v0=3 m/s,小物塊與擋板相撞后,恰好能回到右端而不脫離木板,求碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能。6.(啟慧全國(guó)大聯(lián)考2018屆高三12月聯(lián)考)如圖所示,一質(zhì)量為M=2.0103 kg的平板小貨車A載有一質(zhì)量為m=1.0103 kg的重物B,在水平直公路上以速度v0=36 km/h做勻速直線運(yùn)動(dòng),重物與車廂前壁間的距離為L(zhǎng)=1.5 m,因發(fā)生緊急情況,貨車突然制動(dòng),已知貨車車輪與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1=0.4,重物與車廂底板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2=0.2,重力加速度g取10 m/s2,若重物與車廂前壁發(fā)生碰撞,則碰撞時(shí)間極短,碰后重物與車廂前壁不分開。(1)請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明重物是否會(huì)與車廂前壁發(fā)生碰撞;(2)試求貨車從開始剎車到停止運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間和剎車距離。7.圖中兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌,相距1 m水平放置,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上穿過(guò)整個(gè)導(dǎo)軌所在的空間。金屬棒ab、cd質(zhì)量分別為0.1 kg和0.2 kg,電阻分別為0.4 和0.2 ,并排垂直橫跨在導(dǎo)軌上。若兩棒以大小相等的初速度3 m/s向相反方向分開,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,求:(1)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后,ab棒的速度大小;(2)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程中,ab上產(chǎn)生的焦耳熱;(3)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后,兩棒間距離增加多少?8.(2018年2月杭州期末)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電磁擊發(fā)裝置,其結(jié)構(gòu)如圖所示。間距為L(zhǎng)=10 cm的平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌置于水平桌面上,導(dǎo)軌中NO和NO段用絕緣材料制成,其余部分均為導(dǎo)電金屬材料,兩種材料導(dǎo)軌平滑連接。導(dǎo)軌左側(cè)與匝數(shù)為100、半徑為5 cm的圓形線圈相連,線圈內(nèi)存在垂直線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電容為1 F的電容器通過(guò)單刀雙擲開關(guān)與導(dǎo)軌相連。在軌道間MPPM矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直桌面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為2 T。磁場(chǎng)右側(cè)邊界PP與OO間距離為a=4 cm。初始時(shí)金屬棒A處于NN左側(cè)某處,金屬棒B處于OO左側(cè)距OO距離為a處。當(dāng)開關(guān)與1連接時(shí),圓形線圈中磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化,變化率為Bt=4 T/s;穩(wěn)定后將開關(guān)撥向2,金屬棒A被彈出,與金屬棒B相碰,并在B棒剛出磁場(chǎng)時(shí)A棒剛好運(yùn)動(dòng)到OO處,最終A棒恰在PP處停住。已知兩根金屬棒的質(zhì)量均為0.02 kg、接入電路中的電阻均為0.1 ,金屬棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好,其余電阻均不計(jì),一切摩擦不計(jì)。問(wèn):(1)當(dāng)開關(guān)與1連接時(shí),電容器兩端電壓是多少?下極板帶什么電?(2)金屬棒A與B相碰后A棒的速度v是多少?(3)電容器所剩電荷量Q是多少?9.(2017浙江湖州市高二考試)如圖所示,為一種研究核反應(yīng)的設(shè)備示意圖,容器中為钚的放射性同位素94239Pu,可衰變?yōu)?92235U并放出能量為E的光子(衰變前可視為靜止,衰變放出的光子動(dòng)量可忽略),衰變后速度大的粒子沿直線OQ向探測(cè)屏MN運(yùn)動(dòng)。為簡(jiǎn)化模型,設(shè)衰變生成的92235U的質(zhì)量為m、速度均為v,生成的另一種粒子每秒到達(dá)探測(cè)屏N個(gè),打到Q點(diǎn)后40%穿透探測(cè)屏,60%被探測(cè)屏吸收,且粒子穿透時(shí)能量損失75%,則:(1)試寫出衰變方程;(2)求打到Q點(diǎn)前該粒子的速度大小;(3)求一個(gè)94239Pu核衰變過(guò)程的質(zhì)量虧損;(4)求探測(cè)屏受到的撞擊力大小。提升訓(xùn)練9動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒及其應(yīng)用1.B解析 兩車和人組成的系統(tǒng)位于光滑的水平面上,因而該系統(tǒng)動(dòng)量守恒,設(shè)人的質(zhì)量為m1,車的質(zhì)量為m2,A、B車的速率分別為v1、v2,則由動(dòng)量守恒定律得(m1+m2)v1-m2v2=0,所以,有v1=m2m1+m2v2,m2m1+m21,故v1p乙,碰后兩車可能以相同的速度沿正方向前進(jìn),且動(dòng)能損失最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。碰撞過(guò)程甲車先對(duì)乙車做負(fù)功,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。碰撞過(guò)程甲車可能反彈,且系統(tǒng)總動(dòng)能減小,碰后乙車一定沿正方向前進(jìn),選項(xiàng)C正確。由動(dòng)量守恒定律,兩車動(dòng)量變化量大小相等,方向可能是p甲沿負(fù)方向,p乙沿正方向,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.A解析 根據(jù)動(dòng)量守恒定律得:0=Mv1-mv2,故火箭的動(dòng)量與燃?xì)獾膭?dòng)量等大反向。故p=Mv1=mv2=0.05 kg600 m/s=30 kgm/s。4.C解析 以v0的初速度沿斜面上滑,返回原處時(shí)速度為vt=0.5v0,說(shuō)明斜面不光滑。設(shè)斜面長(zhǎng)為L(zhǎng),則上滑過(guò)程所需時(shí)間t1=lv02=2lv0,下滑過(guò)程所需時(shí)間t2=lvt2=4lv0,t1t2。根據(jù)沖量的定義,可知上滑過(guò)程中重力的沖量比下滑時(shí)小,A錯(cuò)誤。上滑和下滑時(shí)支持力的大小都不等于零,B錯(cuò)誤。對(duì)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理,則I合=p=-mvt-mv0=-32mv0,C正確,D錯(cuò)誤。5.答案 (1)2 m/s(2)0.375 J解析 (1)設(shè)木板和物塊最后共同的速度為v,由動(dòng)量守恒定律mv0=(m+M)v對(duì)木板和物塊系統(tǒng),由功能關(guān)系得mgL=12mv02-12(M+m)v2由兩式解得v0=2gL(M+m)M=20.1101.5(3+1)3 m/s=2 m/s。(2)同樣由動(dòng)量守恒定律可知,木板和物塊最后也要達(dá)到共同速度v。設(shè)碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為E。對(duì)木板和物塊系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,由功能關(guān)系有mg2L+E=12mv02-12(m+M)v2由兩式解得E=mM2(M+m)v02-2mgL=132(3+1)32 J-20.1101.5 J=0.375 J。6.答案 (1)否(2)2.5 s12 m解析 (1)剛剎車時(shí),貨車的加速度大小為a1,重物的加速度大小為a2,由牛頓第二定律可知(M+m)g-2mg=Ma1,2mg=ma2,解得a1=5 m/s2,a2=2 m/s2假設(shè)B與A碰撞,且從開始剎車到碰撞所用時(shí)間為t1,則v0t1-12a2t12-v0t1-12a1t12=L,解得t1=1 s此時(shí)貨車A的速度為vA=v0-a1t1=5 m/s,重物B的速度為vB=v0-a2t1=8 m/s此時(shí)A、B均未停止運(yùn)動(dòng),且vAvB,故重物會(huì)與車廂前壁發(fā)生碰撞。(2)碰前貨車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1=1 s,運(yùn)動(dòng)的位移為x1=v0t1-12a2t12=7.5 m由于碰撞時(shí)間極短,故滿足動(dòng)量守恒,設(shè)碰后共同的速度為v,則MvA+mvB=(M+m)v,解得v=6 m/s碰后一起減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,由牛頓第二定律可得1(M+m)g=(M+m)a,解得a=4 m/s2一起減速的時(shí)間為t2=va=1.5 s一起減速的位移為x2=vt2-12at22=4.5 m所以貨車剎車的總時(shí)間t=t1+t2=2.5 s,剎車距離x=x1+x2=12 m。7.答案 (1)1 m/s(2)0.8 J(3)1.5 m解析 (1)ab、cd棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,最終具有共同速度v,以水平向右為正方向,則mcdv0-mabv0=(mcd+mab)v所以v=1 m/s。(2)根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律,產(chǎn)生的焦耳熱為Q=Ek減=12(mcd+mab)(v02-v2)=1.2 JQab=23Q=0.8 J。(3)對(duì)cd棒利用動(dòng)量定理:-BILt=mcdv又q=It=R1+R2=BLxR1+R2所以s=x=mcd(v0-v)(R1+R2)B2L2=1.5 m。8.答案 (1)Nkr21 C(2)0.4 m/s(3)0.88 C解析 (1)E=Nt=NBtr2=Nkr2Q=CE=CNkr2=110040.052 C=1 C將開關(guān)撥向2時(shí),A棒會(huì)彈出說(shuō)明所受安培力向右,電流向上,故電容器下板帶正電。(2)A、B棒相碰時(shí)沒有構(gòu)成回路,沒有感應(yīng)電流,A、B棒均做勻速直線運(yùn)動(dòng)直至A棒到達(dá)OO處,設(shè)碰后A棒速度為v,由于B棒的位移是A棒的兩倍,故B棒速度是2v。A棒過(guò)OO后在安培力作用下減速。由動(dòng)量定理可知:-BIlt=mv即-B2l2v2Rt=mv即-B2l22Rx=mv兩邊求和可得-B2l22Ra=-mv,即v=B2l2a2mR=220.120.0420.020.1 m/s=0.4 m/s。(3)設(shè)A棒與B棒碰前的速度為v0,碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒,則有:mv0=mv+m2v0,可得v0=3vA棒在安培力作用下加速,則有:BIlt=mv,即Blq=mv兩邊求和得:Bl(Q-Q)=mv0得:Q=Q-mv0Bl代入前面的數(shù)據(jù)可知,電容器所剩電荷量為Q=1 C-0.021.220.1 C=0.88 C。9.答案 (1)94239Pu92235U+24He+(2)-2354v(3)239mv2+8E8c2(4)4Nmv5解析 (1)94239Pu92235U+24He+(2)設(shè)生成的另一個(gè)粒子質(zhì)量為m,速度為v,則mm=2354mv+mv=0得到v=-2354v。(3)E=12mv2+12mv2+E=2398mv2+Em=Ec2=239mv2+8E8c2。(4)設(shè)穿透的粒子速度變?yōu)関1,則12mv12=25%12mv2解得v1=12v=2358v則穿透的粒子與探測(cè)屏的相互作用F1t=(mv-mv1)0.4 Nt吸收的粒子速度變?yōu)?,則F2t=(mv-0)0.6 Nt探測(cè)屏受到的撞擊力為F=F1+F2=4Nmv5。