2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)動(dòng)量定理與動(dòng)量守恒專練（4）

1.在列車編組站里，一節(jié)動(dòng)車車廂以1m/s的速度碰上另一節(jié)靜止的拖車車廂，碰后兩節(jié)車廂結(jié)

合在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng).已知兩節(jié)車廂的質(zhì)量均為201,則碰撞過程拖車車廂受到的沖量大小為（碰撞

過程時(shí)間很短，內(nèi)力很大）（）

A.ION.sB.20N-SC.lxlO4NsD.2xl04Ns

2.如圖所示，水平傳送帶沿順時(shí)針方向以恒定速率均勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶的右側(cè)上方固定一擋板。

在f=0時(shí)刻，將一滑塊輕輕放在傳送帶的左端。當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到擋板所在的位置時(shí)，與擋板發(fā)

生碰撞，已知碰撞時(shí)間極短，不計(jì)碰撞過程中的能量損失。某同學(xué)畫出了滑塊從f=0時(shí)刻到

與擋板第二次碰撞前的V—圖像，其中可能正確的是（）

固定擋板

3.43兩球沿一直線發(fā)生正碰，如圖所示的X—圖象記錄了兩球碰撞前后的運(yùn)動(dòng)情況，圖中

的a、b分別為碰撞前A、3兩球的x—圖線.碰撞后兩球粘合在一起,c為碰撞后整體的x—圖

線.若4球的質(zhì)量外=2kg,則下列說法正確的是（）

A.B球的質(zhì)量〃5=lkg

B.相碰時(shí)，2對(duì)A所施沖量大小為3N-s

C.碰撞過程中，A8兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為10J

D.48碰撞前總動(dòng)量為-3kg.m/s

4.如圖所示為一空間探測(cè)器的示意圖，小鳥、與、鳥是四個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，小月的連線與空間

一固定坐標(biāo)系的x軸平行，巴、鳥的連線與y軸平行，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)開動(dòng)時(shí)，都能向探測(cè)器提供

推力，但不會(huì)使探測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)，探測(cè)器以恒定的速率%向x軸正方向平動(dòng)，要使探測(cè)

器改為向x軸正向偏y軸負(fù)向60。的方向以原來(lái)的速率%平動(dòng)，則可（）

A.先開動(dòng)々適當(dāng)時(shí)間，再開動(dòng)舄B.先開動(dòng)巴適當(dāng)時(shí)間，再開動(dòng)巴

C.先開動(dòng)打適當(dāng)時(shí)間，再開動(dòng)巴D.先開動(dòng)呂適當(dāng)時(shí)間，再開動(dòng)巴

5.如圖所示，質(zhì)量為用=100g的小球乙用長(zhǎng)為/=0.6m的輕繩懸于。點(diǎn)，另一等大的質(zhì)量為

見=300g的小球甲放在光滑的水平面上，小球甲、乙均可視為質(zhì)點(diǎn)。現(xiàn)給小球甲一水平向右

的速度%=4m/s,經(jīng)過一段時(shí)間兩小球發(fā)生正碰，且碰后小球甲的速度變?yōu)閣=2m/s,以后

小球乙在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度g=10m/s2。則下列說法正確的是（）

[0

A.碰后瞬間小球乙的速度大小為6m/s

B.小球甲和小球乙碰撞的過程中損失的機(jī)械能為0.6J

C.小球乙在最高點(diǎn)時(shí)輕繩的拉力大小為零

D.兩小球碰后的瞬間輕繩的拉力大小為6N

6.如圖所示，三個(gè)完全相同且質(zhì)量均為m的正方體疊放在水平地面上;鎖定后正方體2的4個(gè)斜

面均與水平方向成45。角.若不計(jì)一切摩擦，解除鎖定后，正方體2下落過程中未發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),下列說

法正確的是（）

A.解除鎖定前,正方體2對(duì)1的壓力大小為日能g

B.正方體2與正方體1、3分離前的速度與正方體1的速度總是大小相等

C.正方體2落地前,1、2、3構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒

D.正方體2落地前,1、2、3構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

7.如圖所示，質(zhì)量為機(jī)的半圓軌道小車靜止在光滑的水平地面上，其水平直徑/W長(zhǎng)度為2R,

現(xiàn)將質(zhì)量也為〃?的小球從距A點(diǎn)正上方為高處由靜止釋放，然后由A點(diǎn)經(jīng)過半圓軌道后從B

3

沖出，在空中能上升的最大高度為二%（不計(jì)空氣阻力，小球可視為質(zhì)點(diǎn)），則（）

4

A.小球和小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

B.小車向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為

C.小球離開小車后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)

13

D.小球第二次能上升的最大高度h滿足

8.將兩個(gè)體積相同的小球A、B（可視為質(zhì)點(diǎn)）用等長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板上同一點(diǎn).如圖所示,

使8球靜止，拉起A球，放開后A與8碰撞，不計(jì)碰撞過程中的機(jī)械能損失，下列描述正確

的是（）

A.若A、8兩球都是鋼球，則碰撞后A球靜止在最低點(diǎn)，8球向右運(yùn)動(dòng)

B.若A球是鋼球，8球?yàn)樗芰锨颍瑒t碰撞后一起向右運(yùn)動(dòng)

C.若A球是塑料球，8球是鋼球，則碰撞后4球向左運(yùn)動(dòng)，B球向右運(yùn)動(dòng)

D.若48兩球都是塑料球，則碰撞后一起向右運(yùn)動(dòng)

9.在某次軍演中，炮兵使用了炮口與水平方向的夾角，可調(diào)節(jié)的迫擊炮，已知迫擊炮的總質(zhì)量

為M（不包括炮彈的質(zhì)量），炮彈的質(zhì)量為〃?，忽略迫擊炮與水平面之間的摩擦力及炮管長(zhǎng)

度。則下列說法正確的是（）

A.如果。=0。，炮彈離開炮口的速度為％時(shí);炮身后退的速度為:嘰

M-m

B.如果6=0°,炮彈離開炮口的速度為總時(shí)，炮身后退的速度為粵

C.如果6=0°,炮彈相對(duì)炮口的速度為%時(shí)，炮身后退的速度為」鷲

M-m

D.如果6=60°,炮彈離開炮口的速度為%時(shí)、炮身后退的速度為外

2M

10.如圖所示，A、3兩物體質(zhì)量之比%：，%=3:2,原來(lái)靜止在平板小車C上，43間有一

根被壓縮的彈簧，地面光滑。彈簧突然釋放后，下列說法正確的是（）

A.若48與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒

B.若48與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B、C組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒

C.若43所受的摩擦力大小相等，A8組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒

D.若48所受的摩擦力大小相等，A、B、C組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒

11.某物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律及測(cè)定平臺(tái)上A點(diǎn)左側(cè)與滑

塊a之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn).在足夠大的水平平臺(tái)上的A點(diǎn)放置一個(gè)光電門，A點(diǎn)右側(cè)為光

滑水平面，左側(cè)為粗糙水平面，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間.采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A.在小滑塊a上固定一個(gè)寬度為d的窄擋光片；

B.用天平分別測(cè)出小滑塊“（含擋光片）和小球b的質(zhì)量，斗、叫:

C.在〃和〃間用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的輕短彈簧，靜止放置在平臺(tái)上；

D.燒斷細(xì)線后，a、b瞬間被彈開，向相反方向運(yùn)動(dòng)；

E.記錄滑塊a通過光電門時(shí)擋光片的遮光時(shí)間Z；

F.滑塊”最終停在C點(diǎn)（圖中未畫出），用刻度尺測(cè)出A、C之間的距離與；

G.小球6從平臺(tái)邊緣飛出后，落在水平地面的8點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出平臺(tái)距水平地面的高度

及平臺(tái)邊緣垂線與B點(diǎn)之間的水平距離力;

H.改變彈簧壓縮量，進(jìn)行多次測(cè)量.

（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量擋光片的寬度，如圖乙所示，則擋光片的寬度為mm；

（2）該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，則只需驗(yàn)證a、力彈開后的動(dòng)量大小相等，即。的動(dòng)量大小

等于b的動(dòng)量大小；（用上述實(shí)驗(yàn)所涉及物理量的字母表示）

（3）改變彈簧壓縮量，多次測(cè)量后，該興趣小組得到4C的距離與與去，的關(guān)系圖象如

圖丙所示，圖象的斜率為左，則平臺(tái)上A點(diǎn)左側(cè)與滑塊〃之間的動(dòng)摩擦因數(shù)大小為.

（用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)字母表示）

12.飛船在遠(yuǎn)離星球的宇宙深處航行時(shí)，共他星體對(duì)飛船的萬(wàn)有引力作用很微弱，可忽略不計(jì),

此時(shí)飛船將不受外力作用做勻速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)想有一質(zhì)量為M的宇宙飛船，正以速度%在宇宙

中飛行.飛船可視為橫截面積為S的圓柱體（如圖所示）.某時(shí)刻飛船監(jiān)測(cè)到前面有一片塵埃云.

已知塵埃云分布均勻，密度為小假設(shè)塵埃靜止，與飛船發(fā)生的是彈性碰撞，且不考慮塵埃間的

相互作用.為了保證飛船能以速度％勻速穿過塵埃云，在剛進(jìn)入塵埃云時(shí)，飛船立即開啟內(nèi)置

的離子加速器.已知該離子加速器是利用電場(chǎng)加速帶電粒子，形成向外發(fā)射的高速（遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于

飛船速度）粒子流，從而對(duì)飛船產(chǎn)生推力.若發(fā)射的是一價(jià)陽(yáng)離子，每個(gè)陽(yáng)離子的質(zhì)量為，力

加速電壓為U,元電荷為e.在向外發(fā)射高速粒子流的過程中飛船質(zhì)量的變化可忽略.求單位時(shí)

間內(nèi)射出的陽(yáng)離子數(shù).

答案以及解析

1.答案：c

解析：動(dòng)車車廂和拖車車廂碰撞過程動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有機(jī)%=2〃”,對(duì)拖車車廂，根

據(jù)動(dòng)量定理有I=的,聯(lián)立解得/=lxlO4N-s，選項(xiàng)C正確.

2.答案：A

解析：傳送帶沿順時(shí)針方向勻速率轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊輕放在傳送帶左端后，先向右做初速度為零的

勻加速直線運(yùn)動(dòng)，如果傳送帶足夠長(zhǎng)，滑塊加速到與傳送帶的速度相同，即％,然后與傳送

帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，與擋板碰撞后滑塊以初速度-%向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為零后再

向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，與擋板發(fā)生第二次碰撞時(shí)速度為%,滑塊在傳送帶上

做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度大小相等，故A正確。

3.答案：C

4-10

解析：由XT圖線的斜率等于速度可知，碰撞前A球的速度以=—5—m/s=-3m/s,B球的

4?-4

速度為力碰撞后A、B兩球的速度相等，為V；=4=v=《一m/s=-lm/s,

4

對(duì)A、8組成的系統(tǒng)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得也以+〃%%=（利A+%）丫，解得%=]kg,選項(xiàng)A

錯(cuò)誤；對(duì)4,由動(dòng)量定理得B對(duì)A所施沖量為/=網(wǎng)^-%以=4N-s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；碰撞過

程中，A、8兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能畋=；m/：+；〃％/-；（%+，％）5，代入數(shù)據(jù)解得

A￡k=10J,選項(xiàng)C正確；A、3碰撞前總動(dòng)量為。=嗎以+外%n-5kg-m/s,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

4.答案：A

解析：探測(cè)器原來(lái)沿著x軸正方向以速率%飛行，具有的動(dòng)量為〃叫,方向沿x軸正方向。如

要通過操作小巴、P、、乙四個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，利用反沖使得探測(cè)器仍以速率%沿著x軸正向偏y

軸負(fù)向60。的方向平動(dòng)，即探測(cè)器動(dòng)量的x分量由〃叫變?yōu)榧?cos60°=gm%,而y分量由0

變?yōu)?機(jī)%sin60°=根據(jù)反沖規(guī)律可判定，為了使探測(cè)器運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向，必須要開動(dòng)x軸

正方向噴氣的發(fā)動(dòng)機(jī)耳一段時(shí)間，以使探測(cè)器動(dòng)量的x分量由切%變?yōu)間，"%,必須要開動(dòng)向

y軸正方向噴氣的舄一段時(shí)間，以使探測(cè)器動(dòng)量的y分量由0變?yōu)?亭W彩,選項(xiàng)A正確。

5.答案：A

解析：碰撞過程中，小球甲、乙組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，選取小球甲運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较颍?/p>

據(jù)動(dòng)量守恒定律得町%=犯匕+外外，代入數(shù)據(jù)可得%=6m/s,A正確；兩球碰撞過程中損失

的機(jī)械能為=代入數(shù)據(jù)解得AE=O,B錯(cuò)誤；碰后小球乙由最低

點(diǎn)擺至最高點(diǎn)的過程中，小球乙的機(jī)械能守恒，設(shè)到最高點(diǎn)時(shí)的速度為匕，則由機(jī)械能守恒

定律得少%q=gg4+,%g.2/,在最高點(diǎn)進(jìn)行受力分析得7+叱8=嶼。，代入數(shù)據(jù)解得

T=1N,C錯(cuò)誤；兩小球碰后的瞬間7'-嗎8=嗎。，代入數(shù)據(jù)解得T'=7N,D錯(cuò)誤。

6.答案：AB

解析:解除鎖定前，對(duì)正方體2受力分析，由平衡條件可知2Ncos45°=加g,解得N=咫，由牛

頓第三定律可知,正方體2對(duì)1的壓力大小為［zng，選項(xiàng)A正確;由幾何關(guān)系可知,正方體2與

正方體1、3分離前下落的高度總等于正方體1向左移動(dòng)的距離，可知正方體2落地前的速度與

正方體1的速度總是大小相等，選項(xiàng)B正確;正方體2落地前,1、2、3構(gòu)成的系統(tǒng)由于只有2的

重力做功，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;正方體2落地前』、2、3構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向所受

合外力為零,則水平方向動(dòng)量守恒，但豎直方向所受合外力不為零,故系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒，選項(xiàng)D

錯(cuò)誤.

7.答案：CD

解析：小球與小車組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零，系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，小

球與小車組成的系統(tǒng)在豎直方向所受合外力不為零，系統(tǒng)在豎直方向上動(dòng)量不守恒，選項(xiàng)A

錯(cuò)誤；當(dāng)小球向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)任一時(shí)刻小球速度的水平分量大小為u,小車的速度大小為M,

根據(jù)系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，以向右為正方向，得mu+m(-M)=O,即丫=U，則小球在水平

方向的位移大小x與小車在水平方向的位移大小V相等，又x+x，=2R,解得小車向左運(yùn)動(dòng)

的最大距離x'=R,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；小球與小車組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，系統(tǒng)水平方向動(dòng)

量為零，小球離開小車時(shí)兩者在水平方向速度相等，則小球離開小車時(shí)小球與小車水平方向

速度均為零，小球離開小車后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；小球第一次在車中運(yùn)動(dòng)過程中，

31

由功能關(guān)系得“?(4-j4)=Q=叱”為，小球第二次在車中運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)應(yīng)位置處速

度變小，小車對(duì)小球的彈力變小，小球克服摩擦做的功變少，即叱,設(shè)小球第二次

3113

能上升的最大高度為"，由功能關(guān)系得，咫勺％-0=口%<7咫％，解得3%<八（小選項(xiàng)

D正確.

8.答案：AC

解析：若48兩球都是鋼球，則兩球質(zhì)量相等，不計(jì)碰撞過程中的機(jī)械能損失，根據(jù)彈性碰

撞過程中動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒，得碰撞后兩球交換速度，所以碰撞后A球靜止在最低點(diǎn)，B

球向右運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確，同理可得選項(xiàng)D錯(cuò)誤；若A球是鋼球，B球?yàn)樗芰锨颍瑒tA球質(zhì)

量大于8球，根據(jù)彈性碰撞過程中動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒，得碰撞后兩球速度方向相同，但A

球速度小于B球速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若A球是塑料球，B球是鋼球，則A球質(zhì)量小于8球，

根據(jù)彈性碰撞過程中動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒，得碰撞后A球速度向左，3球速度向右，選項(xiàng)C

正確.

9答案:BD

解析：如果。=0°,炮彈沿水平方向射出，對(duì)于炮身和炮彈組成的系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒定律，若

炮彈速度為%，〃%-知/=0,解得匕A錯(cuò)誤，B正確；如果。=0°,炮彈相對(duì)炮口

的速度為%時(shí)，假設(shè)炮彈相對(duì)地面的速度大小為匕，炮身相對(duì)地面的速度大小為匕'，則

、'=%-%，由動(dòng)量守恒定律得，=0，整理解得''=???」，C錯(cuò)誤；如果6=60°,

M-\-m

在炮彈射出瞬間對(duì)于炮身和炮彈組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，設(shè)炮身后退的速度為匕，則

cos6（）°-M%=0,解得匕=篝，D正確。

10.答案：BCD

解析：如果43與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，彈簧釋放后，A3分別相對(duì)小車向

左、向右滑動(dòng)，它們所受的滑動(dòng)摩擦力"向右，盤向左，由于心=3：2,所以E：4=3:2,

則A、8組成的系統(tǒng)所受的外力之和不為零，故其動(dòng)量不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)A、B、C組

成的系統(tǒng)，48與C間的摩擦力為內(nèi)力，該系統(tǒng)所受的外力的合力為零，故該系統(tǒng)的動(dòng)量守

恒，選項(xiàng)BD正確；若48所受摩擦力大小相等，則48組成的系統(tǒng)的外力之和為零，故

其動(dòng)量守恒，選項(xiàng)C正確。

11.答案：（1）2.550

解析：（1）螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為2.5