9.动量守恒定律-【三新金卷】2027年高三物理一轮复习周测阶梯卷（安徽专用）

2027高考总复习·周测阶梯卷·物理（九） 9.动量守恒定律 班级 姓名 考号 得分 本试卷满分100分，考试时间45分钟 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项 中，只有一项是符合要求的。 1.质量分别为m4和mB的A、B两物体以相等的动能沿相同的水平方向运 动，已知m4>mB,则此时A、B两物体的动量pA和pB的大小关系是 A.PA=PB B.PA>PB C.PAPB D.无法比较 2.如图所示，质量为0.2kg的小球B静止在水平地面上，大小相同的小球A 水平向右运动与小球B发生对心碰撞，碰撞前、后两球的-t图像如图 所示，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是 ◆v/(ms) 12 0.8 0.2 A 777777777h> 01.0 t/s A.碰后小球A反向弹回 B.小球A的质量为0.16kg C.小球B与地面间的动摩擦因数为0.16 D.小球A、B发生的是非弹性碰撞 3.如图所示，长度为l=0.9m的轻绳上端固定，下端连接质量m=1kg的小 球B,小球B恰好和光滑的水平面接触，质量M=3kg的小球A静止在小 球B的左侧。现对小球A施加瞬间冲量使其获得大小为v。=2/s的水 平向右的初速度，A与B发生碰撞且碰撞时间极短，此后轻绳与竖直方向 的最大夹角=60°。两小球均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大 小取g=10m/s2,取水平向右为正方向。下列说法正确的是 A.在碰撞过程中，小球B对小球A的冲量为3N·s B.在碰撞结束瞬间，轻绳对小球B的拉力大小为10N C.小球A与小球B在碰撞过程中没有能量损失 )B D.若小球B的质量变大，碰后轻绳与竖直方向的最大 夹角可能变大 4.如图所示，光滑水平面上有A、B、C三个物体，B、C静止在水平面上，B、C 间用轻质弹簧连接，弹簧处于原长。现A以一定的初速度水平向右运动， A与B相碰（时间极短）过程中，C可视为保持静止。下列说法正确的是 A.若A与B碰撞后粘在一起，则A、B构成 BWC 7717177* 的系统碰撞前后动量不守恒 B.若A与B碰撞后粘在一起，则A、B、C构成的系统碰撞前后动量不 守恒 C.若A与B碰撞后分开，则此后B、C构成的系统动量不守恒 D.无论A与B碰撞后是否粘在一起，A、B、C构成的系统碰撞前后总动 量均守恒 5.如图所示，一质量为m的炮弹刚好水平向右经过地面N点的正上方时发 生爆炸，炸裂为质量相等的A、B两部分，且两部分的速度方向和炮弹爆 炸前的速度方向在同一直线上，爆炸时间极短，其中A部分刚好落在N 点。已知爆炸前炮弹距地面高为h,动能为Ek,重力加速度为g,不计空气 阻力，爆炸前后炮弹总质量不变。则下列说法正确的是 A.在爆炸的前后瞬间，炮弹的机械能和动量均守恒 B.爆炸后炮弹的B部分先落地 C.爆炸释放出的能量为2Ek 777777777777777 D.炮弹的两部分落地点之间的距离为4√mg E.h 6.如图所示，足够长的光滑水平面右侧固定一竖直弹性挡板，质量为12m的 小球A静止在光滑水平面上。质量为m的小球B以初速度v。向左与小 球A发生正碰，每次碰撞后小球B的速度大小均变为原来的，方向向 右。下列说法正确的是 A.第一次碰撞后小球A的速度大小 为2 A 977777777777777777777777777777h07777777777777 B第一次碰撞过程中系统损失的机械能为m心 C.小球A和小球B最多可以碰撞3次 D.小球A和小球B最多可以碰撞5次 高考总复习·周测阶梯卷·物理（九）P9一127一3A 7.一位质量为m的运动员从静止直立状态开始下蹲到向上跳起，经△t时 间，身体伸直并刚好离开地面，速度为，在此过程中，下列说法正确的是 (重力加速度为g) A.地面对运动员的冲量大小为mv十mg△t B.地面对运动员的冲量大小为mv一mg△t C.地面对运动员做的功为7mv D.地面对运动员做的功为0 8.如图所示，两平行光滑杆水平固定放置，两相同的小球M、N分别套在两 杆上，并由一轻质弹簧拴接，开始时弹簧与杆垂直。已知两杆间距为0.4 m,弹簧原长为0.5m,两球的质量都为0.2kg。现给M球一沿杆向右的 大小为v。=3/s的瞬时速度，关于之后的运动，下列说法正确的是 A.M球从开始运动到达到最大速度的过程中，M球 M 做加速度逐渐减小的加速运动 B.弹簧的长度第一次达到0.6m时，M球的速度大小 为3m/s N C.弹簧的长度第二次达到0.6m时，M球的速度大小为3m/s D.弹簧的长度为原长时，M球和N球的动量之和为0.3kg·m/s 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中， 有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选 错的得0分。 9.如图所示，质量为2m的滑块带有半圆弧槽N,且圆弧槽的半径为r,所有 接触面的摩擦力均可忽略。在下列两种情况下均将质量为m且可视为质 点的小球M由右侧的最高点无初速释放，第一种情况滑块固定不动；第 二种情况滑块可自由滑动。下列说法正确的是 A.只有第一种情况，小球可运动到左侧最 高点 B.两种情况下，小球滑到圆弧槽最低点时 的速度之比为1：1 C,第二种情况，小球滑到圆弧槽最低点时，圆弧槽的速度为√38？ D.第二种情况，圆弧槽距离出发点的最远距离为 10.如图甲所示，在光滑的水平面上，A、B两球沿同一直线运动并发生正碰， 如图乙所示为两球碰撞前后的位移一时间图像。已知A球的质量1= 0.2kg。下列说法正确的是 个x/m 16 12 B 8 B (AB 0 t/s 甲 A.碰前B静止，A向右运动 B.碰撞过程中B对A的冲量为一1.2N·s C.B球的质量m2=0.2kg D.碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能 选择题答题栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 三、非选择题：本题共3小题，共58分。 11.(16分)某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示。 光电门2滑块2 遮光条 光电门1 气垫导轨 滑块1 -35 ■■■■■■■■■■ 接气源 30 77777777 水平螺丝 -25 勿 乙 (1)用螺旋测微器测量遮光条宽度d,螺旋测微器的示数如图乙所示，则 其读数为d= mm; (2)用天平测得滑块1、2（均包括遮光条）的质量分别为m1、2; (3)接通气源，将气垫导轨调至水平，将滑块1向左弹出，与静止的滑块2 发生碰撞，碰后两滑块没有粘连，与光电门1相连的计时器显示的挡 光时间为△t1,与光电门2相连的计时器显示的先后挡光时间为△2 和△t3,则碰撞前系统的动量p1= ,碰撞后系统的动量p2 。(用所测物理量的符号表示) 12.(20分)如图所示，在长木板的两端固定厚度不计的挡板，组装成质量为 2kg的滑槽C,C与水平地面间的动摩擦因数41=0.1，最初C静止在地 面上。质量为2kg的物块A与质量为4kg的B紧靠在一起，静置于C 上的O点。O点到左挡板的距离为8m,O点到右挡板的距离为5.25m。 物块A下表面光滑，其左侧面粘有一块质量不计的橡皮泥（图中未画 出)，该侧面发生碰撞时能够与物体粘在一起；右侧嵌有一质量、大小均 不计的微型弹射装置，能够瞬间弹开与其接触的物体，不考虑该过程能 量损失。物块B与C之间的动摩擦因数μ2=0.2，某一时刻打开弹射装 置，B瞬间获得4m/s的速度。A、B可视为质点，所有碰撞时间极短，最 大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2。 (1)求弹射装置释放的能量E: (2)B与C是否发生碰撞？若不碰撞，请分析原因；若发生碰撞，将B与 C之间的碰撞视为弹性碰撞，求B碰后的速度大小。 高考总复习·周测阶梯卷·物理（九）P9一227-3A 13.(22分)如图，质量为M的匀质凹槽放在光滑水平地面上，凹槽内有一个 半椭圆形的光滑轨道，椭圆的半长轴和半短轴分别为α和b,长轴水平， 短轴竖直。质量为m的小球，初始时刻从椭圆轨道长轴的右端点由静止 开始下滑。以初始时刻椭圆中心的位置为坐标原点，在竖直平面内建立 固定于地面的直角坐标系xOy,椭圆长轴位于x轴上。整个过程凹槽不 翻转，重力加速度为g。 (1)小球第一次运动到轨道最低点时，求凹槽的速度大小以及凹槽相对 于初始时刻运动的距离； (2)在平面直角坐标系xOy中，求出小球运动的轨迹方程； (3老”产。求小球下降A=台西度时，小球程对于地面份流度大小 (结果用a、b及g表示)。(九) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D D B D B CD AB 1.【答案】B 【解析】由E。=了m时=多得力=VBmE,因为mA>m、E4=Ea,所以p4>,B正确。 2m 2.【答案】D 【解析】由图可知碰前vA=1.0m/s,碰后0A=0.2m/s,vB=0.8m/s,碰后A球速度方向没变，A错误；由动量 守恒得m4wA=m40A十mw,解得=m三0.2kg,B错误：由碰前图像可得A球的加速度a=·。.0m5 =0.2m/s2,由A球虚线可得经5s时间B球速度减为0，可得，B球的加速度为0.16m/s2,小球B与地面间的 动卑擦因数为0.016，C错误；7m,ui>2mo+了mi,小球A,B发生的是非弹性躂撞，D正确。 3.【答案】C 【解析】对小球B,由机械能守恒定律得：mg1(1一c0s60)=2mi,解得：0=3m/s,对小球A与小球B组成的 系统，由动量守恒定律得：M,=MoA十mv,解得：vA=1m/s,所以在碰撞过程中，小球B对小球A的冲量为： IA=M-M=一3N·s,A错误；对小球B,由牛顿第二定律得：T-mg=m华，解得：T=20N,B错误；对小 球A与小球B组成的系统，碰撞前的总动能为：E。=MG=6J,碰撞后的总动能为：Ew=M十2m 2Mv 6,所以小球A与小球B在碰撞过程中没有能量损失，C正确：由ABC分析可得：co0=1一C一)1一2 1 ?,当小球B的质量变大时，c0s0变大，轻绳与竖直方向的最大夹角变小，D错误。 (1+ 4.【答案】D 【解析】A、B碰撞的瞬间，弹簧处于原长状态，A、B构成的系统碰撞前后总动量守恒，A错误；无论A、B碰撞后 是否粘在一起，A、B、C构成的系统碰撞前后总动量均守恒，B错误、D正确；若A、B碰撞后分开，则弹簧对B、C 作用的力属于内力，B、C构成的系统动量守恒，C错误。 5.【答案】D 【解析】在爆炸的整个过程中，炮弹机械能增加，A错误；两部分在竖直方向均做自由落体运动，能同时落地，下落 时间均为 历，B错误：根据动量守恒定律得mW=了mm十了m,根据题意得2m暖=E,=0,代人解得功 V P 2√医，故号×日m十号×号md=2E,我得的能技△正=2BR=B,C信误：炮弹的两部分落地点之 间的距离为dr=t,h=Z8,解得△r=4√ E边，D正确。 6.【答案】B 【解析】小球A和小球B在碰撞过程满足动量守恒定律，规定向左为正方向。第一次碰撞：m=12m一m× 号，解得：-wA箭误；第一次碰撞过程中系统损失的机械能为：△6=ma6一号×12m-号m× 5 (停)广-名m,B正确：第二次碰撞：12m十m×=12m-×(停），解得：1X7+5-是。 72 w=7w< 京w:第三次藏撞：12m+m×(停)4=12m一m×(停)广解得：12X7+5。 73 9<君w第四次 w=10 碰撞：12m十m×(号）=12m,一m×(号)）w,解得：= 109×7+53 888 -0 。5。。:所以小球A和小求 B最多可以碰撞4次，CD错误。 7.【答案】D 【解析】在此过程中，运动员重力的冲量为g△t,方向向下，运动员动量的变化量为mw,方向向上，根据动量定理 可知，地面对运动员的冲量为m0十mg△t,方向向上，A错误；运动员起跳过程中，地面对运动员的作用力没有产 生位移，地面对运动员做的功为0，D正确。 高考总复习·周测阶梯卷·物理（九）·答案P1927-3AJ 8.【答案B 【解析】M球沿杆向右运动，由于受到弹簧的弹力作用，M球在开始的一段时间内做加速度先增大后减小的加速 运动，直到达到运动中的最大速度，A错误；弹簧第一次达到0.5（原长）时，M球开始减速，弹簧第一次达到0. 6m时，弹簧的弹性势能与开始时相等，M、N两球速度方向相反，设M球速度为oM,N球速度为vN,由动量守 恒定律有mw=mw十mw,由机镀能守恒定律有m暖=m成十了m碳，联立解得w=3m/s,o=0,舍去不 合题意解，B正确：弹簧第二次达到0.6m时，由动量守恒定律有mw=mow十mu,由机械能守恒定律有号m呢 飞7m十7m,解得M=0,0=3m/s,含去不合题意解，C错误；系统动量守恒，故p=p,三0.6kg·ms,D 错误。 9.【答案】CD 【解析】当圆弧槽固定时，由机械能守恒定律mgr=mgh可知，则h=r,小球M能运动到圆弧槽左侧的最高点；当 圆弧槽自由滑动时，对于M、V组成的系统，水平方向动量守恒，小球M从圆弧槽的右端最高点由静止释放时， 系统动量为零，设小球M到达左侧最高点的速度为1，则1=0，由机械能守恒定律可知，小球M能运动到圆弧 槽左侧的最高点，A错误；当圆弧槽固定时，小球M到最低点时的速度为o,则由机械能守恒定律 得mgr三号m,解得三√2gr;当圆弧槽自由滑动时，设小球M到达最低点时的速率为0，此时圆弧槽的速率 为，根据动量守恒定律得0=mm一2m,解得d=号，根超机械能守恒定律得mgr=了m+号×2m,解得 -√传r。√兮r,两种情况下小球滑到圆弧精最低点时的遮度之比为后：反，B错误.C正确小球M 4 和圆弧槽组成的系统在水平方向上动量守恒，当小球运动到左侧最高点时，圆弧槽向右运动的位移最大，设圆弧 槽向右的最大位移为x,根据动量守恒定律得：m(2,一)=2m,计算得出：x=号，D正确。 10.【答案】AB 【解析】由题图乙可知，碰前B球在x=8m处静止，A球匀速向右运动，A正确：碰前A球的速度，=号m/s 4ms,碰后A球的速度u。二8ms三2m/s,碰后B球的速度二。6m/s=2m/s,则碰值前后A球 的动量变化△p1='一m11=一1.2kg·m/s,则碰撞过程中B球对A球的冲量I1=△p1=一1.2N·s,B 正确；根据动量守恒定律，有mU1='十m22',得m2=0.6kg,C错误；碰撞过程中系统损失的机械能△Ek 2m102 (合m+m）=0,D错误。 /1 11.【答案】(1)6.300(3)d4+md △t1△t2T△t3 【解析】(1)遮光条的宽度即螺旋测微器的示数为d=6mm十0.01mm×30.0=6.300mm: ③)碰撞前滑块1的速度为二号，碰撞前系统的动量力=心公：碰撞后滑块2的速度为三滑块 几的速度为心三是藏撞后系统的动量，=4十m,必=士心，山 △t2△t3 12.【解析】(1)A、B弹射过程中动量和能量守恒，则 mBU=mAv? Emai+7n,时 1 解得2=8m/s,E=96J (2)C对B的摩擦力f=mg=8N 地面对C的最大静摩擦力f2=(mA十mB十mc)g=8N f=f2,说明接下来C处于静止状态。 设L1=8m,L2=5.25m 经过1后A运动到左销板处：4-品令。=1 1s时AC碰撞并粘在一起：mAv2=(mA+mc) 解得v3=4m/s 01s过程，B的加速度大小：4一后-誉m/g=2m/g 高考总复习·周测阶梯卷·物理（九）·答案P2027一3AJ 运动的位移=-74，片=3m 1s时B的速度大小o4=-a1t1=2m/s 1s时B到右挡板的距离为：x2=L2一x1=5.25一3m=2.25m 1s后B的加速度仍为a,A,C的加速度大小a,二十流=88m/g4m/令 设再经过后，B到达右挡板，侧有：0与一1号十一a号= 1 解得t2=0.5s(另一解1.5s,此前B与C的速度均已经减为0，故舍弃) 综上：B与C能够发生碰撞 0.5s时，B的速度大小vs=v4一a1t2=1m/s,AC整体的速度：v6=一十a2t2=一2m/s(方向水平向左) BC之间碰撞为弹性碰撞： mwvs+(mA+mc)v=mBv+(mA+mc)vs mw+号(：十me)d=m:oi+号（十m:d 1 解得w,=-2m/s,=1m/s,则B碰后的速度大小为2m/s 13.【解析】(1)小球运动到最低点时小球和凹槽水平方向系统动量守恒，取向左为正 0=mw1-M2 小球运动到最低点的过程中系统机械能守恒 mgb- 1 「2mgb 联立解得=√MP+Mm 因水平方向在任何时候都动量守恒即 0=mu1-M2 两边同时乘t可得 mx=Mx2 且由几何关系可知 x+x2=a m 联立解得=M十m (2)小球向左运动过程中凹槽向右运动，当小球的坐标为(x,y)时，此时凹槽水平向右运动的位移为△x,根据上 式有 m(a-x)=M·△x 则小球现在在凹槽所在的椭圆上，根据数学知识可知此时的椭圆方程为 x-△)2+=1 62 整理得xM士m）-ma+关=】 Ma2 62 (3)将山b代人小球的轨迹方程化简可得 m a-b' [x-(a-b)]2+y2=b2 即此时小球的轨迹为以(a一b)为圆心，b为半径的圆，则当小球下降的高度为乡时有如图 此时可知速度和水平方向的的夹角为60°，小球下降号的过程中，系统水平方向动量 守恒 0=mcos60°-Mu 系统机械能守恒 mg?-m暖+号Md 4gb2 联立得v=√a十3 =2ba+36 高考总复习·周测阶梯卷·物理（九）·答案P2127一3AJ