2023年高三物理二轮练习11 三大力场中动量守恒定律的应用.pdf

2023年高三物理二轮身频考点冲刺突破专题11三大力场中动量守恒定律的应用专练目标_ 专练内容_目标1高考真题(IT5T)目标2重力场中碰撞类问题中动量守恒定律的应用(5T-10T)目标3重力场中类碰撞类问题中动量守恒定律的应用(11T-15T)目标4电场中动量守恒定律的应用(16T20T)目标5磁场中动量守恒定律的应用(21T25T)【典例专练】一、高考真题1.质量为叫和铀的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标X随时间f变化的图像如图所示下列说法正确的是()A.碰撞前吗的速率大于叫的速率 B.碰撞后牲的速率大于町的速率C.碰撞后性的动量大于网的动量 D.碰撞后啊的动能小于明的动能2.如 图()，质量分别为见j、加8的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力厂作用在A上，系统静止在光滑水平面上(B靠墙面)，此时弹簧形变量为X撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的a-f图像 如 图()所示，Sl表示O至1乜时间内A的a T图线与坐标轴所围面积大小，S2、邑分别表示4到G时间内A、B的一 图线与坐标轴所围面积大小A在4时刻的速度为%下列说法正确的是()图(a)图(A)A.到4 时间内，墙 对 B的冲量等于双iv B.mA BC.B 运动后，弹簧的最大形变量等于XD.S l-S 2 =S j3 .利用云室可以知道带电粒子的性质，如图所示，云室中存在磁感应强度大小为8的匀强磁场，一个质量为阳、速度为V 的电中性粒子在/点分裂成带等量异号电荷的粒子和 4a、6在磁场中的径迹是两条相切的圆弧，相同时间内的径迹长度之比/“4=3:1 ,半径之比乙：=6:1 ,不计重力及粒子间的相互作用力,求：(1)粒子、6的质量之比加,(2)粒子的动量大小P i4 .如图所示，在竖直面内，一质量机的物块”静置于悬点。

正下方的/点，以速度V 逆时针转动的传送带 MN与直轨道/8、C D、FG处于同一水平面上，A B、M N、C Z)的长度均为/圆弧形细管道Z)E 半径为R,加在竖直直径上，E点高度为“开始时，与物块“相同的物块6悬挂于点，并向左拉开一定的高度人由静止下摆,细线始终张紧,摆到最低点时恰好与a发生弹性正碰已知加=2 g ,/=I m ,火=0.4 m ,H=0.2 m ,v =2 n V s,物块与8 之间的动摩擦因数=0.5,轨道48和管道E 均光滑，物块 落到FG 时不反弹且静止忽略、8和 N、C 之间的空隙，C D与E 平滑连接，物块可视为质点，取g=1 0m s 2.(1)若 z=1.2 5 m,求 a、b 碰撞后瞬时物块的速度%的大小；(2)物块E 最高点时，求管道对物块的作用力入与/1 间满足的关系；(3)若物块6释放高度0.9 m /?1.6 5 m,求物块最终静止的位置X值的范围(以4点为坐标原点，水平向右为正，建立X轴)5.如 图（a）,一质量为?的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上：物块8向力运动，/=0时与弹簧接触，至打=2时与弹簧分离，第一次碰撞结束，A、B的V T图像如图（b）所示。

已知从f=0到f=%时间内，物块A运动的距离为036%f0 A、B分离后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同斜面倾角为6（sine=0.6）,与水平面光滑连接碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内求（1）第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值;（2）第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值；（3）物块A与斜面间的动摩擦因数二、重力场中碰撞类问题中动量守恒定律的应用6.如图所示，两质量分别为”和机2的弹性小球A、B叠放在一起，从高度为人处自由落下，万远大于两小球半径，落地瞬间，B先与地面碰撞，后与A碰撞，所有的碰撞都是弹性碰撞，且都发生在竖直方向、碰撞时间均可忽略不计已知w=4i,则A反弹后能达到的高度大约为（）hA.2.2hB.3hC.4AD.4.87.如图所示 牛顿摆 装置，5 个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5 根轻绳互相平行，5 个钢球彼此紧密排列，球心等高.用1、2、3、4、5 分别标记5 个小钢球.当把小球1 向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小球间的相互碰撞，可观察到球5 向右摆起，且达到的最大高度与球1 的释放高度相同，如图乙所示.关于此实验，下列说法中正确的是（）A.上述实验过程中，5 个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒B.上述实验过程中，5 个小球组成的系统机械能不守恒，动量不守恒C.如果同时向左拉起小球1、2、3 到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5 一起向右摆起，且上升的最大高度高于小球1、2、3 的释放高度D.如果同时向左拉起小球1、2、3 到相同高度（如图丙所示），同时由静止释放，经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3 的释放高度相同8.如图所示，足够长的光滑水平直轨道4 8 与光滑圆弧轨道B C 平滑连接，B 为圆弧轨道的最低点。

一质量为Ikg的小球a 从直轨道上的A 点以大小为4ms的初速度向右运动，一段时间后小球a 与静止在B 点的小球 b 发生弹性正碰，碰撞后小球b 沿圆弧轨道上升的最大高度为0.2m（未脱离轨道）取重力加速度大小g=10ms2,两球均视为质点，不计空气阻力下列说法正确的是（）CA BA.碰撞后瞬间，小球b 的速度大小为lms B.碰撞后瞬间，小球a 的速度大小为3msC.小球b 的质量为3kg D.两球会发生第二次碰撞9.如图所示，A、B、C 三个半径相同的小球穿在两根平行且光滑的足够长的杆上，三个球的质量分别为物=3kg,B=2kg,m c=l k g,三个小球的初状态均静止，B、C 两球之间连着一根轻质弹簧，弹簧处于原长状态现给A 一个向左的初速度v=10ms,A、B 碰后A 球的速度依然向左，大小为2 m s,下列说法正确的是)B%CA.球A和B的碰撞是弹性碰撞B.球A和B碰撞后，球B的最小速度可为0C.球A和B碰撞后，弹簧的最大弹性势能可以达到72JD.球A和B碰撞后，球B速度最小时球C的速度可能为16 m/s1 0.如图甲，物块A、B的质量分别是机产4.0kg和=3.0kg,两物块之间用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物 块B右侧与竖直墙壁相接触；另有一物块C从Z=O时，以一定速度向右运动。

在=4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的VY图象如图乙所示，下列说法正确的是（）Ov,C-XvwvwvfB77777777777777777777777777/甲 乙A.墙壁对物块B的弹力在412s的时间内对B的冲量/的大小为12NsB.物块C的质量为2kgC.B离开墙后的过程中，弹簧具有的最大弹性势能为8JD.B离开墙后的过程中，弹簧具有的最大弹性势能为4J三、重力场中类碰撞类问题中动量守恒定律的应用1 1.如图所示，一质量为的小车静止在光滑水平地面上，其左端P点与平台平滑连接小车上表面尸为圆心、半径为R的四分之一圆弧轨道.质量为加的光滑小球，以%=2质的速度由水平台面滑上小车已知O P竖直，水平，水平台面高人=勺，小球可视为质点，重力加速度为g则（)A.小车能获得的最大速度为上叵3B.小球在点的速度大小为 也 皿3C.小球在点速度方向与水平方向夹角的正切值为好3D 小球落地时的速度大小为J 遨312.质量为M 的均匀木块静止在光滑的水平面上，木块左右两侧各有一位拿着完全相同的步枪和子弹的射击选手如图所示，子弹质量为机，首先左侧的射击选手开枪，子弹水平射入木块的深度为4,子弹和木块相对静止后右侧的射击选手开枪，子弹水平射入木块的深度为设子弹均未射穿木块，且两子弹与木块之间的作用力大小相等。

当两颗子弹均相对木块静止时，两子弹射入的深度之比，=*,则W为（）2 MM13.如图所示，木板A 和半径为0.2m的光滑圆弧槽8 静置在光滑水平面上，A和 B接触但不粘连，质量均为0.5kg,A右端与B相切现有一质量为LOkg的小滑块C 以6 m s的水平初速度从左端滑上A,当 C运动到 A 的右端时其速度大小为4.0 m s.已知A、C间的动摩擦因数为0.5,重力加速度g 取IOm/s?在从滑块C滑上木板A开始的整个运动过程中，下列说法正确的是（）B.木板A 的长度为1.6mHC.B的最大速度为一tn/s3D.滑块C从下端离开B时其速度方向向左1 4.如图甲所示，一轻质弹簧的两端分别与质量是加/=2kg、加 2=3kg的 A、B两物块相连，它们静止在光滑水平面上现给物块A 一个水平向右的初速度vo=2ms并从此时刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是（）A.匕时刻弹簧处于原长状态B.盯大小为0.4msC.也大小为0.8msD.弹簧的最大弹性势能为2.4J1 5.足够大的光滑水平面上，一根不可伸长的细绳一端连接着质量为叫=Lokg的物块A,另一端连接质量为 丐=LOkg的木板B,绳子开始是松弛的。

质量为=lkg的物块C放在长木板B的右端，C与木板B间的滑动摩擦力的大小等于最大静摩擦力大小现在给物块C水平向左的瞬时初速度 =2.0ms,物块C立即在长木板上运动已知绳子绷紧前，B、C已经达到共同速度；绳子绷紧后，A、B总是具有相同的速度；物块C始终未从长木板B上滑落.下列说法正确的是（）A.绳子绷紧前，B、C达到的共同速度大小为1.0msB.绳子刚绷紧后的瞬间，A、B的速度大小均为1.0m sC.绳子刚绷紧后的瞬间，A、B的速度大小均为0.5msD.最终A、B、C三者将以大小为：m/s的共同速度一直运动下去四、电场中动量守恒定律的应用16.如图所示，在光滑绝缘水平面上，A、B两个小球质量分别为2?和w,两球均带正电，某时刻A有指向B的初速度VB的速度为0,之后两球在运动中始终未相碰，当两球从此刻开始到相距最近的过程中,下列说法正确的是（）A.两球系统动量守恒，机械能守恒C.电场力对A球 做 的 功 为 机 片2B.两球系统电势能增加了竺!L6D.电场力对B球 做 的 功 为 如317.如图所示，电容器固定在一个绝缘座上，绝缘座放在光滑水平面上平行板电容器板间距离为d,右极板有一个小孔，有一长为手的绝缘杆穿过小孔，左端固定在左极板上，电容器两极板连同底座、绝缘杆总质量为M，有一质量为八带电荷量为+g 的环套在杆上，环以某一初速度如从杆右端对准小孔向左运动（=3 ）。

假设带电环不影响电容器板间电场的分布，两极板间的电场为匀强电场，电容器外部电场和接触面的摩擦均忽略不计若带电环进入电容器后距左板最小距离为g,则（）A.带电环与左极板间相距最近时的速度为用B.带电环从右极板小孔离开电场的速度为-Wc.极板间的电场强度大小 为 驾D.极板间的电场强度大小为普2qd1 8 .如图所示，光滑绝缘的水平面上方空间内存在足够大、方向水平向右，电场强度为E的匀强电场水平面上小物块A、B 质量均为根、相距为3 其中A带正电，电荷量为q,B不带电，某时刻同时由静止释放 A、B,此后A与 B 之间的碰撞均为弹性正碰，且碰撞过程中无电荷转移，碰撞时间忽略不计求：（1）第 1 次碰撞后B的速度；（2）第 2次碰撞与第3次碰撞之间的时间间隔：（3）第次碰撞到第”+1 次碰撞过程中电场力对A球做的功E1 9 .如图所示，光滑水平绝缘轨道和光滑竖直半圆形绝缘轨道在C处平滑连接，竖直直径CO长为2 R,质量为3 机的不带电物块Z 静止在C处，整个装置处于水平向左的匀强电场中，电场强度为E现将一质量为m、电荷量大小为塔的带负电物块在水平轨道的某点由静止释放，两物块发生弹性碰撞后6恰能通过。

E点物块均可视为质点，且只发生一次碰撞，碰撞时间极短，整个过程中物块的电荷量保持不变，重力加速度为g1)求碰撞后瞬间物块6的速度大小；(2)求物块的释放点到C的距离；(3)通过计算说明物块也能通过点，并求的落点到C的距离。