2018年高考物理二轮复习第一部分二轮专题突破专题二动量和能量课时作业7动量观点和能量观点的综合应用

课时作业7 动量观点和能量观点的综合应用

一、选择题(1～4题为单项选择题，5～8题为多项选择题) 1. (2017·汕尾模拟)如图所示，箱子放在水平地面上，箱内有一质量为m的铁球以速度v向左壁碰撞去，来回碰几次后停下来，而箱子始终静止，则整个过程中( ) A．铁球对箱子的冲量为零 B．铁球和箱子受到的冲量大小相等 C．箱子对铁球的冲量为mv，向右 D．摩擦力对箱子的冲量为mv，向左 解析：箱子在水平方向上受到两个力作用，铁球对箱子的作用力和地面对箱子的摩擦力，二力始终等值反向，其合力始终为零，故箱子始终静止，因此，铁球对箱子的冲量与摩擦力对箱子的冲量等值反向，合冲量为零，故A错误；根据动量定理，铁球受到的冲量为I＝0－mv＝－mv，而箱子受到的冲量始终为零，故B错误；箱子对铁球的冲量I＝0－mv＝－mv，负号表示方向向右，故C正确；箱子对铁球的冲量为mv，向右，铁球对箱子的冲量为mv，向左，又因为摩擦力与铁球对箱子的作用力等值反向，所以摩擦力对箱子的冲量为mv，向右，故D错误． 答案：C 2. 如图所示，一质量为m的小球沿光滑的水平面以速度v冲上一个静止在水平地面上的质1量为2m的曲面体，曲面体的曲面部分为圆周并且和水平面相切．当小球从曲面体再次滑到4水平面的瞬间，其速度为( ) 11A.v B．－v 3322C.v D．－v 33解析：小球在曲面体上滑动的过程中，小球和曲面体组成的系统，由水平方向动量守恒和机械能守恒得： 2mv＝mv1＋2mv2，mv2＝mv21＋·2mv2， 121212联立得：v1＝答案：B 3. m－2m1v＝－v，故B正确． m＋2m3 如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距，电阻均为R、质量均为m，铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好．现给铜棒a一个平行于导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的过程，下列说法正确的是( ) A．回路中的最大电流为BLI mRB2L2IB．铜棒b的最大加速度为2 2mRC．铜棒b获得的最大速度为 ImI2D．回路中产生的总焦耳热为 2m解析：给铜棒a一个平行于导轨向右的瞬时冲量I，由动量定理可知铜棒a的初速度为IBLIva＝，此时回路中感应电动势最大，感应电流最大，最大感应电动势E＝BLva＝，回路mmEBLIB2L2I中最大电流i＝＝，选项A错误．铜棒b所受的最大安培力F＝BiL＝，由牛顿第2R2mR2mRFB2L2I二定律F＝ma，可得铜棒b的最大加速度a＝＝2，选项B正确．由于导轨足够长，对铜m2mR棒a、b组成的系统，动量守恒，最终二者速度相等，由动量守恒定律可知铜棒b获得的最1I12大速度为vb＝va＝，选项C错误．由能量守恒定律知回路中产生的总焦耳热为Q＝mva－22m212I2×mvb＝，选项D错误． 24m答案：B 4．(2017·山西省重点中学高三5月联合考试)如图所示，在水平桌面上固定着斜槽，斜槽的末端和一水平木板平滑连接，设物块通过连接处时速率没有改变．第一次让物块A从斜槽上端距木板一定高度处由静止下滑，物块A到达木板上的C点停止；第二次让物块A从同样位置由静止开始下滑，物块A到达斜槽底端后与放在斜槽末端附近的物块B相碰，碰2后物块B滑行到木板上的E点停止，物块A滑到木板上的D点停止，用刻度尺测出D、C、E点到斜槽底端的距离分别为x1、x2、x3，已知物块A、B的质量分别为2m、m，且物块A、B与木板间的动摩擦因数相同，则下列说法正确的是( ) A．因木板与物块间的动摩擦因数未知，故此实验不能验证动量守恒定律 B．因物块A由静止下滑时的高度未知，故此实验不能验证动量守恒定律 C．2x2＝2x1＋x3 D．2x2＝2x1＋x3 解析：设物块A碰前的速度为v，不放物块B时，根据动能定理有－μ·2mgx2＝0－1122·2mv，同理，设碰后物块A的速度为v1，则有－μ·2mgx1＝0－·mv1，碰后物块B的速2212度为v2，则有－μmgx3＝0－·2mv2，根据动量守恒定律有2mv＝2mv1＋mv2，故联立可得2x22＝2x1＋x3，即只要满足2x2＝2x1＋x3，则说明碰撞过程中动量守恒，故C错误、D正确；因碰前和碰后两物块在水平木板上滑动时都受到摩擦力，列式中的动摩擦因数可以约去，故不用给出动摩擦因数，也可以验证动量守恒定律，A错误；题中物块A碰前的速度可12以由 －μ·2mgx2＝0－·2mv得出，故不需要知道物块A由静止下滑时的高度，B错误． 2答案：D 5. (2017·佛山模拟)如图所示，质量为m、2m的甲、乙两个同种材质的物体静止在粗糙水平面上，某时刻，它们同时受到水平恒力F，经过时间t，同时撤掉力F.下列叙述中，正确的是( ) A．在力F作用的时间内，两物体动量变化Δp甲≤Δp乙 B．在力F作用的时间内，两物体动量变化Δp甲≥Δp乙 C．在力F作用的时间内，两物体摩擦力的冲量ΔI甲≤ΔI乙 D．在力F作用的时间内，两物体摩擦力的冲量ΔI甲≥ΔI乙 解析：由I＝Ft可知，两物体的恒力的冲量相同；由于两物体的质量不同，故在相同时间内乙物体所受到的摩擦力大于甲物体受到的摩擦力；摩擦力的冲量ΔI甲≤ΔI乙；乙物体受到的合外力的冲量小于甲的冲量，由动量定理可知，两物体动量变化Δp甲≥Δp乙，故B、C正确，A、D错误． 答案：BC 6．(2017·湖南六校联考)质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与 箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间，如图所示．现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为( ) 12A.mv B.22mMv2 m＋M1C.NμmgL D．NμmgL 2解析：根据动量守恒，共同速度v′＝mv1211mM2，损失的动能ΔEk＝mv－(M＋m)v′＝M＋m222m＋Mv2，所以B正确．根据能量守恒，损失的动能等于因摩擦放出的热量，而计算热量的方法是摩擦力乘以相对位移，所以ΔEk＝N·FfL＝NμmgL，故D正确． 答案：BD 7．如图甲所示，一质量为m的物块在t＝0时刻，以初速度v0从足够长、倾角为θ的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示．t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端．下列说法正确的是( ) A．物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量为3mgt0·cosθ 3B．物块从t＝0时刻开始运动到返回底端的过程中动量的变化量为－mv0 2C．斜面倾角θ的正弦值为5v0 8gt0D．不能求出3t0时间内物块克服摩擦力所做的功 解析：物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量IG＝3mgt0，A错误；上滑过程中