2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)：動量守恒定律專項訓(xùn)練

動量守恒定律專項復(fù)習(xí)

1.質(zhì)量為5kg的小球以5m/s的速度豎直落到地板上，隨后以3m/s的速度反向彈回，若取

豎直向下的方向為正方向，則小球動量的變化為（）

A.10kg?m/sB.-10kg?m/s

C.40kg,m/sD.-40kg,m/s

2.如圖所示，A、B、C三球的質(zhì)量分別為m、m、2m,三個小球從同一高度同時出發(fā)，其

中A球有水平向右的初速度V。，B、C由靜止釋放。三個小球在同一豎直平面內(nèi)運動，

小球與地面之間、小球與小球之間的碰撞均為彈性碰撞，則小球與小球之間最多能夠發(fā)

生碰撞的次數(shù)為（）

AvBC

o->0oo

A.2次B.3次C.4次D.5次

3.粗糙水平地面上的物體，在一個水平恒力作用下做直線運動，其收圖象如圖所示，下列

物理量中第1s內(nèi)與第2s內(nèi)相同的是（）

A.摩擦力的功

B.摩擦力的沖量

C.水平恒力的功

D.水平恒力的沖量

4.豎直放置的輕彈簧下端固定在地上，上端與質(zhì)量為機的鋼板連接，鋼板處于靜止狀態(tài).一

個質(zhì)量也為m的物塊從鋼板正上方〃處的P點自由落下，打在鋼板上并與鋼板一起向下運

動xo后到達最低點。.下列說法正確的是（）

pn

《

一

7一

A.物塊與鋼板碰后的速度為國

B.物塊與鋼板碰后的速度為4變

2

h

C.從P到。的過程中，彈性勢能的減少量為mg（2x0+5）

D.從P到。的過程中，彈性勢能的增加量為，監(jiān)（2知+外

5.一根不可伸長的輕繩一端固定在水平桿上的A點，另一端連接在套在光滑豎直桿的輕環(huán)B

上，如圖所示。輕繩繞過懸掛重物的輕滑輪C（不計輕繩與滑輪間的摩擦），重物質(zhì)量為m,

用豎直向上的力F拉住輕環(huán)B讓其緩慢向上移動h,經(jīng)過時間為t,在時間t內(nèi)錯誤的是（）

A.輕繩拉力對滑輪C的沖量大小為mgt

B.輕繩拉力對滑輪C做的功為Fh

C.豎直桿對?輕環(huán)作用力的沖量為0

D.水平桿對輕繩作用力的沖量不為0

6.一質(zhì)量為mi的物體以vo的初速度與另一質(zhì)量為m2的靜止物體發(fā)生碰撞，其中m2=km”

k<l.碰撞可分為完全彈性碰撞、完全非彈性碰撞以及非彈性碰撞.碰撞后兩物體速度分別

為V1和V2.假設(shè)碰撞在一維上進行，且一個物體不可能穿過另一個物體.物體1撞后與碰

V,

撞前速度之比〃=，的取值范圍是（）

%

C.謝

1+攵

2

D.—

1+&T+I

7.下列敘述的情況中，系統(tǒng)動量不守恒的是（）

±jg

甲乙

A.如圖甲所示，小車停在光滑水平面上，車上的人在車上走動時，人與車組成的系統(tǒng)

B.如圖乙所示，子彈射入放在光滑水平面上的木塊中，子彈與木塊組成的系統(tǒng)

C.子彈射入緊靠墻角的木塊中，子彈與木塊組成的系統(tǒng)

D.斜向上拋出的手榴彈在空中炸開時

8.如圖所示，將一光滑的質(zhì)量為4m半徑為/?的半圓槽置于光滑水平面上，在槽的左側(cè)緊挨

有一個質(zhì)量為m的物塊，今讓一質(zhì)量也為m的小球自左側(cè)槽口A的正上方高R處從靜

止開始落下，與半圓槽相切自A點進入槽內(nèi)，則以下結(jié)論中正確的是（）

A.小球在半圓槽內(nèi)第一次到最低點B的運動過程中，槽的支持力對小球不做功

B.小球第一次運動到半圓槽的最低點B時，小球與槽的速度大小之比為4:1

C.小球第一次從C點滑出后將做豎直上拋運動

D.物塊最終的動能為,

9.如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩個球，原來在光滑水平面上沿同一直線相向做勻速直線運

動，A球的速度是6m/s,B球的速度是一2m/s,不久A、B兩球發(fā)生了對心碰撞。對于該

碰撞之后的4B兩球的速度可能值，某實驗小組的同學(xué)們做了很多種猜測，下面的猜測

結(jié)果一定無法實現(xiàn)的是（）

物■VB

.............................0，…,乙方向

A.以=—2m/s,/B=6m/s

B.以=2m/s,vs=2m/s

C./『lm/s,i/8=3m/s

D.以=-3m/s,/B=7m/s

10.如圖所示，光滑水平面上48兩點間靜置有一質(zhì)量為M、半徑為R的均勻材質(zhì)半圓槽，

其圓心。在AB中垂線上。從槽左邊緣處由靜止釋放一質(zhì)量為m的小球，最終半圓槽和

小球都靜止，且小球靜止在半圓槽最低點。在運動過程中下列說法中正確的是（）

A.半圓槽和小球系統(tǒng)的機械能守恒

B.半圓槽和小球系統(tǒng)的動量守恒

C.半圓槽和小球系統(tǒng)增加的內(nèi)能為mgR

D.小球最終靜止的位置在AB的中垂線上

11.如圖1所示，在“驗證動量守恒定律”實驗中，A、B兩球半徑相同。先讓質(zhì)量為網(wǎng)的A

球從斜槽上某一固定位置C由靜止開始滾下，從軌道末端拋出，落到位于水平地面的復(fù)寫

紙上，在下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把質(zhì)量為

，吸的B球放在水平軌道末端，讓A球仍從位置C由靜止?jié)L下，A球和B球碰撞后，分別在

白紙上留下各自的落點痕跡，重復(fù)操作10次。M、P、N為三個落點的平均位置，未放B球

時，A球的落點是P點，。點是軌道末端在記錄紙上的豎直投影點，如圖2所示。

圖2

（1）為了盡量減小實驗誤差，A球碰后要沿原方向運動，兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足

wim2（選填“〉”或

（2）實驗中，不容易直接測定小球碰撞前后的速度。但是，可以通過僅測量_____（填選項

前的符號），間接地解決這個問題。

A.小球開始釋放高度〃

B.小球拋出點距地面的高度4

C.小球做平拋運動的水平位移

（3）關(guān)于本實驗的條件和操作要求，下列說法正確的是o

A.斜槽軌道必須光滑

B.斜槽軌道末端必須水平

C.B球每次的落點一定是重合的

D.實驗過程中，復(fù)寫紙和臼紙都可以移動

（4）已知4、B兩個小球的質(zhì)量如、mi,三個落點位置與。點距離分別為0例、OP、ON。

在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式,則可以認為兩球碰撞前后的總動量守恒。

12.如圖所示，質(zhì)量為3kg的小車A以vn=4m/s的速度沿光滑水平面勻速運動，小車左端固

定的支架通過不可伸長的輕繩懸掛質(zhì)量為1依的小球8（可看作質(zhì)點），小球距離車面08".某

一時刻，小車與靜止在水平面上的質(zhì)量為1奴的物塊C發(fā)生碰撞并粘連在一起（碰撞時間可

忽略），此時輕繩突然斷裂.此后，小球剛好落入小車右端固定的砂桶中（小桶的尺寸可忽

略），不計空氣阻力，重力加速度g取10向$2.求：

①繩未斷前小球與砂桶的水平距離.

②小車系統(tǒng)的最終速度大小

③整個系統(tǒng)損失的機械能.

?B

J八*[C]

I.答案：D

解析：動量的變化是末動量減去初動量，規(guī)定了豎直向下為正方向，則小球的初動量

pi=?wi=25kg?m/s,末動量p2—mv2——\5kg,m/s,所以動量的變化Ap=/72~pi="40

kg.m/s.

2.【答案】B

【詳解】

由于三球豎直方向的運動情況相同，一定可以發(fā)生碰撞，可假設(shè)高度無窮大，可看作三

球碰撞完成后才落地，A、B第一碰撞后水平速度互換，B、C發(fā)生第二碰撞后，由于B

的質(zhì)量小于C的質(zhì)量，則B反向：B、A發(fā)生第三次碰撞后，B、A水平速度互換，A向

左，B豎宜下落，三球不再發(fā)生碰撞，所以最多能夠發(fā)生3次碰撞，故B正確，ACD錯

誤。

故選B。

【點睛】

關(guān)鍵是A球做平拋運動，豎直方向做自由落體運動，與B、C豎直方向的運動情況相同，

所以一定可以發(fā)生碰撞。

3.【答案】D

【解析】由圖像可知，物體在摩擦力和恒力尸作用下先向正方向做勻減速運動，然后反向

加速，由圖像可知，第Is內(nèi)與第2s內(nèi)的位移不同，則摩擦力的功不同，水平恒力的功也不

同，選項AC錯誤；第1s內(nèi)與第2s內(nèi)摩擦力的方向不同，則摩擦力的沖量不同，選項B錯

誤；水平恒力的沖量/=A，則水平恒力的沖量相同，選項D正確.

4.【答案】B

【解析】物體下落力，由機械能守恒:機叨2；物體與鋼板碰撞,則動量守恒：mV]=2加均，

解得嶺乎，選項A錯誤，B正確；從碰撞到Q點，由能量關(guān)系可知：

10

--2mv1+2mgx0=Ep，則彈性勢能的增加量為Ep=mg(2x0+])，選項C錯誤，D錯誤.

5.【答案】C

【解析】輕繩對滑輪C拉力的合力等于重物重力mg,則在時間I內(nèi)拉力對滑輪C的沖量大

小為mgt,選項A正確；輕繩拉力做的功等于作用于B的豎直力F做的功，而A、B間水

平距離不變，即AC與水平方向夾角不變，力F為恒力，故力F做的功為Fh,選項B正確；

豎直桿對輕環(huán)及水平桿對輕繩的作用力不為0,因此在時間t內(nèi)其作用力的沖量不為0,故

選項C錯D正確。

6.【答案】B

【解析】若發(fā)生彈性碰撞,則由動量守恒：如丫。=孫環(huán)+旭2V2；由能量關(guān)系:

,解得匕=生;"%，則上=片；若發(fā)生完全非彈性碰撞，

222-rriy+nt,v01+K

m,v.v.1"k1

則由動量守恒：，”o=(如解得匕=%=(,則..故：4三及一--

+加2%1+%1+?1+%

B正確.

7.答案：C

解析：對于人和車組成的系統(tǒng)，人和車之間的力是內(nèi)力，系統(tǒng)所受的外力有重力和支持

力，合力為零，系統(tǒng)的動量守恒；子彈射入木塊過程中，雖然子彈和木塊之間的力很大，但

這是內(nèi)力，木塊放在光滑水平面上，系統(tǒng)所受合力為零，動量守恒：子彈射入緊靠墻角的木

塊時，墻對木塊有力的作用，系統(tǒng)所受合力不為零，系統(tǒng)的動量減?。恍毕蛏蠏伋龅氖至駨?/p>

在空中炸開時，雖然受到重力作用，合力不為零，但爆炸的內(nèi)力遠大于重力，動量近似守恒。

故選C。

8.【答案】D

【詳解】

A.小球從A到8的過程中，小球?qū)Π雸A槽的壓力方向向左下方，所以半圓槽要向左推

動物塊一起運動，因而小球參與了兩個運動，一個是沿半圓槽的圓周運動，另一個是與

半圓槽一起向左運動，小球所受支持力方向與速度方向并不垂直，而是大于90。，故槽

的支持力對小球做負功，故A錯誤；

B.由于小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力，故球、半圓槽和物塊在水

平方向動量守恒，取向右為正，則有

mv{-(4m+m)v2=0

解得W：彩=5:1,故B錯誤;

CD.小球從A到8的過程，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒得

1212

mg?2R--mv\+—(4/〃+m)v2

聯(lián)立C選選項中式子解得

I竽T臀

當小球從8到C的過程中，小球?qū)Π雸A槽有向右下方的壓力，半圓槽開始減速，與物塊

分離，則物塊最終以為=(J四等的速度向左勻速運動，則物塊的動能為

1r12mgR

由于小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力，故球、半圓槽和物塊在水平

方向動量守恒，小球第一次到達C點時，因為小物塊速度不為0,則小球和半圓槽的水

平速度也不可能為0,故小球第一次從C點滑出后不可能做豎直上拋運動，故C錯誤，D

正確。

故選Do

9.【答案】D

【詳解】

設(shè)每個球的質(zhì)量均為m,碰前系統(tǒng)總動量

p-mAvA+mHvB—4m

碰前的總機械能

1,1,

E—~mAvA+—mBvB—20m

A.碰后總動量

p'=4m

總機械能

E'=20m

動量守恒，機械能守恒，故A可能實現(xiàn)；

B.碰后總動量

p'—4m

總機械能

￡=4〃？

動量守恒，機械能不增加，故B可能實現(xiàn)；

C.碰后總動量

p'=4m

總機械能

E=5m

動量守恒，機械能不增加，故C可能實現(xiàn)；

D.碰后總動量

p'—4m

總機械能

E'=29m

動量守恒，機械能增加違反能量守恒定律，故D不可能實現(xiàn)。

本題選不可能實現(xiàn)的，故選D。

10.【答案】C

【詳解】

A.取半圓槽最低點所在平面為零勢能面，開始運動時，小球具有一定的重力勢能，最后

靜止在零勢能面，半圓槽的動能也沒有增加，即系統(tǒng)損失了機械能，故A錯誤；

B.豎直方向上外力不為零，即豎直方向上動量不守恒，故B錯誤；

C.系統(tǒng)增加的內(nèi)能等于小球損失的重力勢能，即mgR,故C正確；

D.當小球第一次滾動到半圓槽的最右端時，半圓槽向左達到最大位移xi,當小球回滾到

最左端時，半圓槽向右移動一段位移X2,且X1>X2；當小球再一次滾動到最右端時，半圓

槽向左移動一段位移X3,且X2>X3；并以此類推，所以半圓槽和小球最終不會停止在A8

的中垂線上，故D錯誤；

故選Co

II.【答案】〉CBmy-0P-my-OM+m2-ON

【解析】碰撞過程中動量、能量均守恒，因此有

m1Vo=町匕+m2v2

111

—mv^2=—mv^2+~m

因此有

因此要使入射小球如碰后不被反彈，應(yīng)該滿足

〃4>trb,

(2)⑵驗證動量守恒定律實驗中，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系，直

接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，根據(jù)