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2020-2021学年高二上学期期中考试物理试题分项汇编
动量及其守恒定律(一)
1、(2020-2021学年·山东省新泰市一中高二上学期期中)两个小木块B、C中间夹着一根轻弹簧,将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起,使它们一起在光滑水平面上沿直线运动,这时它们的运动图线如图中a线段所示,在t=4s末,细线突然断了,B、C都和弹簧分离后,运动图线分别如图中b、c线段所示。从图中的信息可知( )
A. 木块B、C都和弹簧分离后的运动方向相反
B. 木块B、C都和弹簧分离后,系统的总动量增大
C. 木块B、C分离过程中B木块的动量变化较大
D. 木块B的质量是木块C质量的
【答案】D
【解析】
A.由x ‒ t图象可知,位移均为正,均朝一个方向运动,没有反向,故A错误;
B.木块B、C都和弹簧分离后,系统所受合外力矢量和为零,所以系统前后的动量守恒,即系统的总动量保持不变,故B错误;
C.系统动量守恒,则系统内两个木块的动量变化量等大反向,故C错误;
D.木块都与弹簧分离后B的速度和C的速度分别为
,
细线未断前B、C的速度均为,由动量守恒定律得
解得
故D正确。
故选D。
2、(2020-2021学年·山东省新泰市一中高二上学期期中)在光滑水平面上,有两个小球A、B沿同一直线同向运动(B在前),已知碰前两球的动量分别为pA=10 kg·m/s、pB=13 kg·m/s,碰后它们动量的变化分别为ΔpA、ΔpB.下列数值可能正确的是( )
A. ΔpA=-3 kg·m/s、ΔpB=3 kg·m/s
B. ΔpA=3 kg·m/s、ΔpB=-3 kg·m/s
C. ΔpA=-20 kg·m/s、ΔpB=20 kg·m/s
D. ΔpA=20kg·m/s、ΔpB=-20 kg·m/s
【答案】A
【解析】
对于碰撞问题要遵循三个规律:动量守恒定律、碰撞后系统的机械能不能增加和碰撞过程要符合实际情况.
BD.本题属于追及碰撞,碰前,后面运动物体速度一定要大于前面运动物体的速度(否则无法实现碰撞),碰后,前面物体动量增大,后面物体的动量减小,减小量等于增大量,所以,,并且由此可知:不符合题意.
A.碰撞后,,,根据关系式,满足以上三条定律,符合题意.
C.碰撞后,,,根据关系式,A球的质量和动量大小都不变,动能不变,而B球的质量不变,动量增大,所以B球的动能增大,系统的机械能比碰撞前增大了,不符合题意.
3、(2020-2021学年·山东省新泰市一中高二上学期期中)如图所示,质量为m的小车静止在光滑的水平地面上,车上有半圆形光滑轨道,现将质量也为m的小球在轨道左侧边缘由静止释放,则( )
A. 在下滑过程中小球机械能不守恒
B. 小球可以到达右侧轨道的最高点
C. 小球在右侧轨道上滑时,小车也向右运动
D. 小球在轨道最低点时,小车与小球的速度大小相等,方向相反
【答案】ABD
【解析】
A.小球在下滑过程中,水平方向具有向右的分速度,而小球与小车组成的系统水平方向动量守恒,且水平总动量为0,故小车会向左运动,小车的动能增加,而系统机械能守恒,所以小球的机械能减少,即小球机械能不守恒,故A正确;
B.小球到达右侧轨道最高点时,小球与小车达到共同速度,小球与小车组成的系统水平方向动量守恒,且水平总动量为0,所以此时小球和小车的速度都为0,而系统机械能守恒,故小球此时的重力势能和开始时一样,仍能回到最高点,故B正确;
C.小球在右轨道上滑时,水平方向有向右的分速度,而小球与小车组成的系统水平方向动量守恒,且水平总动量为0,故小车会向左运动,故C错误;
D.小球在轨道最低点时,设小球和小车的速度分别为v和v′,小球与小车组成的系统水平方向动量守恒,且水平总动量为0,则
解得
所以小车与小球的速度大小相等,方向相反,故D正确。
故选ABD。
4、(2020-2021学年·山东省新泰市一中高二上学期期中)如图,在光滑的水平面上,有一静止的小车,甲、乙两人站在小车左、右两端,当他俩同时相向而行时,发现小车向右运动,下列说法中错误的是( )
A. 乙的速度必定大于甲的速度
B. 乙对小车的冲量必定大于甲对小车的冲量
C. 乙的动量必定大于甲的动量
D. 甲、乙的动量之和必定不为零
【答案】A
【解析】
ACD.甲乙两人和小车组成的系统不受外力,所以动量守恒
小车向右运动说明甲乙两人总动量向左,说明乙动量大于甲的动量,即甲、乙的动量之和必定不为零,但由于不知道两人质量关系,所以无法确定速度关系,故CD正确,不符合题意,A错误,符合题意;
B.根据动量定理可知乙对小车的冲量方向向右,乙对小车的冲量方向向左,而小车速度方向向右,即动量变化量向右,可知乙对小车的冲量必定大于甲对小车的冲量,故B正确,不符合题意。
故选A。
5、(2020-