内容正文:
阶段检测练(一) 动量及其守恒定律
[对应学生用书P114]
一、选择题(本题共12小题, 在每小题给出的四个选项中, 1~8题只有一项符合题目要求, 9~12题有多项符合题目要求)
1.(2020·全国Ⅰ卷)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后的汽车速度在很短时间内减小为0,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A.增加了司机单位面积的受力大小
B.减少了碰撞前后司机动量的变化量
C.将司机的动能全部转换成汽车的动能
D.延长了司机的受力时间,并增大了司机的受力面积
D 解析:行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内安全气囊被弹出并瞬间充满气体,增大了司机的受力面积,减少了司机单位面积的受力大小,并延长了司机的受力时间,从而减小了司机受到的作用力,A错误,D正确;无论有无气囊,都有碰撞前司机动量等于其质量与速度的乘积,碰撞后司机动量为0,所以安全气囊不能减少碰撞前后司机动量的变化量,B错误;碰撞过程中,通过安全气囊将司机的动能转化为司机对安全气囊做的功,C错误。
2.(2021·湖南学业水平选择性考试)物体的运动状态可用位置x和动量p描述,称为“相”,对应px图像中的一个点;物体运动状态的变化则可用px图像中的一条曲线来描述,称为“相轨迹”。假如一质点沿x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动,则对应的相轨迹可能是( )
D 解析:质点沿x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动,则有v2=2ax,而动量为p=mv,联立可得p=m=m·x,且x>0,故正确的相轨迹图像为D,D正确。
3.(2021·吉林长岭三中高一期末)如图所示,匀速飞行的战斗机从相同的高度先后水平抛出两个质量分别为m1、m2的炮弹,在两炮弹落到水平地面前的运动过程中,它们动量的变化量分别为Δp1、Δp2。已知m1∶m2=1∶2,若空气阻力忽略不计,则Δp1∶Δp2为( )
A.1∶2 B.1∶3
C.1∶1 D.2∶1
A 解析:两炮弹从同一高度落下,则落地的时间相同,根据动量定理mgt=Δp,可得Δp1∶Δp2=m1∶m2=1∶2,A正确。
4.(2021·甘肃天水一中高二开学考试)如图所示,在光滑水平面上有一质量为M的木块,木块与轻弹簧水平相连,弹簧的另一端连在竖直墙上,木块处于静止状态,一质量为m的子弹以水平速度v0击中木块,并嵌在其中,木块压缩弹簧后在水平面内做往复运动则木块从被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中,( )
A.子弹、木块和弹簧构成的系统机械能守恒
B.子弹、木块和弹簧构成的系统动量守恒
C.木块受到的合外力的冲量大小为
D.木块受到的合外力的冲量大小为
D 解析:在子弹嵌入木块的极短时间内有机械能转化为内能,所以系统机械能不守恒,而木块压缩弹簧后在水平面内做往复运动时,系统机械能守恒,A错误;在子弹嵌入木块的极短时间内,内力远远大于外力,动量在水平方向守恒,之后的过程中不守恒,B错误;由于子弹射入木块瞬间动量守恒,根据动量守恒定律得mv0=(M+m)v,解得v=,取向右为正方向,根据动量定理,合外力的冲量I=Mv-0=,D正确,C错误。
5.(2021·山东青岛高一期末)携带鱼雷总质量为M的快艇以速度v向前运动。已知快艇沿前进方向发射质量为m的鱼雷后,速度大小变为原来的,不计水的阻力。则鱼雷的发射速度大小为( )
A.v B.v
C.v D.v
A 解析:取快艇原来的速度方向为正方向,根据动量守恒定律有Mv=(M-m)+mv′,解得v′=v,A正确。
6.(2021·广东广州高二期末)如图所示,质量为M的小车静止于光滑的水平面上,小车的上表面和圆弧的轨道均光滑,一个质量为m的小球以速度v0水平冲向小车,最终小球返回左端并脱离小车该过程,下列说法中正确的是( )
A.整个过程中,小球和小车组成的系统的动量守恒
B.如果m>M,小球脱离小车后,将做自由落体运动
C.如果m>M,小球脱离小车后,将沿水平方向向右做平抛运动
D.如果m<M,小球脱离小车后,将沿水平方向向右做平抛运动
C 解析:整个过程中,小球和小车组成的系统水平方向动量守恒,其他方向动量不守恒,A错误;根据动量守恒定律有mv0=mv1+Mv2,根据机械能守恒定律有mv=mv+Mv,解得v1=v0,如果m>M,则v1>0,小球脱离小车后,沿水平方向向右做平抛运动,如果m<M,则v1<0,小球脱离小车后,沿水平方向向左做平抛运动,C正确,B、D错误。
7.(2021·湖北黄冈高二期末)2020年11月24日4时30分,我国用“长征五号遥五”运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器。嫦娥五号现已完成月球采样任务并成功返回。由于嫦娥五号较重,在被月球捕获过程中需要进行两次“刹车”(如图所示,“刹车”点均在P点