【小题狂刷】物理·选修3 专题一 动量、动量守恒定律 高考专题特训（PDF版，含答案）

物理选修3 参考答案 专题一 动量、动量守恒定律 【基础特训】 1.C 【解析】 以小车和木块组成的系统为研究对象所受合外力为零,因此系统动量守恒,由于摩擦力的作 用,B 速度减小,A 速度增大,B 速度减小到最小时,A 速度达最大,最后B,A 以共同速度运动,设B,A 共同速度 为v',有: mv mv 00=(M+m)v',解得:v'=M+m. 故C正确,ABD错误. 2.C 【解析】 小球下滑过程中,水平方向不受外力,在水平方向上动量守恒. 根据能量守恒得小球的重力势能转化为小球的动能和弧形的槽的动能, 1 即:mgh= mv2+Ekm,所以v< 2gh,故C正确,2 ABD 错误. 3.A 【解析】 取砂袋和小车为系统,由动量守恒,有 m1v1-m2v2=(m1+m2)v,整理可得v=1.0m/s,方 向向右,故A项正确. 4.D 【解析】 由动量守恒可知,原子核静止在磁场中,发生β衰变后的新核与电子的动量大小相等,方向相 mv2 mv 反.由qBv= ,得R= ,粒子运动的半径与电荷量成反比.新核带电量大于电子,因此R 较小,知轨迹R qB 2 为新 核轨迹,由左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里.选项D正确. 2 5.(1)A,B 两球相距最近时,A 球的速度为 2gh;3 (2)A, 2 B 两球相距最近时,A,B 两球系统的电势能为 mgh;3 (3)A, 1 4 B 两球最终的速度vA,vB 的大小分别为3 2gh , 3 2gh. 【解析】 (1)对A 球下滑的过程,由动能定理得: 1 2mgh= ×2mv22 0 v0= 2gh , 当A 球进入水平轨道后,A,B 两球组成的系统动量守恒, 当A,B 相距最近时,两球速度相等,由动量守恒定律可得: 2 2 2mv0=(2m+m)v v= ;3v0=3 2gh (2) 1 2 由能量守恒定律得:2mgh= (2 2m+m )v2+Ep Ep= mgh;3 (3)当A,B 相距最近之后,由于静电斥力的相互作用,它们将会相互远离,当它们相距足够远时,它们之间的 相互作用力可视为零,电势能也视为零,它们就达到最终的速度,该过程中,A,B 两球组成的系统动量守恒、能量 也守恒. 由动量守恒定律可得:2mv0=2mvA+mvB, 1 1 1 由能量守恒定律可得: 2×2mv 2 0=2×2mv 2 A+ mv22 B , 1 1 4 4 解得:vA=3v0=3 2gh vB=3v0=3 2gh. 6.(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A 的速度为3m/s; 59 小题狂刷 高考专题特训 (2)系统中弹性势能的最大值是12J. 【解析】 (1)当A,B,C 三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大,设共同速度为vABC.由A,B,C 三者组成的 系统动量守恒得:(mA+mB)v=(mA+mB+mC)vABC, (2+2): ×6解得 vABC= / /2+2+4 ms=3ms. (2)B,C 碰撞时,B,C 组成的系统动量守恒,设碰后瞬间B,C 两者速度为vBC,则 2×6 mBv=(mB+mC)vBC vBC= m/2+4 s=2m /s 设物A,B,C 速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep, 1 根据能量守恒有:Ep= (mB+mC)2 1 2 1vBC+ mAv - ( 1 1 2 2 2 mA+mB+mC )v2 2 2ABC=2× (2+4)×2J+2×2×6J 1 -2× (2+2+4)×32J=12J. E 7.(1)当弹簧达到最大长度时A,B 的速度大小为 ;2m ( 12)当B 离开墙壁以后的运动过程中,弹簧弹性势能的最大值为2E. 【解析】 (1)设当B 离开墙壁时,A 的速度为v0, 1 2E 由机械能守恒有: mv22 0=E ,解得v0= ,m 以后运动中,当弹簧弹性势能最大时,弹簧达到最大程度时,A,B 速度相等,系统动量守恒,以向右为正方 E 向,由动量守恒定律得:2mv=mv0,v= ;2m (2)当两者速度相等时,弹簧伸长量最大,弹性势能最大, 1 1 1 由机械能守恒定律得:Ep=2mv 2 0- 2,解得:22mv Ep=2E. 8.(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度大小为3m/s; (2)小明接住木箱后三者一起运动,在接木箱过程中系统损失的能量为37.5J. 【解析】 (1)人在推木箱的过程,由动量守恒定律可得:Mv1=mv2, 代入数据可得:v1=3m/s; (2)小明在接木箱的过程,由动量守恒定律可得:Mv1+mv2=(M+m)v3, 代入数据可得:v3=3.75m/s, 1 1 1 故损失的能量:ΔE= Mv2+ mv21 2- (2 2 2 M+m )v23, 代入数据可得:ΔE=37.5J. 【能力特训】 高频题特训 1.C 【解析】 以船原来的运动方向为正方向,根据动量守恒定律有:(M+m)v0=M ... ...