专题13 动量定理和动量守恒-2022年新高考物理精选模拟题分项汇编（第二期）

专题13 动量定理和动量守恒 1．（2021·福建省厦门一中高三月考）跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全（如图），这是由于（　　） A．人跳在沙坑的动量大小等于跳在水泥地上的动量大小 B．人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小 C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小 D．人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上大 【答案】A 【解析】人跳在沙坑的动量大小等于跳在水泥地上的动量大小，因为人质量与速度的大小一样，所以动量大小相等，则A正确；人跳在沙坑的动量变化等于跳在水泥地上，因为初动量相等，末动量为0，所以动量的变化量大小相等，则B错误；根据动量定理 ，人跳在沙坑受到的冲量与跳在水泥地上的冲量大小相等，所以C错误； 根据动量定理 ，人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上小，所以D错误；故选A。 2．（2021·江苏南京市二中高三质检）如图所示，一篮球以水平初速度v0碰撞篮板后水平弹回，速率变为原来的k倍（ ），碰撞时间忽略不计，弹回后篮球的中心恰好经过篮框的中心。已知篮球的质量为m，半径为r，篮框中心距篮板的距离为L，碰撞点与篮框中心的高度差为h，不计摩擦和空气阻力，则（　　） A．碰撞过程中，篮球的机械能守恒 B．篮板对篮球的冲量大小为 C．篮球的水平初速度大小为 D．若篮球气压不足，导致k减小，在 不变的情况下，要使篮球中心经过篮框中心，应使碰撞点更低 【答案】B 【解析】由题意可知，在碰撞运动中，篮球的速度减小，篮球的动能减小，机械能减小，A错误；以篮球弹回的方向为正方向，由动量定理可得I=mkv0−（−mv0）=（1+k）mv0，B正确；弹回后篮球做平抛运动，在水平方向L−r=kv0t，在竖直方向 ，联立以上两式解得 ，C错误；若篮球气压不足，导致k减小，在 不变的情况下，kv0减小，要使篮球中心经过篮框中心，即篮球弹回后水平位移不变，时间t要增大，应使碰撞点更高，D错误。故选B。 3．（2021·湖北武汉二中高三月考）2021年7月31日，出生于湖北的中国男子举重运动员吕小军在男子81公斤级决赛中夺冠获得金牌，这是中国代表队在2020东京奥运会荣获的第21枚金牌。设运动员的质量为m，托起质量为M的杠铃从下蹲状态（图甲）缓慢运动到站立状态（图乙），该过程杠铃和人的肩部相对位置不变，运动员保持乙状态站立Δt时间后再将杠铃向上举至双臂伸直停止（图丙）。甲到乙、乙到丙过程杠铃上升的高度分别为h1、h2，经历的时间分别为t1、t2，则整个过程中，下列说法正确的是（　　） A．地面对运动员的冲量为（M＋m）g（t1＋t2），地面对运动员做的功为（M＋m）g（h1＋h2） B．地面对运动员的冲量为（M＋m）g（t1＋t2），地面对运动员做的功为0 C．运动员对杠铃的冲量为Mg（t1＋t2＋Δt），运动员对杠铃做的功为Mg（h1＋h2） D．运动员对杠铃的冲量为Mg（t1＋t2＋Δt），运动员对杠铃做的功为0 【答案】C 【解析】根据冲量的概念可知，地面对运动员的冲量为I1=（M＋m）g（t1＋t2+Δt）， 运动员对杠铃的冲量为I2=Mg（t1＋t2＋Δt），地面对运动员的支持力的位移为零，则地面对运动员做的功为0；运动员对杠铃做的功为W=Mg（h1＋h2），故选C。 4．（2021·湖北武汉二中高三月考）如图，AB为一光滑水平横杆，横杆上固定有一个阻挡钉C。杆上套一质量不计的轻环，环上系一长为L且足够牢固、不可伸长的轻细绳，绳的另一端拴一质量为m的小球，现将轻环拉至C左边 处并将绳拉直，让绳与AB平行，然后由静止同时释放轻环和小球。重力加速度为g，则关于之后的整个运动过程，下列描述正确的是（　　） A．小球到达最低点之前一直做曲线运动 B．轻环与小球组成的系统机械能守恒 C．轻环与小球组成的系统水平方向动量守恒 D．小球在最低点对绳子的拉力大小小于3mg 【答案】D 【解析】轻环运动到阻挡钉C的过程中，轻环和小球在水平方向上动量守恒，竖直方向不守恒，由于杆上套有质量不计的轻环，所以小球水平速度为零，只有竖直方向的速度，小球做自由落体运动，当轻环与C碰撞后，小球绕C点做圆周运动，设轻环与C碰撞时，绳子与水平方向的夹角为θ，根据几何关系有 ，解得 。轻环与C碰撞前瞬间，根据动能定理 ，小球的速度 ，碰撞后瞬间，小球的速度 ，即绳子绷直做圆周运动的瞬问有能量损失，系统的机械能不守恒，ABC错误；轻环与C碰撞后，小球的速度由竖直方向变为垂直绳子方向， 小球运动到最低点的过程中，根据动能定理 ，解得 ，根据牛顿第二定律得 ，知 ，D正确。故选D。 5．（2021·广东省深圳中学高三月考）比赛用标准篮球充气后从 处自由下落后弹起的高度范围应在 之间。在某次检测时，篮球自离地面高 处无初速度释放后反弹最大高度为 ，该篮球的质量为 ，忽略空气阻力的