2022届高中物理力学动量经典知识题库.pdf

1 (每日一练每日一练)2022)2022 届高中物理力学动量经典知识题库届高中物理力学动量经典知识题库 单选题 1、质量为m的钢球自高处落下，以速度v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为v2。在碰撞过程中，钢球动量变化的方向和大小为（）A向下，m（v1v2）B向下，m（v1v2）C向上，m（v1v2）D向上，m（v1v2）答案：D 解析：选取竖直向下为正方向，则初动量为 pmv1 末动量为 pmv2 则该过程的动量变化为 =2 1=(2+1)“-”表示动量变化的方向向上（与正方向相反），ABC 错误，D 正确。故选 D。2、两个球沿直线相向运动，碰撞后两球都静止则可以推断碰撞前（）A碰撞前两个球的动量一定相等 2 B两个球的质量一定相等 C碰撞前两个球的速度一定相等 D碰撞前两个球的动量大小相等，方向相反 答案：D 解析：两球碰撞过程中动量守恒，碰后两球都静止，说明碰撞前后两球的总动量为零，故碰前两个球的动量大小相等，方向相反，故 D 正确，ABC 错误。故选 D。3、如图所示，一电荷量为的质子以速度0射入垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，已知质子的初速度方向与水平方向夹角为，下列说法正确的是（）A质子刚进入匀强磁场时受到的洛伦兹力大小为0cos B如果质子的初速度方向和匀强磁场的方向同时反向，质子受到的洛伦兹力与竖直方向成角斜向右下方 C质子在匀强磁场中运动时，动量始终保持不变 D若质子进入磁场的初速度方向恰好沿图示方向绕一竖直转轴垂直纸面向里旋转 90，则质子将不受洛伦兹力作用，在磁场中做匀速直线运动 答案：B 解析：A质子进入匀强磁场时，速度方向虽然与水平方向的夹角为，但是速度方向与磁感应强度的方向垂直，所以3 质子受到洛伦兹力大小为0，故 A 选项错误；B根据左手定则判断，如果质子的初速度方向和匀强磁场的方向同时反向，质子受到的洛伦兹力与竖直方向成角、向右下方，故 B 选项正确；C质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，速度方向改变，所以动量改变，故 C 选项错误；D质子进入磁场的初速度方向恰好沿图示方向绕一竖直转轴垂直纸面向里旋转 90时，质子的速度方向与匀强磁场方向的夹角为180 ，受到洛伦兹力为0sin，所以不能做匀速直线运动，故 D 选项错误。故选 B。4、两个球沿直线相向运动，碰撞后两球都静止则可以推断碰撞前（）A碰撞前两个球的动量一定相等 B两个球的质量一定相等 C碰撞前两个球的速度一定相等 D碰撞前两个球的动量大小相等，方向相反 答案：D 解析：两球碰撞过程中动量守恒，碰后两球都静止，说明碰撞前后两球的总动量为零，故碰前两个球的动量大小相等，方向相反，故 D 正确，ABC 错误。故选 D。5、如图所示，小球A的质量为=5kg，动量大小为=4kg m/s，小球A在光滑水平面上向右运动，与静止的小球B发生弹性碰撞，碰后A的动量大小为=1kg m/s，方向水平向右，则（）A碰后小球B的动量大小为=3kg m/s 4 B碰后小球B的动量大小为=5kg m/s C小球B的质量为 15kg D小球B的质量为 5kg 答案：A 解析：AB规定向右为正方向，碰撞过程中A、B组成的系统动量守恒，所以有=+解得=3kg m/s A 正确，B 错误；CD由于是弹性碰撞，所以没有机械能损失，故 22=22+22 解得=3kg CD 错误。故选 A。6、如图所示，在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点O在水平面上自由转动。一颗子弹以垂直于杆的水平速度v0击中静止木杆上的P点，并随木杆一起转动（碰撞时间极短）。已知木杆质量为M，长度为L，子弹质量为m，点P到点O的距离为x。忽略木杆与水平面间的摩擦。设子弹击中木杆后绕点O转动的角速度为。下面给出的四个表达式中只有一个是合理的。根据你的判断，的合理表达式应为（）5 A=3032+2B=30232+2 C=3032+2D=3032+2 答案：C 解析：B从单位的推导判断，B 中表达式的单位为m s，是线速度的单位，故 B 错误；D假设点P到点O的距离 =0 则角速度为零，把 =0 代入各表达式，D 中表达式不为零，故 D 错误；AC如果是轻杆，则 =0 即轻杆对子弹没有阻碍作用，相当于子弹做半径为的圆周运动，则 A 错误 C 正确。故选 C。7、“中国空间站”在距地面高 400km 左右的轨道上做匀速圆周运动，该处存在着稀薄的空气，设空间站运行轨道处空气密度=1.29 1012kg/m3，空间站垂直于速度方向的横截面积=100m2，空间站运行速率=7.7km/s，空气分子与空间站相遇瞬间达到共速。假设为维持空间站始终在该轨道上做圆周运动，需开动空间站携带的霍尔电推进发动机，则发动机给空间站提供的推力约为（）6 A8 103NB8 106NC6 101ND6 105N 答案：A 解析：空间站在非常短的时间t内扫过的长度为 =扫过的体积为 =该体积内的空气获得跟空间站相同的速度，根据动量定理有 =解得 =2 8 103N 故 A 正确，BCD 错误。故选 A。多选题 8、水平冰面上有一固定的竖直挡板。一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为 4.0 kg 的静止物块以大小为 5.0 m/s 的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为 5.0 m/s 的速度与挡板弹性碰撞。总共经过 8 次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于 5.0 m/s，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦7 力，该运动员的质量可能为（）A48 kgB58 kgC54 kgD60 kg 答案：BC 解析：设该运动员的质量为M，物块的质量为m=4.0kg，推物块的速度大小为v=5.0m/s，取人运动的方向为正方向，根据动量守恒定律可得：第一次推物块的过程中 0=Mv1-mv 第二次推物块的过程中 Mv1+mv=Mv2-mv 第三次推物块的过程中 Mv2+mv=Mv3-mv 第n次推物块的过程中 Mvn-1+mv=Mvn-mv 以上各式相加可得 Mvn=（2n-1）mv 当n=7 时，v7v，解得M52kg；当n=8 时，v8v，解得M60kg，故 52kgM60kg 故 AD 错误、BC 正确。故选 BC。9、如图所示，在坐标系中的第一象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B；第二象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为2，第三、四象限没有磁场。现有一带负电的粒子，电荷量为q、8 质量为m，从x轴的负半轴以=23的速度垂直进入第二象限的磁场中，偏转四分之一个周期后，恰好与静止在y轴上b点（图中未标出）的质量为m、电荷量为3的带正电的粒子发生正碰，时间很短，碰后两个粒子粘在一起，共同进入第一象限，经一次偏转恰好从x轴的正半轴的c点（图中未标出）射出，下列说法正确的是（）A两个粒子共同进入第一象限中的速度为3 B出射点c与入射点a距离为43 C碰撞损失的机械能为2229 D带负电的粒子从a点进入到两粒子从c点射出的时间间隔为2 答案：AC 解析：A两个粒子相碰，时间很短，故动量守恒，则有 =21 解得 1=3 A 正确；B带负电的粒子在第二象限磁场中的运动轨迹半径为 =2=13 9 碰后两个粒子在第一象限磁场中的运动轨迹半径 1=212 =13 由题可知两个粒子在c点的出射方向一定与x轴垂直，故c点与a点的距离为=+1=23 B 错误；C碰撞损失的机械能为 =12212 212=2229 C 正确；D带负电的粒子在第二象限运动了四分之一个周期，则有 =1422 =4 碰后两个粒子在第一象限也运动了四分之一个周期，则有 1=142 2 2=2 故带负电的粒子从a到c运动的总时间为 总=+1=34 D 错误。10、如图，光滑水平面上放着长木板 A，质量为m2kg 的木块 B 以速度0=2m/s滑上原来静止的长木板 A 的上表面，由于 A、B 之间存在有摩擦，之后 A、B 的速度随时间变化情况如图所示，重力加速度=10m/s2。则下列说法正确的是（）10 AA、B 之间动摩擦因数为 0.5 B长木板的质量为 2kg C长木板长度至少为 2m DA、B 组成系统损失机械能为 2J 答案：BD 解析：B从图可以看出，A 先做匀减速运动，B 做匀加速运动，最后一起做匀速运动，共同速度v1 m/s，取向右为正方向，根据动量守恒定律得 0=(+)解得 =2kg B 正确；A由图象可知，木板 B 匀加速运动的加速度 =1m/s2 对 B 根据牛顿第二定律得 =得动摩擦因数 =0.1 11 A 错误；C由图象可知前 1s 内 A 的位移=12 1 1m=0.5m B 的位移=1+22 1m=1.5m 所以木板最小长度 =1m C 错误；DA、B 组成系统损失机械能 =120212(+)2=2J D 正确。故选 BD。填空题 11、恒力F作用在质量为 2m的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，物体没有被拉动，则经时间t，拉力F对物体的冲量大小是_；摩擦力对物体的冲量大小是_；答案：Ft Ftcos 解析：1拉力F对物体的冲量 12 IF=Ft 2根据平衡条件可知，物体受到的摩擦力 f=Fcos 故摩擦力的冲量 If=Ftcos 12、碰撞问题遵守的三条原则（1）动量守恒：p1p2p1p2（2）动能_：Ek1Ek2Ek1Ek2（3）速度要符合实际情况 碰前两物体同向运动，若要发生碰撞，则应有v后_v前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v前_v后；碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向_都不改变。答案：不增加 不可能 解析：(2)1碰撞过程满足的基本原则是，动量守恒，动能不增加。(3)23碰前两物体同向运动，若要发生碰撞，则应有v后v前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v前v后。4碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变。13、一质量为 2kg 的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，当t=1s 时物块的速率为_m/s，当t=2s 时物块的动量大小为_kg m/s，在 0-3s 内物块的动量变化量大小为_kg m/s。13 答案：1 4 3 解析：11s 内由动量定理可得 11=1 解得 1s 时物块的速率为 1=1m/s 22s 内由动量定理可得 12=2 0 解得 2s 时物块的动量大小为 2=4kg m/s 3由动量定理可得，3s 内物块的动量变化量大小为 =12 2=(2 2 1 1)kg m/s=3kg m/s