第一章 动量守恒定律 高考真题演练-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册作业与测评word（人教版2019）

第一章　高考真题演练 一、选择题 1.(2021·北京高考)如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是(　　) A．圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向 B．圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为2mωr C．圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动 D．圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为mωr 答案　D 解析　圆盘停止转动前，小物体随圆盘一起转动，小物体所受摩擦力提供向心力，方向沿半径方向，故A错误；圆盘停止转动前，在水平方向小物体只受摩擦力，小物体运动一圈后，初末状态水平方向动量相同，由动量定理可知摩擦力的冲量为零，故B错误；圆盘停止转动后，小物体沿圆周运动轨迹的切线方向运动，故C错误；圆盘停止转动后，根据动量定理可知，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为I＝Δp＝mv＝mωr，故D正确。 2．(2021·湖北高考)抗日战争时期，我军缴获不少敌军武器武装自己，其中某轻机枪子弹弹头质量约8 g，出膛速度大小约750 m/s。某战士在使用该机枪连续射击1分钟的过程中，机枪所受子弹的平均反冲力大小约12 N，则机枪在这1分钟内射出子弹的数量约为(　　) A．40 B．80 C．120 D．160 答案　C 解析　根据牛顿第三定律，机枪对子弹的平均作用力大小约为F＝12 N，设1分钟内射出的子弹数量为n，则对这n颗子弹由动量定理得Ft＝nmv0，代入数据解得n＝120，C正确，A、B、D错误。 3．(2022·重庆高考)在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中，某小组得到了假人头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线(如图)。从碰撞开始到碰撞结束过程中，若假人头部只受到安全气囊的作用，则由曲线可知，假人头部(　　) A．速度的变化量等于曲线与横轴围成的面积 B．动量大小先增大后减小 C．动能变化正比于曲线与横轴围成的面积 D．加速度大小先增大后减小 答案　D 解析　由题意知假人头部只受到安全气囊的作用，则由冲量表达式I＝Ft可知，F­t曲线与横轴围成的面积表示假人头部所受合外力的冲量，再根据动量定理I＝Δp可知，F­t曲线与横轴围成的面积也表示假人头部动量的变化量，A错误；F­t图线一直在t轴的上方，即假人头部所受合外力的冲量一直沿正方向，分析实际情境知假人头部一直有与力F方向相反的动量，则假人头部的动量一直减小，B错误；根据动量与动能的关系有Ek＝，而F­t曲线与横轴围成的面积表示假人头部动量的变化量，则假人头部动能的变化和曲线与横轴围成的面积不成正比，C错误；由题意知假人头部只受到安全气囊的作用，由题图知F先增大后减小，则根据牛顿第二定律F＝ma可知，假人头部加速度a的大小先增大后减小，D正确。 4.(2022·北京高考)质量为m1和m2的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是(　　) A．碰撞前m2的速率大于m1的速率 B．碰撞后m2的速率大于m1的速率 C．碰撞后m2的动量大于m1的动量 D．碰撞后m2的动能小于m1的动能 答案　C 解析　x­t图像的斜率表示物体的速度，根据题中x­t图像可知，碰撞前m1的速度大小为v0＝ m/s＝4 m/s，m2的速度为0，故碰撞前m1的速率大于m2的速率，A错误；两物体正碰后，m1的速度大小为v1＝ m/s＝2 m/s，m2的速度大小为v2＝ m/s＝2 m/s，故碰撞后两物体的速率相等，B错误；两物体碰撞过程中满足动量守恒定律，有m1v0＝－m1v1＋m2v2，解得两物体质量的关系为m2＝3m1，根据动量的表达式p＝mv可知，碰撞后m2的动量大于m1的动量，根据动能的表达式Ek＝mv2可知，碰撞后m2的动能大于m1的动能，C正确，D错误。 5．(2022·湖北高考)一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由v增大到2v，在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v。前后两段时间内，合外力对质点做功分别为W1和W2，合外力的冲量大小分别为I1和I2。下列关系式一定成立的是(　　) A．W2＝3W1，I2≤3I1 B．W2＝3W1，I2≥I1 C．W2＝7W1，I2≤3I1 D．W2＝7W1，I2≥I1 答案　D 解析　根据动能定理可知W1＝m(2v)2－mv2＝mv2，W2＝m(5v)2－m(2v)2＝mv2，可得W2＝7W1；在初、末速度大小一定的情况下，当初、末速度方向相同时，动量变化量最小，方向相反时，动量变化量最大，因此结合动量定理可知，合外力的冲量大小的范围是分别是mv≤I1≤3mv，3mv≤I2≤7m