2020版高考物理大二轮复习优选习题 专题二 能量与动量 提升训练9 动量定理、动量守恒及其应用 7页

提升训练9　动量定理、动量守恒及其应用 ‎1.‎ 如图所示,两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上,有一个人静止站在A车上,两车静止,若这个人自A车跳到B车上,接着又跳回A车,静止于A车上,则A车的速率 (　　)‎ A.等于零 ‎ B.小于B车的速率 C.大于B车的速率 ‎ D.等于B车的速率 ‎2.有甲、乙两碰碰车沿同一直线相向而行,在碰前双方都关闭了动力,且两车动量关系为p甲>p乙。假设规定p甲方向为正,不计一切阻力,则(　　)‎ A.碰后两车可能以相同的速度沿负方向前进,且动能损失最大 B.碰撞过程甲车总是对乙车做正功,碰撞后乙车一定沿正方向前进 C.碰撞过程甲车可能反弹,且系统总动能减小,碰后乙车一定沿正方向前进 D.两车动量变化量大小相等,方向一定是Δp甲沿正方向,Δp乙沿负方向 ‎3.(2017新课标Ⅰ卷)将质量为‎1.00 kg的模型火箭点火升空,‎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 ‎4.质量为m的物体,以v0的初速度沿斜面上滑,到达最高点处返回原处的速度为vt,且vt=0.5v0,则(　　)‎ A.上滑过程中重力的冲量比下滑时大 B.上滑时和下滑时支持力的冲量都等于零 C.合力的冲量在整个过程中大小为mv0‎ D.整个过程中物体动量变化量为mv0‎ ‎5.‎ 7‎ 如图,一长木板位于光滑水平面上,长木板的左端固定一挡板,木板和挡板的总质量为M=‎3.0 kg,木板的长度为L=‎1.5 m,在木板右端有一小物块,其质量m=‎1.0 kg,小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.10,它们都处于静止状态,现令小物块以初速度v0沿木板向左运动,重力加速度g取‎10 m/s2。‎ ‎(1)若小物块刚好能运动到左端挡板处,求v0的大小;‎ ‎(2)若初速度v0=‎3 m/s,小物块与挡板相撞后,恰好能回到右端而不脱离木板,求碰撞过程中损失的机械能。‎ ‎6.‎ ‎(启慧全国大联考2018届高三12月联考)如图所示,一质量为M=2.0×‎103 kg的平板小货车A载有一质量为m=1.0×‎103 kg的重物B,在水平直公路上以速度v0=‎36 km/h做匀速直线运动,重物与车厢前壁间的距离为L=‎1.5 m,因发生紧急情况,货车突然制动,已知货车车轮与地面间的动摩擦因数为μ1=0.4,重物与车厢底板之间的动摩擦因数为μ2=0.2,重力加速度g取‎10 m/s2,若重物与车厢前壁发生碰撞,则碰撞时间极短,碰后重物与车厢前壁不分开。‎ ‎(1)请通过计算说明重物是否会与车厢前壁发生碰撞;‎ ‎(2)试求货车从开始刹车到停止运动所用的时间和刹车距离。‎ ‎7.‎ 7‎ 图中两根足够长的平行光滑导轨,相距‎1 m水平放置,磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场竖直向上穿过整个导轨所在的空间。金属棒ab、cd质量分别为‎0.1 kg和‎0.2 kg,电阻分别为0.4 Ω和0.2 Ω,并排垂直横跨在导轨上。若两棒以大小相等的初速度‎3 m/s向相反方向分开,不计导轨电阻,求:‎ ‎(1)金属棒运动达到稳定后,ab棒的速度大小;‎ ‎(2)金属棒运动达到稳定的过程中,ab上产生的焦耳热;‎ ‎(3)金属棒运动达到稳定后,两棒间距离增加多少?‎ ‎8.(2018年2月杭州期末)某同学设计了一个电磁击发装置,其结构如图所示。间距为L=‎10 cm的平行长直导轨置于水平桌面上,导轨中NO和N'O'段用绝缘材料制成,其余部分均为导电金属材料,两种材料导轨平滑连接。导轨左侧与匝数为100、半径为‎5 cm的圆形线圈相连,线圈内存在垂直线圈平面的匀强磁场。电容为‎1 F的电容器通过单刀双掷开关与导轨相连。在轨道间MPP'M'矩形区域内存在垂直桌面向上的匀强磁场,磁感应强度为2 T。磁场右侧边界PP'与OO'间距离为a=‎4 cm。初始时金属棒A处于NN'左侧某处,金属棒B处于OO'左侧距OO'距离为a处。当开关与1连接时,圆形线圈中磁场随时间均匀变化,变化率为 T/s;稳定后将开关拨向2,金属棒A被弹出,与金属棒B相碰,并在B棒刚出磁场时A棒刚好运动到OO'处,最终A棒恰在PP'处停住。已知两根金属棒的质量均为‎0.02 kg、接入电路中的电阻均为0.1 Ω,金属棒与金属导轨接触良好,其余电阻均不计,一切摩擦不计。问:‎ ‎(1)当开关与1连接时,电容器两端电压是多少?下极板带什么电?‎ ‎(2)金属棒A与B相碰后A棒的速度v是多少?‎ ‎(3)电容器所剩电荷量Q'是多少?‎ 7‎ ‎9.(2017浙江湖州市高二考试)如图所示,为一种研究核反应的设备示意图,容器中为钚的放射性同位素Pu,可衰变为 U并放出能量为E的γ光子(衰变前可视为静止,衰变放出的光子动量可忽略),衰变后速度大的粒子沿直线OQ向探测屏MN运动。为简化模型,设衰变生成的U的质量为m、速度均为v,生成的另一种粒子每秒到达探测屏N个,打到Q点后40%穿透探测屏,60%被探测屏吸收,且粒子穿透时能量损失75%,则:‎ ‎(1)试写出衰变方程;‎ ‎(2)求打到Q点前该粒子的速度大小;‎ ‎(3)求一个Pu核衰变过程的质量亏损;‎ ‎(4)求探测屏受到的撞击力大小。‎ 7‎ 提升训练9　动量定理、动量守恒及其应用 ‎1.B　解析 两车和人组成的系统位于光滑的水平面上,因而该系统动量守恒,设人的质量为m1,车的质量为m2,A、B车的速率分别为v1、v2,则由动量守恒定律得(m1+m2)v1-m2v2=0,所以,有v1=v2,<1,故v1p乙,碰后两车可能以相同的速度沿正方向前进,且动能损失最大,选项A错误。碰撞过程甲车先对乙车做负功,选项B错误。碰撞过程甲车可能反弹,且系统总动能减小,碰后乙车一定沿正方向前进,选项C正确。由动量守恒定律,两车动量变化量大小相等,方向可能是Δp甲沿负方向,Δp乙沿正方向,选项D错误。‎ ‎3.A　解析 根据动量守恒定律得:0=Mv1-mv2,故火箭的动量与燃气的动量等大反向。故p=Mv1=mv2=‎0.05 kg×‎600 m/s=‎30 kg·m/s。‎ ‎4.C　解析 以v0的初速度沿斜面上滑,返回原处时速度为vt=0.5v0,说明斜面不光滑。设斜面长为L,则上滑过程所需时间t1=,下滑过程所需时间t2=,t1