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时间:2021-05-04
《2021版高考一轮总复习物理专题模拟试卷含答案 (5).doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、限时规范专题练(五) 碰撞、动量与能量问题综合应用 时间:45分钟 满分:100分一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分。其中1~4为单选,5~6为多选)1.滑雪运动是人们酷爱的户外体育活动,现有质量为m的人站立于雪橇上,如图所示。人与雪橇的总质量为M,人与雪橇以速度v1在水平面上由北向南运动(雪橇所受阻力不计)。当人相对于雪橇以速度v2竖直跳起时,雪橇向南的速度大小为( )A.B.C.D.v1答案 D解析 人跳起过程中,人和雪橇组成的系统水平方向动量守恒(M+m)v1=mv1+Mv′,则v
2、′=v1,故D选项正确。2.如图所示,在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面,斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ。一质量为m(m3、恒定律可得mv2=mgh′+(M+m)v。联立以上各式可得h′=h,故D正确。3.一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v=2m/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,取重力加速度g=10m/s2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )精品Word可修改欢迎下载答案 B解析 弹丸水平飞行爆炸时,在水平方向只有内力作用,外力为零,系统水平方向动量守恒,设m乙=m,m甲=3m,则爆炸前p总=(3m+m)v=8m,而爆炸后两弹片都做平抛运动,由平抛规律可得:竖直方向为4、自由落体运动,h=gt2,解得t=1s;水平方向为匀速直线运动,x=vt,选项A:v甲=2.5m/s,v乙=0.5m/s(向左),p合′=3m×2.5+m×(-0.5)=7m,不满足动量守恒,选项A错误;选项B:p合′=3m×2.5+m×0.5=8m,满足动量守恒,选项B正确;同理,选项C:p合′=3m×2+m×1=7m;选项D:p合′=3m×2+m×(-1)=5m,C、D均错误。4.在光滑水平面上,动能Ek0,动量的大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反,将碰撞后球1的动能5、和动量大小分别记为Ek1、p1,球2的动能和动量的大小分别记为Ek2、p2,则下列说法不正确的是( )A.Ek1Ek0D.p2>p0答案 C解析 两个小钢球在相碰过程中同时遵守能量守恒和动量守恒,由于外界没有能量输入,而碰撞中可能产生热量,所以碰撞后的总动能不会超过碰撞前的总动能,即Ek1+Ek2≤Ek0,A选项正确,C选项错误。另外,A选项也可写成<,因此B选项正确。根据动量守恒,设球1原来的运动方向为正方向,有p2-p1=p0,所以D选项正确。5.如图所示,在橄榄球比6、赛中,一个85kg的前锋队员以5m/s的速度跑动,想穿越防守队员到底线触地得分。就在他刚要到底线时,迎面撞上了对方两名均为65精品Word可修改欢迎下载kg的队员,一个速度为2m/s,另一个速度为4m/s,然后他们就扭在了一起,则( )A.他们碰撞后的共同速率是0.2m/sB.碰撞后他们动量的方向仍向前C.这名前锋能得分D.这名前锋不能得分答案 BC解析 取前锋队员跑动的速度方向为正方向,根据动量守恒定律可得:MvA+mvB+mvC=(M+m+m)v,其中vA=5m/s,vB=-2m/s,vC=-4m/s7、,代入数据得:v≈0.16m/s。所以碰撞后的速度仍向前,故这名前锋能得分,B、C两项正确。6.两个小球A、B在光滑水平面上相向运动,已知它们的质量分别是m1=4kg,m2=2kg,A的速度v1=3m/s(设为正),B的速度v2=-3m/s,则它们发生正碰后,其速度可能分别是( )A.均为1m/sB.+4m/s和-5m/sC.+2m/s和-1m/sD.-1m/s和+5m/s答案 AD精品Word可修改欢迎下载解析 由动量守恒,可验证四个选项都满足要求。再看动能情况:Ek=m1v+m2v=×4×9J+×2×8、9J=27J,Ek′=m1v′+m2v2′2。由于碰撞过程动能不可能增加,所以应有Ek≥Ek′,可排除选项B。选项C虽满足Ek≥Ek′,但A、B沿同一直线相向运动,发生碰撞后各自仍能保持原来速度方向(v1′>0,v2′<0),这显然是不符合实际的,因此C错误。验证选项A、D均满足Ek≥Ek′,故答案为选项A(完全非弹性碰撞)和选项D(弹性碰撞)。二、非选择题(本题共5小题,70分)7.(14分)如图甲所示,一质量
3、恒定律可得mv2=mgh′+(M+m)v。联立以上各式可得h′=h,故D正确。3.一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v=2m/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,取重力加速度g=10m/s2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )精品Word可修改欢迎下载答案 B解析 弹丸水平飞行爆炸时,在水平方向只有内力作用,外力为零,系统水平方向动量守恒,设m乙=m,m甲=3m,则爆炸前p总=(3m+m)v=8m,而爆炸后两弹片都做平抛运动,由平抛规律可得:竖直方向为
4、自由落体运动,h=gt2,解得t=1s;水平方向为匀速直线运动,x=vt,选项A:v甲=2.5m/s,v乙=0.5m/s(向左),p合′=3m×2.5+m×(-0.5)=7m,不满足动量守恒,选项A错误;选项B:p合′=3m×2.5+m×0.5=8m,满足动量守恒,选项B正确;同理,选项C:p合′=3m×2+m×1=7m;选项D:p合′=3m×2+m×(-1)=5m,C、D均错误。4.在光滑水平面上,动能Ek0,动量的大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反,将碰撞后球1的动能
5、和动量大小分别记为Ek1、p1,球2的动能和动量的大小分别记为Ek2、p2,则下列说法不正确的是( )A.Ek1Ek0D.p2>p0答案 C解析 两个小钢球在相碰过程中同时遵守能量守恒和动量守恒,由于外界没有能量输入,而碰撞中可能产生热量,所以碰撞后的总动能不会超过碰撞前的总动能,即Ek1+Ek2≤Ek0,A选项正确,C选项错误。另外,A选项也可写成<,因此B选项正确。根据动量守恒,设球1原来的运动方向为正方向,有p2-p1=p0,所以D选项正确。5.如图所示,在橄榄球比
6、赛中,一个85kg的前锋队员以5m/s的速度跑动,想穿越防守队员到底线触地得分。就在他刚要到底线时,迎面撞上了对方两名均为65精品Word可修改欢迎下载kg的队员,一个速度为2m/s,另一个速度为4m/s,然后他们就扭在了一起,则( )A.他们碰撞后的共同速率是0.2m/sB.碰撞后他们动量的方向仍向前C.这名前锋能得分D.这名前锋不能得分答案 BC解析 取前锋队员跑动的速度方向为正方向,根据动量守恒定律可得:MvA+mvB+mvC=(M+m+m)v,其中vA=5m/s,vB=-2m/s,vC=-4m/s
7、,代入数据得:v≈0.16m/s。所以碰撞后的速度仍向前,故这名前锋能得分,B、C两项正确。6.两个小球A、B在光滑水平面上相向运动,已知它们的质量分别是m1=4kg,m2=2kg,A的速度v1=3m/s(设为正),B的速度v2=-3m/s,则它们发生正碰后,其速度可能分别是( )A.均为1m/sB.+4m/s和-5m/sC.+2m/s和-1m/sD.-1m/s和+5m/s答案 AD精品Word可修改欢迎下载解析 由动量守恒,可验证四个选项都满足要求。再看动能情况:Ek=m1v+m2v=×4×9J+×2×
8、9J=27J,Ek′=m1v′+m2v2′2。由于碰撞过程动能不可能增加,所以应有Ek≥Ek′,可排除选项B。选项C虽满足Ek≥Ek′,但A、B沿同一直线相向运动,发生碰撞后各自仍能保持原来速度方向(v1′>0,v2′<0),这显然是不符合实际的,因此C错误。验证选项A、D均满足Ek≥Ek′,故答案为选项A(完全非弹性碰撞)和选项D(弹性碰撞)。二、非选择题(本题共5小题,70分)7.(14分)如图甲所示,一质量
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