课时数智作业17 动量守恒定律及其应用-【高考DNA解码】2026年高考物理一轮总复习学生用书word

课时分层作业(十七) 1．如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是(　　) A．P对Q做功为零 B．P和Q之间的相互作用力做功之和为零 C．P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒 D．P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒 2．将质量为1.00 kg的模型火箭(不包括燃料)点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)(　　) A．30 kg·m/s B．5.7×102 kg·m/s C．6.0×102 kg·m/s D．6.3×102 kg·m/s 3．(多选)如图所示，某科研团队对研发的人形机器人进行跳跃测试。小车静置于光滑水平地面上，机器人静止站立在平台右端A点。测试时机器人以初速度v0(大小未知)水平跳出，落到小车上的B点，此过程中机器人消耗能量为E(大小未知)。已知机器人的质量为m，小车的质量为M，A点与B点高度差为h，水平距离为s，重力加速度为g，机器人可以看作质点，假设机器人消耗的能量全部转化为动能，不考虑空气阻力，下列选项正确的是(　　) A．v0＝ B．v0＝ C．E＝· D．E＝· 4．(多选)如图所示，三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平面上。c车上有一小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上。小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同。他跳到a车上时相对a车保持静止，此后(　　) A．a、b两车运动速率相等 B．a、c两车运动速率相等 C．三辆车的速率关系vc＞va＞vb D．a、c两车运动方向相反 5．(人教版选择性必修第一册改编)A球的质量是m，B球的质量是2m，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动。B在前，A在后，发生正碰后，A球仍朝原方向运动，但其速率是原来的一半，则碰后两球的速率比vA′∶vB′为(　　) A．1∶2 B．1∶3 C．2∶1 D．2∶3 6．(2025·广东广州高三阶段检测)如图所示，冰壶A以 1.5 m/s 的速度与静止在冰面上的冰壶B正碰，碰后瞬间B的速度大小为 1.2 m/s，方向与A碰前速度方向相同，碰撞时间极短。若已知两冰壶的质量均为20 kg，则下列说法正确的是(　　) A．碰后瞬间A的速度大小为0.4 m/s B．碰撞过程中，B对A做功为21.6 J C．碰撞过程中，A对B的冲量大小为24 N·s D．A、B碰撞过程是弹性碰撞 7．(多选)(2024·山东统考期末)在一次冰壶比赛中，质量为19.6 kg的红壶静止在水平冰面上，运动员用等质量的黄壶撞击红壶，两壶在t＝1 s时发生正碰，碰撞前后两冰壶的v-t图像如图所示，已知两冰壶与冰面间的动摩擦因数相同。关于两冰壶的运动，下列说法正确的是(　　) A．图像①是黄壶碰后的运动图像 B．碰撞前后黄壶动量变化量的大小为27.44 kg·m/s C．碰后红壶经7 s停下 D．两冰壶静止时距离为4.5 m 8．(多选)水平冰面上有一固定的竖直挡板。一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为4.0 kg的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于5.0 m/s，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力，该运动员的质量可能为(　　) A．48 kg B．53 kg C．58 kg D．63 kg 9．一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1。不计质量损失，重力加速度g取 10 m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是(　　) A　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　D 10．(多选)(2024·河北省部分高中高三二模)2024年2月5日，在斯诺克德国大师赛决赛中，特鲁姆普以10比5的战绩战胜斯佳辉获得冠军。如图所示，特鲁姆普某次用白球击打静止的蓝球，两球碰后沿同一直线运动。蓝球经t＝0.6 s的时间向前运动x1＝0.36 m，刚好(速度为0)落入袋中，而白球沿同一方向运动x2＝0.16 m 后停止运动。已知两球的质量相等，碰后以相同的加速度做匀变速直线运动，假设两球碰撞的时间极短且发生正碰(内力远大于外力)，则下列说法正确的是(　　) A．由于摩擦不能忽略，则碰撞过程动量不守恒 B．碰后蓝球与白球的速度之比为3∶2 C．碰撞前白球的速度大小为2 m/s D．该碰撞为弹性碰撞 11．(2025·黑龙江实验中学高三月考)如图所示，光滑水平面上依次有质量为mC＝2 kg的滑块C，质量为mA＝3 kg的滑块A，质量为mB＝3 kg的滑块B。开始时A、B静止，C以v0＝10 m/s的初速度冲向A，与A发生弹性碰撞，碰撞后A继续向右运动，与B发生碰撞并粘在一起。求： (1)C与A碰撞后A的速度大小； (2)A与B碰撞过程中损失的机械能。 12．(2023·重庆卷)如图所示，桌面上固定了一半径为R的水平光滑圆轨道，M、N为轨道上的两点，且位于同一直径上，P为MN段的中点。在P点处有一加速器(大小可忽略)，小球每次经过P点后，其速度大小都增加v0。质量为m的小球1从N处以初速度v0沿轨道逆时针运动，与静止在M处的小球2发生第一次弹性碰撞，碰后瞬间两球速度大小相等。忽略每次碰撞时间。求： (1)球1第一次经过P点后瞬间向心力的大小； (2)球2的质量； (3)两球从第一次碰撞到第二次碰撞所用时间。 4 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课时分层作业(十七) 1．B　[根据题意可知，Q下滑，P后移，作Q与P的运动状态示意图如图所示。物块Q从光滑曲面体P上滑下，两者组成的系统没有重力以外的其他力做功，系统的机械能守恒，故D错误；物块Q滑下，曲面体向后运动，说明物块Q对曲面体P做正功，则曲面体P对物块Q做负功，且P和Q之间的相互作用力做功之和为零，故A错误，B正确；P和Q组成的系统所受外力不为零，动量不守恒，但在水平方向的外力为零，系统在水平方向上动量守恒，故C错误。] 2．A　[开始总动量为零，规定气体喷出的方向为正方向，根据动量守恒定律得0＝m1v1＋p，解得火箭的动量p＝－m1v1＝－0.05×600 kg·m/s＝－30 kg·m/s，负号表示方向，大小为30 kg·m/s，故选A。] 3．AC　[机器人跳出的过程，机器人和小车组成的系统动量守恒，设机器人跳出时小车的速度为v，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0－Mv＝0，由能量守恒定律得：E＝＋Mv2，机器人落在小车的B点前做平抛运动，小车做匀速直线运动，对机器人由运动学公式得：h＝gt2，vt＋v0t＝s，联立解得：v0＝，v＝，E＝·，故A、C正确，B、D错误。故选AC。] 4．CD　[设向右为正方向，设人跳离b、c车时对地水平速度为v，在水平方向由动量守恒定律有0＝－m车＋m人v，m人v＝m车vb＋m人v，m人v＝(m车＋m人)·va，所以vc＝，vb＝0，va＝，即vc＞va＞vb，并且c车与a车方向相反，故A、B错误，C、D正确。] 5．D　[设碰前A球的速率为v，根据题意pA＝pB，即mv＝2mvB，得碰前vB＝，碰后vA′＝，由动量守恒定律有mv＋2m×＝m×＋2mvB′，解得vB′＝，所以vA′∶vB′＝∶＝2∶3，D正确。] 6．C　[由于碰撞时间极短，内力远远大于外力，可知A、B相碰时，A和B组成的系统动量近似守恒。根据动量守恒定律，以v0方向为正方向，有mv0＝mvA＋mvB，解得vA＝0.3 m/s，故A错误；根据动能定理，碰撞过程中，B对A做功为W＝解得W＝－21.6 J，故B错误；碰撞过程中，根据动量定理，A对B的冲量大小I＝mvB，解得I＝24 N·s，故C正确；碰撞之前总能量为Ek＝＝22.5 J，碰撞后A、B系统总动能为E′k＝＝15.3 J，由此可知Ek>E′k，故A、B碰撞过程是非弹性碰撞，故D错误。] 7．BCD　[两壶发生正碰后，黄壶的速度应小于红壶，图像①是红壶碰后的运动图像，A错误；冰壶运动的加速度大小a＝ m/s2＝0.2 m/s2，则碰撞后黄壶的速度v1＝0.2×2 m/s＝0.4 m/s，碰撞前后黄壶动量变化量的大小为Δp1＝m(v－v1)＝19.6×(1.8－0.4) kg·m/s＝27.44 kg·m/s，B正确；根据动量守恒定律得mv＝mv1＋mv2，解得碰撞后红壶的速度大小为v2＝1.4 m/s，红壶从开始运动到停止所用的时间t2＝＝7 s，C正确；两冰壶静止时距离Δx＝t2－t1＝4.5 m，D正确。] 8．BC　[设运动员和物块的质量分别为m、m0，规定运动员运动的方向为正方向，运动员开始时静止，第1次将物块推出后，设运动员和物块的速度大小分别为v1、v0，则根据动量守恒定律有：0＝mv1－m0v0，解得v1＝v0；物块与挡板弹性碰撞后，运动方向与运动员同向，当运动员第2次推出物块时，有：mv1＋m0v0＝mv2－m0v0，解得v2＝v0；第3次推出物块时，有：mv2＋m0v0＝mv3－m0v0，解得v3＝v0；以此类推，第8次推出物块后，运动员的速度v8＝v0。根据题意可知，v8＝v0>v0，解得m<15m0＝60 kg；第7次推出物块后，运动员的速度v7＝v0<v0，解得m>13m0＝52 kg。综上所述，该运动员的质量应满足52 kg<m<60 kg，故A、D错误，B、C正确。] 9．B　[以向右为正方向，由h＝gt2可知，爆炸后甲、乙两块做平抛运动的时间t＝1 s，爆炸过程中，爆炸力对沿原方向运动的一块弹片的冲量沿运动方向，故这一块弹片的速度必然增大，即v＞2 m/s，因此水平位移大于2 m，C、D项错误；甲、乙两块在爆炸前后，水平方向不受外力，故水平方向动量守恒，即甲、乙两块的动量改变量大小相等，两块质量比为 3∶1，所以速度变化量大小之比为1∶3，在平抛运动水平方向上有x＝v0t，所以题图A中，v乙＝－0.5 m/s，v甲＝2.5 m/s，|Δv乙|＝2.5 m/s，Δv甲＝0.5 m/s，A项错误；题图B中，v乙＝0.5 m/s，v甲＝2.5 m/s，|Δv乙|＝1.5 m/s，Δv甲＝0.5 m/s，B项正确。] 10．BC　[由题意知两球碰撞的时间极短，碰撞过程中产生极大的内力，两球与桌面间的摩擦力远远小于内力，所以该碰撞过程的动量守恒，A错误；碰后，蓝球做匀减速直线运动且刚好落入袋内，由匀变速直线运动的规律知x1＝t，得蓝球碰后瞬间的速度为v1＝＝1.2 m/s，又两球的加速度大小相等，则由公式v2＝2ax得＝，解得碰后瞬间白球的速度大小为v2＝0.8 m/s，则碰后蓝球与白球的速度之比为3∶2，B正确；碰撞过程中两球组成的系统动量守恒，则mv0＝mv1＋mv2，代入数据解得v0＝2 m/s，C正确；两球碰前的动能为Ek1＝＝2m，两球碰后的总动能为Ek2＝＝1.04m，由于Ek1>Ek2，所以该碰撞过程有机械能损失，即该碰撞为非弹性碰撞，D错误。] 11．解析：(1)取向右为正方向，以C、A为系统研究，根据动量守恒定律有 mCv0＝mCvC＋mAvA 根据机械能守恒定律有＝ 解得vC＝－2 m/s，vA＝8 m/s 即C与A碰撞后A的速度大小为8 m/s。 (2)仍取向右为正方向，以A、B为系统研究，根据动量守恒定律有 mAvA＝(mA＋mB)v 根据能量守恒定律有E损＝－(mA＋mB)v2 解得E损＝48 J。 答案：(1)8 m/s　(2)48 J 12．解析：(1)球1第一次经过P点后瞬间速度变为2v0，所以Fn＝m＝。 (2)球1与球2发生弹性碰撞，且碰后速度大小相等，说明球1碰后反弹，则 m·2v0＝－mv＋m′v m(2v0)2＝mv2＋m′v2 联立解得v＝v0，m′＝3m。 (3)设两球从第一次碰撞到第二次碰撞所用时间为Δt，则 球1从第一次碰撞回到P点所需时间t1＝ 此后到两球再次相碰，有v0t2＋2v0t2＝πR 所以Δt＝t1＋t2＝。 答案：　(2)3m　(3) 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$