人教高考物理一輪穩優提優題：動量守恒定律與近代物理練習及答案專題：動量守恒定律與近代物理一、選擇題1、如圖所示,將質量為M1、半徑為R且內壁光滑的半圓槽置于光滑水平面上,左側靠墻角,右側靠一質量為M2的物塊。今讓一質量為m的小球自左側槽口A的正上方h高處從靜止開始落下,自A點與圓弧槽相切進入槽內,則以下結論正確的是()A.小球在槽內運動的全過程中,小球與半圓槽在水平方向動量守恒B.小球在槽內運動的全過程中,小球、半圓槽和物塊組成的系統動量守恒C.小球離開C點以后,將做豎直上拋運動D.槽與墻不會再次接觸【參考答案】D【參考解析】小球從A→B的過程中,半圓槽對球的支持力沿半徑方向指向圓心,而小球對半圓槽的壓力方向相反指向左下方,因為有豎直墻擋住,所以半圓槽不會向左運動,可見,該過程中,小球與半圓槽在水平方向受到外力作用,動量并不守恒,而由小球、半圓槽和物塊組成的系統動量也不守恒;從B→C的過程中,小球對半圓槽的壓力方向向右下方,所以半圓槽要向右推動物塊一起運動,因而小球參與了兩個運動,一個是沿半圓槽的圓周運動,另一個是與半圓槽一起向右運動,小球所受支持力方向與速度方向并不垂直,此過程中,因為有物塊擋住,小球與半圓槽在水平方向動量并不守恒,在小球運動的全過程,水平方向動量也不守恒,選項A、B錯誤;當小球運動到C點時,它的兩個分運動的合速度方向并不是豎直向上,所以此后小球做斜上拋運動,選項C錯誤;因為全過程中,整個系統在水平方向上獲得了水平向右的沖量,最終槽與墻不會再次接觸,選項D正確。2、如圖所示，足夠長的固定光滑斜面傾角為θ，質量為m的物體以速度v從斜面底端沖上斜面，達到最高點后又滑回原處，所用時間為t．對于這一過程，下列判斷正確的是()A．斜面對物體的彈力的沖量為零B．物體受到的重力的沖量大小為mgtC．物體受到的合力的沖量大小為零D．物體動量的變化量大小為mgsinθ·t解析：選BD．由沖量的求解公式可知，斜面對物體的彈力的沖量為mgcosθ·t，選項A錯誤；物體受到的重力的沖量大小為mgt，選項B正確；物體回到斜面底端的速度仍為v，方向與初速度方向相反，故根據動量定理可知，物體受到的合力的沖量大小為2mv，選項C錯誤；因整個過程中物體所受的合力為mgsinθ，則根據動量定理可知，物體動量的變化量大小為mgsinθ·t，選項D正確．3、如圖所示，一質量M＝3．0kg的長方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一個質量m＝1．0kg的小木塊A，同時給A和B以大小均為4．0m/s，方向相反的初速度，使A開始向左運動，B開始向右運動，A始終沒有滑離B板，在小木塊A做加速運動的時間內，木板速度大小可能是()A．2．1m/s B．2．4m/sC．2．8m/s D．3．0m/s解析：選AB．以A、B組成的系統為研究對象，系統動量守恒，取水平向右方向為正方向，從A開始運動到A的速度為零過程中，由動量守恒定律得：(M－m)v0＝MvB1，代入數據解得：vB1＝2．67m/s，當從開始到A、B速度相同的過程中，取水平向右方向為正方向，由動量守恒定律得：(M－m)v0＝(M＋m)vB2，代入數據解得：vB2＝2m/s，則在木塊A正在做加速運動的時間內B的速度范圍為：2m/s＜vB＜2．67m/s，故選項A、B正確．4、用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在照相底片上先后出現如圖甲、乙、丙所示的圖象，則()A．圖象甲表明光具有粒子性B．圖象乙表明光具有波動性C用紫外線觀察不到類似的圖象D．實驗表明光是一種概率波解析：選ABD．圖象甲曝光時間短，通過光子數很少，呈現粒子性．圖象乙曝光時間長，通過了大量光子，呈現波動性，故A、B正確；同時也表明光波是一種概率波，故D也正確；紫外線本質和可見光本質相同，也可以發生上述現象，故C錯誤．5、物理學重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對事實觀察的基礎上．下列說法正確的是()A．天然放射現象說明原子核內部是有結構的B．電子的發現使人們認識到原子具有核式結構C．α粒子散射實驗的重要發現是電荷是量子化的D．密立根油滴實驗表明核外電子的軌道是不連續的解析：選A．天然放射現象說明原子核內部是有結構的，人們認識原子核的復雜結構是從天然放射現象開始的，選項A正確．電子的發現說明了原子是可以分割的，是由更小的微粒組成的，選項B錯誤．由α粒子散射實驗建立了原子的核式結構模型，選項C錯誤．密立根油滴實驗說明物質所帶電荷量是量子化的，選項D錯誤．6、如果一個系統不受外力，或者所受外力的矢量和為零，這個系統的總動量保持不變，這就是動量守恒定律．若一個系統動量守恒時，則()A．此系統內每個物體所受的合力一定都為零B．此系統內每個物體的動量大小不可能都增加C．此系統的機械能一定守恒D．此系統的機械能可能增加解析：選D．若一個系統動量守恒，則整個系統所受的合力為零，但是此系統內每個物體所受的合力不一定都為零，A錯誤．此系統內每個物體的動量大小可能會都增加，但是方向變化，總動量不變這是有可能的，B錯誤．因系統合外力為零，但是除重力以外的其他力做功不一定為零，故機械能不一定守恒，系統的機械能可能增加，也可能減小，C錯誤，D正確．7、載人飛船從發射、進入軌道、加速變軌，最后進入圓形軌道穩定運行．如圖是載人飛船正在加速變軌的過程，如下相關的說法中，正確的是()A．進入新軌道后的周期比低軌道的周期大B．進入新軌道后的速率比低軌道的速率小C．進入新軌道后，飛船的加速度變小D．飛船在圓形軌道運行時，宇航員處于超重狀態解析：選ABC．載人飛船加速變軌后軌道半徑增大，但在不同的圓形軌道上都滿足萬有引力提供向心力．由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r＝meq\f(v2,r)＝ma，得T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，v＝eq\r(\f(GM,r))，a＝eq\f(GM,r2)，由此可知，軌道半徑越大，周期越大、線速度和加速度越小，故飛船進入新軌道后的周期變大，速率和加速度變小，故A、B、C均正確．飛船在圓形軌道運行時，地球對宇航員的引力完全提供向心力，宇航員處于失重狀態，故D錯誤．8、我國女子短道速滑隊在世錦賽上實現了女子3000m接力三連冠．如圖所示，觀察發現，“接棒”的運動員甲提前站在“交棒”的運動員乙前面，并且開始向前滑行，待乙追上甲時，乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出．在乙推甲的過程中，忽略運動員與冰面間在水平方向上的相互作用，則()A．甲對乙的沖量大小一定等于乙對甲的沖量大小B．甲、乙的動量變化一定大小相等方向相反C．甲的動能增加量一定等于乙的動能減少量D．甲對乙做多少負功，乙對甲就一定做多少正功解析：選AB．乙推甲的過程中，他們之間的作用力大小相等，方向相反，作用時間相等，根據沖量的定義，甲對乙的沖量與乙對甲的沖量大小相等，但方向相反，選項A正確；乙推甲的過程中，遵守動量守恒定律，即Δp甲＝－Δp乙，他們的動量變化大小相等，方向相反，選項B正確；在乙推甲的過程中，甲、乙的位移不一定相等，所以甲對乙做的負功與乙對甲做的正功不一定相等，結合動能定理知，選項C、D錯誤．9、在光電效應實驗中，用同一種單色光，先后照射鋅和銀的表面，都能發生光電效應．對于這兩個過程，下列四個物理量中，一定不同的是()A．遏止電壓 B．飽和光電流C．光電子的最大初動能 D．逸出功解析：選ACD．同一種單色光照射不同的金屬，入射光的頻率和光子能量一定相同，金屬逸出功不同，根據光電效應方程Ekm＝hν－W0知，最大初動能不同，則遏止電壓不同；同一種單色光照射，入射光的強度相同，所以飽和光電流相同．10、假設進行太空行走的宇航員A和B的質量分別為mA和mB，他們攜手勻速遠離空間站，相對空間站的速度為v0．某時刻A將B向空間站方向輕推，A的速度變為vA，B的速度變為vB，則下列各關系式中正確的是()A．(mA＋mB)v0＝mAvA－mBvBB．(mA＋mB)v0＝mAvA＋mB(vA＋v0)C．(mA＋mB)v0＝mAvA＋mB(vA＋vB)D．(mA＋mB)v0＝mAvA＋mBvB解析：選D．本題中的各個速度都是相對于空間站的，不需要轉換．相互作用前系統的總動量為(mA＋mB)v0，A將B向空間站方向輕推后，A的速度變為vA，B的速度變為vB，動量分別為mAvA、mBvB，根據動量守恒定律得(mA＋mB)v0＝mAvA＋mBvB，故D正確．二、非選擇題1、如圖所示，在光滑水平面的左側固定一豎直擋板，A球在水平面上靜止放置，B球向左運動與A球發生正碰，B球碰撞前、后的速率之比為3∶1，A球垂直撞向擋板，碰后原速率返回．兩球剛好不發生第二次碰撞，A、B兩球的質量之比為__________，A、B兩球碰撞前、后的總動能之比為__________．解析：設碰前B球的速度為v0，A碰墻后以原速率返回恰好不發生第二次碰撞，說明A、B兩球碰撞后速度大小相等、方向相反，即分別為eq\f(1,3)v0和－eq\f(1,3)v0根據動量守恒定律，得mBv0＝mBeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(1,3)v0))＋mA·eq\f(1,3)v0解得mA∶mB＝4∶1A、B兩球碰撞前、后的總動能之比為eq\f(\f(1,2)mBveq\o\al(2,0),\f(1,2)mA\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)v0))\s\up12(2)＋\f(1,2)mB\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(1,3)v0))\s\up12(2))＝eq\f(9,5)．答案：4∶19∶52、如圖所示，