物理选修3-5第十六章动量守恒定律综合检测题
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动量守恒定律单元测试题一、选择题(每小题6分,共48分。
)1.一个静止的、质量为M的不稳定的原子核,当它放出质量为m,速度为v的粒子后,原子核剩余部分的速度为()A.v-B.MvM m--C.mvM m--D.mvM-2.运载火箭在太空中飞行的原理是()A.外形流畅,减小空气阻力B.携带固体燃料,少占体积C.自身喷出气体,获得反冲力D.喷出气体后,获得空气浮力3.把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑水平地面上,枪射出一颗子弹时,关于枪、弹、车,下列说法正确的是()A.枪和弹组成的系统动量守恒B.枪和车组成的系统动量守恒C.因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,可以忽略不计,故三者组成的系统动量近似守恒。
D.三者组成的系统动量守恒4.关于系统动量守恒的说法正确的是()①只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒②只要系统内有摩擦力,动量就不可能守恒③系统所受合外力不为零,其动量一定不守恒,但有可能在某一方向上守恒④系统所受合外力不为零,但如果合外力的冲量很小(相比内力的冲量)时,系统可近似动量守恒A.①③B.①②C.①③④D.②③5.如图1所示,表示质量为M的密闭气缸置于光滑水平面上,缸内有一隔板P,隔板右边是真空,隔板左边是质量为m的高压气体,若将隔板突然抽去,则气缸的运动情况是()A.保持静止不动B.向左移动一定距离后恢复静止C.最终向左做匀速直线运动D.先向左移动,后向右移动回到原来位置6.质量为1kg的炮弹,以800J的动能沿水平方向飞行时突然爆炸,分裂为质量相等的两块,前一块仍沿原水平方向飞行,动能为625J,则后一块动能为()A.175JB.225JC. 125JD.275J7.两个小木块B、C中间夹着一根轻弹簧,将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起,使它们一起在光滑水平面上沿直线运动,这时它们的运动图线如图2中a 线段所示,在4s t =末,细线突然断了,B 、C 都和弹簧分离后,运动图线分别如图2中b 、c 线段所示。
2020-2021学年人教版选修3-5高二物理第二学期第十六章动量守恒定律单元同步密卷一、单选题1.几个水球可以挡住一颗子弹?许多人被问到这个问题时,答案可能都不一样。
《国家地理频道》(nationalGeographicChannel)就为此特地做了一次实验,把10颗水球排成一条直线,还找来专家对着这排水球开枪,没想到结果却让人出乎意料:四个水球就能够挡住子弹!设子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好能穿出第4个水球,则下列说法不正确的是()A.子弹在每个水球中的速度变化相同B.子弹在每个水球中运动的时间不同C.每个水球对子弹的冲量不同D.子弹在每个水球中的动能变化相同2.如图所示,A、B两物体的质量比m A:m B=4:3,它们原来静止在足够长的平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,地面光滑。
当弹簧突然释放后,且已知A、B组成的系统动量守恒。
则有()A.A、B与C的动摩擦因数相等B.A、B与C的动摩擦因数不相等C.最终稳定时小车向右运动D.A、B、C系统动量不守恒3.如图,水平面上有一平板车,某人站在车上抡起锤子从与肩等高处挥下,打在车的左端,打后车与锤相对静止。
以人、锤子和平板车为系统(初始时系统静止),研究该次挥下、打击过程,下列说法正确的是()A.若水平面光滑,在锤子挥下的过程中,平板车一定向右运动B.若水平面光滑,打后平板车可能向右运动C .若水平面粗糙,在锤子挥下的过程中,平板车一定向左运动D .若水平面粗糙,打后平板车可能向右运动4.质量分别为6m 和2m 的甲、乙两个滑块,以相同的速率v 在光滑水平面上相向运动,发生碰撞后滑块甲静止不动,那么这次碰撞()A .一定是弹性碰撞B .一定是非弹性碰撞C .弹性碰撞和非弹性碰撞都有可能D .可能是非对心碰撞5.某烟花弹在点燃后升空到离地h 时速度变为零,此时弹中火药爆炸将烟花弹炸裂为质量相等的A 、B 两部分,A 竖直向上运动,B 竖直向下运动,A 继续上升的最大高度为3h,从爆炸之后瞬间开始计时,A 、B 在空中运动的时间分别为A t 和B t 。
动量守恒定律测试题(选修3-5)一、单选题: 本大题共10小题, 从第1小题到第10小题每题4.0分 小计40.0分; 共计40.0分。
1、一只猴子用绳子拉着一块与其等质量的石块, 在光滑水平面上运动(如图), 开始时猴子和石块都静止, 然后猴子以相对于绳子的速度u 拉石块, 则石块的速度为 [ ] A.B.uC.u 23D.2u2、如图所示,一个平板小车放在光滑水平面上,平板车上有一立柱,立柱顶端用细线栓一个小球使小球偏离竖直方向一个角度后由静止释放.释放后小球将和立柱发生多次碰撞,在二者相互作用的运动过程中,小车在水平面上[ ]A .一定向右运动B .一定向左运动C .一定保持静止D .可能向右运动,也可能向左运动 3、在光滑的水平面上有两个静止的小车,车上各站着一名运动员,两车(含运动员)总质量均为M .乙车上的人把原来在车上质量为m 的篮球沿水平方向以速度v 抛出,被甲车上的人接住.则甲、乙两车最终速度大小之间的关系是[ ]A .B .C .D .视M 、m 和v 的大小而定4、A 物体在光滑的水平地面上运动,与静止在同一水平面的B 物体相碰,碰后A 继续沿原方向运动,但速度减为原来的一半,已知A 、B 两物体质量的比是2:1,则碰后两物体的动量之比是[ ] A .1:1 B .1:2 C .1:4 D .2:15、甲乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动,已知它们的动量分别是p 甲=5kg ·m/s ,p 乙=7kg ·m/s ,甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙球动量变为10kg ·m/s ,则二球质量m 甲与m 乙的可能关系是[ ] A .m 乙=m 甲 B .m 乙=2m 甲 C .m 乙=4m 甲D .m 乙=6m 甲6、甲、乙两只船相向而行, 甲船总质量m甲=1000kg, 乙船总质量m乙= 500kg. 当两船靠近时, 各把m0=50kg的物体移到另一只船上, 结果甲船停止运动, 乙船以8.5m/s的速度按原方向前进. 不计水的阻力, 则甲、乙两船原来的速度大小分别是 [ ]A. 0.5m/s, 9.0m/sB. 1.0m/s, 9.5m/sC. 1.5m/s, 95m/sD. 0.5m/s, 9.5m/s7、总质量为M的小车, 沿水平光滑地面以速度v匀速运动, 某时刻从车上竖直上抛一个质量为m的物体, 则车子的速度[ ]A.不变B.vC.vD.无法确定8、质量为3m的机车, 其速度为v0, 在与质量为2m的静止车厢碰撞后挂接在一起运动, 其运动速度应为 [ ]A.v0B.v0C.v0D.v09、质量为3m的小车,运动速度为,与质量为2m的静止小车碰撞后连在一起运动,则碰撞后两车的总动量为[ ]B.A.C.D.10、如图所示, 小球m用长为L的细绳系着做圆锥摆运动, 小球m由A点摆至B点的过程中, 下述结论正确的是 [ ]A.动量守恒B.动量不守恒, 且△mv= mv BC.动量不守恒, 且△mv= mv AD.动量不守恒, 且△mv= mv B+ mv A= 2mv二、填空题:本大题共3小题,从第11小题到第13小题每题4.0分小计12.0分;共计12.0分。
人教版高中物理选修3-5第十六章《动量守恒定律》单元测试题一、单选题(本大题共15小题,共60.0分)1.下列说法正确的是()A. 动量为零时,物体一定处于平衡状态B. 动能不变,物体的动量一定不变C. 物体所受合外力大小不变时,其动量大小一定要发生改变D. 系统所受合外力为零时,其动量守恒2.质量为和未知的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间极短,其图象如图所示,则A. 此碰撞一定为弹性碰撞B. 被碰物体质量为2kgC. 碰后两物体速度相同D. 此过程有机械能损失3.如图所示,甲、乙两人静止在光滑的冰面上,甲沿水平方向推了乙一下,结果两人向相反方向滑去。
已知甲的质量为45kg,乙的质量为50kg。
则下列判断正确的是()A. 甲的速率与乙的速率之比为B. 甲的加速度大小与乙的加速度大小之比为C. 甲对乙的冲量大小与乙对甲的冲量大小之比为D. 甲的动能与乙的动能之比为4.如图,一个礼花弹竖直上升到最高点时炸裂成三块碎片,其中一块碎片首先沿竖直方向落至地面,另两块碎片稍后一些同时落至地面。
则在礼花弹炸裂后的瞬间这三块碎片的运动方向可能是:A. B.C. D.5.如图所示,质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用,到达距地面深度为h的B点时速度减为零。
不计空气阻力,重力加速度为g。
关于小球下落的整个过程,下列说法正确的是A. 小球的机械能减小了mgHB. 小球克服阻力做的功为mghC. 小球所受阻力的冲量大于D. 小球动量的改变量等于所受阻力的冲量6.一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为→+,下列说法正确的是()A. 衰变后钍核的动能等于粒子的动能B. 衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C. 铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D. 衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量7.关于系统动量守恒的说法正确的是()①只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒②只要系统内有摩擦力,动量就不可能守恒③系统所受合外力不为零,其动量一定不守恒,但有可能在某一方向上守恒④系统所受合外力不为零,但如果合外力的冲量很小(相比内力的冲量)时,系统可近似动量守恒.A. B. C. D.8.质量相等的A、B两球在光滑水平桌面上沿同一直线,同一方向运动,A球的动量是7kg·m/s,B球的动量是5kg·m/s,当A球追上B球发生碰撞,则碰撞后两球的动量可能值是A. ,B. ,C. ,D. ,9.如图所示在光滑的水平面上放置着一质量为M的木块,一质量为m的子弹以初速度从左边水平射向木块,并能留在木块中,木块获得的速度为,系统产生的热量为Q1;若仅将木块从上方削去一部分,仍让子弹以初速度从左边水平射向木块,木块最终获得的速度为,系统产生的热量为Q2,整个过程中假设子弹、木块间的作用力不变,则下列说法正确的是()A. 子弹将射出木块,,B. 子弹将射出木块,,C. 子弹仍将留在木块中,,D. 子弹仍将留在木块中,,10.在空中某处有一质量为m的重物,从某时刻开始受到竖直向上的拉力F,其大小随时间的变化图像如图所示,已知t=0时刻物体速度为零,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A. ~时间内物体向下做匀变速直线运动B. ~时间内物体所受合外力的冲量为零C. ~时间内,T时刻物体的速度最大D. ~时间内物体一直向下运动11.1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验,实验时,用宇宙飞船(质量为m)去接触正在轨道上运行的火箭(质量为m x,发动机已熄火),如图所示。
本章优化总结动量定理的综合应用动量定理研究对象不仅适用于单个物体,对多个物体组成的系统同样适用,对多物体组成的系统在应用动量定理时应注意:(1)对多物体受力分析时,系统内物体间的相互作用力属于内力,不是合外力的组成部分.(2)动量定理是矢量式,应用动量定量时注意合外力的方向和系统运动方向的对应性.滑块A和B(质量分别为m A和m B)用轻细线连接在一起后放在水平桌面上,水平恒力F作用在B上,使A、B一起由静止开始沿水平桌面滑动,如图所示.已知滑块A、B 与水平桌面的动摩擦因数均为μ,在力F作用时间t后,A、B间细线突然断开,此后力F 仍作用于B.试求:滑块A刚好停住时,滑块B的速度为多大?[思路点拨] 在已知力的作用时间的情况下,可考虑应用动量定理求解比较简便.[解析]取滑块A、B构成的系统为研究对象.设F作用时间t后线突然断开,此时A、B的共同速度为v,根据动量定理,有[F-μ(m A+m B)g]t=(m A+m B)v-0解得v =[F -μ(m A +m B )g ]t m A +m B在线断开后,滑块A 经时间t ′停止,根据动量定理有-μm A gt ′=0-m A v由此得t ′=v μg =[F -μ(m A +m B )g ]t μ(m A +m B )g设A 停止时,B 的速度为v B .对于A 、B 系统,从力F 开始作用至A 停止的全过程,根据动量定理有[F -μ(m A +m B )g ](t +t ′)=m B v B -0将t ′代入此式可求得B 滑块的速度为v B =F [F -μ(m A +m B )g ]t μm B (m A +m B )g. [答案] F [F -μ(m A +m B )g ]t μm B (m A +m B )g尽管系统内各物体的运动情况不同,但各物体所受的冲量之和仍等于各物体总动量的变化量.应用这个处理方法能使一些繁杂的运动问题求解更简便.1.质量为M 的金属块和质量为m 的木块用细绳连在一起,放在水中,如图所示.从静止开始以加速度a 在水中匀加速下沉.经时间t 1,细绳突然断裂,金属块和木块分离,再经时间t 2,木块停止下沉,试求此时金属块的速度.解析:把金属块、木块及细绳看成一个物体系统,整个过程中受重力(Mg +mg )和浮力(F M +F m )不变,它们的合力为F 合=(M +m )a ,在绳断前后合力也不变,设木块停止下沉时,金属块的速度为v ,选取竖直向下为正方向,对全过程应用动量定理,有F 合(t 1+t 2)=p ′-p =Mv -0则v =M +m Ma (t 1+t 2). 答案:M +m Ma (t 1+t 2)动量守恒定律的综合应用1.解决该类问题用到的规律:动量守恒定律,机械能守恒定律,能量守恒定律,功能关系等.2.解决该类问题的基本思路(1)认真审题,明确题目所述的物理情景,确定研究对象.(2)如果物体间涉及多过程,要把整个过程分解为几个小的过程.(3)对所选取的对象进行受力分析,判定系统是否符合动量守恒的条件.(4)对所选系统进行能量转化的分析,比如:系统是否满足机械能守恒,如果系统内有摩擦则机械能不守恒,有机械能转化为内能.(5)选取所需要的方程列式并求解.如图所示,水平地面上固定有高为h 的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高也为h ,坡道底端与台面相切.小球A 从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B 发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半.两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g .求:(1)小球A 刚滑至水平台面的速度大小v A ;(2)A 、B 两球的质量之比m A ∶m B .[思路点拨] 小球A 下滑的过程,机械能守恒,可求小球A 滑到坡道底端时的速度;小球A 与B 相碰,满足动量守恒,由动量守恒可求共同速度,二者同时做平抛运动,利用平抛运动规律即可求出二者的质量之比.[解析] (1)小球从坡道顶端滑至水平台面的过程中,由机械能守恒定律得m A gh =12m A v 2A 解得v A =2gh .(2)设两球碰撞后共同的速度为v ,由动量守恒定律得m A v A =(m A +m B )v粘在一起的两球飞出台面后做平抛运动,设运动的时间为t ,由运动学公式,在竖直方向上有h =12gt 2 在水平方向上有h 2=vt 联立以上各式得m A ∶m B =1∶3.[答案] (1)2gh (2)1∶32.(2014·高考北京卷)如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块A 和B 分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点.现将A 无初速释放,A 与B 碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动.已知圆弧轨道光滑,半径R =0.2 m ;A 和B 的质量相等;A 和B 整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2.取重力加速度g =10 m/s 2.求:(1)碰撞前瞬间A 的速率v ;(2)碰撞后瞬间A 和B 整体的速率v ′;(3)A 和B 整体在桌面上滑动的距离l .解析:设滑块的质量为m .(1)根据机械能守恒定律mgR =12mv 2 得碰撞前瞬间A 的速率v =2gR =2 m/s.(2)根据动量守恒定律mv =2mv ′得碰撞后瞬间A 和B 整体的速率v ′=12v =1 m/s. (3)根据动能定理12(2m )v ′2=μ(2m )gl 得A 和B 整体沿水平桌面滑动的距离l =v ′22μg=0.25 m. 答案:(1)2 m/s (2)1 m/s (3)0.25 m(18分)如图所示,两个斜面AB 和CD 的倾角分别为α和β,且均与水平面BC 平滑连接.水平面的C 端静止地放置一质量为m 的物块,在斜面AB 上一质量为M 的物块加速下滑,冲至水平面后与物块m 碰撞前瞬间速度为v 0,碰撞后合为一体冲上斜面CD ,物块与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g .求:(1)物块M 在斜面AB 上运动时的加速度大小a ;(2)两物块碰后的共同速度的大小v ;(3)能冲上斜面CD 的最大高度H .[思路点拨] (1)本题分为四个运动过程:①物块M 沿斜面AB 下滑的过程;②物块M 在水平面BC 的运动过程;③物块M 与m 的碰撞过程;④系统沿斜面CD 的上升过程.(2)过程与规律:①物块M 沿斜面AB 下滑过程的受力情况已知,牛顿运动定律是否适用?②物块M 在水平面BC 的运动过程是否需要分析?题目中给出的M 冲至水平面后与物块m 碰撞前瞬间速度为v 0与在B 点时的速度相同吗?水平面BC 段是否光滑对解题有影响吗?③物块M 与m 的碰撞过程的动量守恒吗?④整体冲上斜面CD 的运动过程遵循什么规律?[解析] (1)在AB 斜面上对物块进行受力分析(如图),根据牛顿第二定律有:垂直斜面方向有:F N -Mg cos α=0(2分) 沿斜面向下有:Mg sin α-F f =Ma(2分) 又知F f =μF N(1分) 由以上三式可解得加速度a =g sin α-μg cos α.(2分) (2)两物块碰撞过程中水平方向满足动量守恒,故有:Mv 0=(M +m )v(3分) 可得碰撞后整体的速度大小v =M M +m v 0. (2分)(3)碰撞后物块在斜面CD 上运动时只有重力和阻力做功,根据动能定理有:-μ(M +m )g cos β·H sin β-(M +m )gH =0-12(M +m )v 2 (3分) 可解得:H =M 2v 20sin β2(M +m )2g (sin β+μcos β). (3分)[答案] (1)g sin α-μg cos α (2)M M +m v 0 (3)M 2v 20sin β2(M +m )2g (sin β+μcos β)本题考查了牛顿第二定律、动量守恒定律和动能定理的基本运用,掌握规律是正确解题的关键,对于第(3)问也可以采用动力学知识求解,但是没有运用动能定理解答方便.章末过关检测(一)(时间:60分钟,满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)1.(2017·高考全国卷乙)将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空,50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )A .30 kg ·m/sB .5.7×102 kg ·m/sC .6.0×102 kg ·m/sD .6.3×102 kg ·m/s 解析:选A .燃气从火箭喷口喷出的瞬间,火箭和燃气组成的系统动量守恒,设燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为p ,根据动量守恒定律,可得p -mv 0=0,解得p =mv 0=0.050 kg ×600 m/s =30 kg ·m/s ,选项A 正确.2.关于物体的动量,下列说法中正确的是( )A .运动物体在任一时刻的动量方向,一定是该时刻的速度方向B .物体的动能不变,其动量一定不变C .动量越大的物体,其速度一定越大D .物体的动量越大,其惯性也越大解析:选A .动量具有瞬时性,任一时刻物体动量的方向,即为该时刻物体的速度方向,选项A 正确;动能不变,若速度方向变化,动量也发生了变化,B 项错误;物体动量的大小由物体质量及速度大小共同决定,不是由物体的速度唯一决定,故物体的动量大,其速度不一定大,选项C 错误;惯性由物体质量决定,物体的动量越大,其质量并不一定越大,惯性也不一定越大,故选项D 错误.3.如图甲所示,物体A 、B 用轻绳相连,挂在轻弹簧下静止不动,A 的质量为m ,B 的质量为M .当连接A 、B 的绳突然断开后,物体A 上升经过某一位置时速度大小为v ,这时物体B 下落的速度大小为u ,如图乙所示.在这段时间里,弹簧的弹力对物体A 的冲量为( )A .mvB .mv -MuC .mv +MuD .mv +mu解析:选D .该题涉及的物体较多,可先选B 为研究对象.在B 下落的这段时间t 内,其动量向下增加Mu ,B 只受重力作用,由动量定理,重力的冲量为Mgt =Mu ,解得t =u g.在时间t 内,A 受两个力作用:重力mg ,方向向下;弹簧的弹力,方向向上.因为弹簧的弹力是变力,所以要计算弹力的冲量只能应用动量定理来解决.以A 为研究对象,其动量在时间t 内向上增加mv ,设弹力的冲量为I ,由动量定理有I -mgt =mv ,解得I =m (v +u ),故D 正确.4.质量m =100 kg 的小船静止在平静水面上,船两端载着m 甲=40 kg 、m 乙=60 kg 的游泳者,在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3 m/s 的速度跃入水中,如图所示,则之后小船的速率和运动方向为( )A .0.6 m/s ,向左B .3 m/s ,向左C .0.6 m/s ,向右D .3 m/s ,向右解析:选A .以向左为正方向,根据动量守恒得0=m 甲v -m 乙v +mv ′,代入数据解得v ′=0.6 m/s ,方向向左.5.质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线,且彼此隔开了一定的距离,如图所示.具有动能E 0的第1个物块向右运动,依次与其余两个静止物块发生碰撞,最后这三个物块粘在一起,这个整体的动能为( )A .E 0B .2E 03C .E 03D .E 09解析:选C .碰撞中动量守恒mv 0=3mv 1,得v 1=v 03① E 0=12mv 20② E k ′=12×3mv 21③ 由①②③得E k ′=12×3m ⎝⎛⎭⎫v 032=13×⎝⎛⎭⎫12mv 20=E 03,故C 正确. 6.如图所示,光滑水平面上有半径相同的A 、B 两球在同一直线上运动.两球质量关系为m B =2m A ,规定向右为正方向,A 、B 两球的动量均为6 kg ·m/s ,运动中两球发生碰撞,碰撞后A 球的动量增量为-4 kg ·m/s ,则( )A .左方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为2∶5B .左方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为1∶10C .右方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为2∶5D .右方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为1∶10解析:选A .由两球的动量都是6 kg ·m/s 可知,运动方向都向右,且能够相碰,说明左方是质量小速度大的小球,故左方是A 球.碰后A 球的动量减少了4 kg ·m/s ,即A 球的动量为2 kg ·m/s ,由动量守恒定律得B 球的动量为10 kg ·m/s ,则碰后二者速度大小之比为2∶5,故选项A 是正确的.二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全选对的得6分,选对但不全得3分,有错选或不答的得0分)7.如图所示,一个质量为0.18 kg 的垒球,以25 m/s 的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为45 m/s ,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s .下列说法正确的是( )A .球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 NB .球棒对垒球的平均作用力大小为360 NC .球棒对垒球做的功为126 JD .球棒对垒球做的功为36 J解析:选AC .设球棒对垒球的平均作用力为F ,由动量定理得F ·t =m (v t -v 0),取v t=45 m/s ,则v 0=-25 m/s ,代入上式,得F =1 260 N ,由动能定理得W =12mv 2t -12mv 20=126 J ,选项A 、C 正确.8.向空中发射一物体,不计空气阻力,当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成a 、b 两部分,若质量较大的a 的速度方向仍沿原来的方向,则( )A .b 的速度方向一定与原速度方向相反B .从炸裂到落地的这段时间里,a 飞行的水平距离一定比b 的大C .a 、b 一定同时到达水平地面D .在炸裂过程中,a 、b 受到的爆炸力的大小一定相等解析:选CD .爆炸后系统的总机械能增加,但不能确定a 、b 的速度大小,所以选项A 、B 错误;因炸开后a 、b 都做平抛运动,且高度相同,故选项C 正确;由牛顿第三定律知,选项D 正确.9.质量为m 的小球A ,沿光滑水平面以速度v 0与质量为2m 的静止小球B 发生正碰.碰撞后,A 球的动能变为原来的1/9,那么小球B 的速度可能是( )A .13v 0 B .23v 0 C .49v 0 D .59v 0 解析:选AB .当以A 球原来的速度方向为正方向时,则v A ′=±13v 0 根据两球碰撞前、后的总动量守恒,有mv 0+0=m ×13v 0+2mv B ′ mv 0+0=m ×⎝⎛⎭⎫-13v 0+2mv B ″ 解得:v B ′=13v 0,v B ″=23v 0.由于碰撞过程中动能不增加,即12mv 20≥12m ⎝⎛⎭⎫v 032+12·2mv 2B 将13v 0及23v 0代入上式均成立,所以A 、B 选项均正确. 10.如图所示,在光滑水平面上,质量为m 的小球 A 和质量为13m 的小球B 通过轻弹簧相连并处于静止状态,弹簧处于自然伸长状态;质量为m 的小球C 以初速度v 0沿AB 连线向右匀速运动,并与小球A 发生弹性碰撞.在小球B 的右侧某位置固定一块弹性挡板(图中未画出),当小球B 与挡板发生正碰后立刻将挡板撤走.不计所有碰撞过程中的机械能损失,弹簧始终处于弹性限度内,小球B 与挡板的碰撞时间极短,碰后小球B 的速度大小不变,但方向相反.则B 与挡板碰后弹簧弹性势能的最大值E m 可能是( )A .mv 20B .12mv 20C .16mv 20D .130mv 20解析:选BC .质量相等的C 球和A 球发生弹性碰撞后速度交换,当A 、B 两球的动量相等时,B 球与挡板相碰,则碰后系统总动量为零,则弹簧再次压缩到最短即弹性势能最大(动能完全转化为弹性势能),根据机械能守恒定律可知,系统损失的动能转化为弹性势能E p =12mv 20,B 正确;当B 球速度恰为零时与挡板相碰,则系统动量不变化,系统机械能不变;当弹簧压缩到最短时,mv 0=4mv 13,弹性势能最大,由功能关系和动量关系可求出E p =12mv 20-12×43mv 21=18mv 20,所以,弹性势能的最大值介于二者之间都有可能,C 正确. 三、非选择题(本题共3小题,共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11.(12分)(2017·南通高二检测)某同学利用打点计时器和气垫导轨做探究碰撞中的不变量的实验.气垫导轨装置如图甲所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,导轨空腔内不断通入的压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.(1)下面是实验的主要步骤:①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;②向气垫导轨通入压缩空气;③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;⑥先____________________,然后________________,让滑块带动纸带一起运动; ⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如图乙所示;⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g ,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g. 试完善实验步骤⑥的内容.(2)已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点,计算结果保留三位有效数字.计算碰撞前m 1v 1+m 2v 2=________kg ·m/s ;碰撞后m 1v 1′+m 2v 2′=________kg ·m/s.计算碰撞前m 1v 21+m 2v 22=________kg ·m 2/s 2;碰撞后m 1v ′21+m 2v ′22=________kg ·m 2/s 2.计算碰撞前v 1m 1+v 2m 2=________m/(s·kg); 碰撞后v 1′m 1+v 2′m 2=________m/(s·kg). (3)通过以上计算可知,碰撞中的不变量应是________________________________________________________________________.(4)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是________________________________________________________________________. 解析:(1)实验时应先接通打点计时器的电源,再放开滑块1.(2)碰撞前滑块1的速度v 1=0.20.1m/s =2 m/s m 1v 1=0.31×2 kg ·m/s =0.620 kg ·m/s碰撞前滑块2的速度v 2=0碰撞后两滑块具有相同的速度v =0.1680.14m/s =1.2 m/s m 1v 1′+m 2v 2′=(m 1+m 2)v =(0.310+0.205)×1.2 kg ·m/s =0.618 kg ·m/sm 1v 21+m 2v 22=1.24 kg ·m 2/s 2m 1v ′21+m 2v ′22≈0.742 kg ·m 2/s 2v 1m 1+v 2m 2≈6.45 m/(s·kg) v 1′m 1+v 2′m 2≈9.72 m/(s·kg). (3)通过以上计算可知,碰撞中的不变量应是滑块1、2碰撞前后的质量与速度乘积的矢量和.(4)计算结果不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦.答案:(1)接通打点计时器的电源 放开滑块1(2)0.620 0.618 1.24 0.742 6.45 9.72(3)滑块1、2碰撞前后的质量与速度乘积的矢量和(4)纸带与打点计时器限位孔有摩擦12.(12分)(2017·衡水中学模拟)如图所示,可视为质点质量为m 的小球用长为L 的细线悬挂于O 点,在光滑的水平面上有一个质量为M 的物体,其右侧是一个半径为R 的光滑四分之一圆弧,左端是一段长为R 2的粗糙水平面,在其左端A 处放有一个质量也为M 的弹性物体,物块与物体间有摩擦.现将小球拉起到与悬点O 等高处由静止释放,与物块发生弹性碰撞后回摆到θ=60°角处才减停,同时物块恰能滑到物体右端最高点C 处,试求小球与物块的质量之比和物体与物块间的动摩擦因数.解析:小球下摆过程中,由mgL =12mv 21得v 1=2gL ,碰后返回过程中,由mgL (1-cos θ)=12mv ′21得v ′1=gL 小球和物块发生碰撞时动量守恒mv 1=Mv 0-mv 1′和能量守恒12mv 21=12Mv 20+12mv ′21, 联立解得v 0=(2-1)gL ,m M =2-12+1物块沿物体上表面滑动的过程中动量守恒Mv 0=2Mv ,损失的动能用于克服摩擦做功12Mv 20=12(M +M )v 2+MgR +μMg R 2, 整理可得μ=(3-22)L 2R -2.答案:2-12+1 (3-22)L 2R -2 13.(16分)某兴趣小组设计了一种实验装置,用来研究碰撞问题,其模型如图所示,光滑轨道中间部分水平,右侧为位于竖直平面内半径为R 的半圆,在最低点与直轨道相切.5个大小相同、质量不等的小球并列静置于水平部分,球间有微小间隔,从左到右,球的编号依次为0、1、2、3、4,球的质量依次递减,每球质量与其相邻左球质量之比为k (k <1).将0号球向左拉至左侧轨道距水平高度h 处,然后由静止释放,使其与1号球碰撞,1号球再与2号球碰撞……所有碰撞皆为无机械能损失的正碰.(不计空气阻力,小球可视为质点,重力加速度为g )(1)0号球与1号球碰撞后,1号球的速度大小v 1; (2)若已知h =0.1 m ,R =0.64 m ,要使4号球碰撞后能过右侧轨道的最高点,问k 值为多少? 解析:(1)设0号球碰前速度为v 0,由机械能守恒定律得:m 0gh =12m 0v 20 碰撞过程两球动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:m 0v 0=m 0v ′0+m 1v 1 由机械能守恒定律得:12m 0v 20=12m 0v ′20+12m 1v 21 解得:v 1=2m 0m 0+m 1v 0=21+k v 0=21+k 2gh . (2)同理可得:v 2=21+k v 1,…,v 4=21+k v 3, 解得:v 4=⎝⎛⎭⎫21+k 4v 0, 4号球从最低点到最高点过程,由机械能守恒定律得: 12m 4v 24=12m 4v 2+m 4g ·2R , 4号球在最高点:m 4v 2R ≥m 4g , 解得:k ≤2-1. 答案:(1)21+k 2gh (2)k ≤2-1 美文欣赏1、走过春的田野,趟过夏的激流,来到秋天就是安静祥和的世界。
人教版物理选修3-5第16章第2节动量和动量定理同步练习一、单选题(本大题共13小题,共52.0分)1.下列说法正确的是()A. 速度大的物体,它的动量一定也大B. 动量大的物体,它的速度一定也大C. 只要物体的运动速度大小不变,则物体的动量也保持不变D. 物体的动量变化越大则该物体的速度变化一定越大2.下面关于冲量的说法正确的是( )A. 只要力恒定,不管物体运动状态如何,其冲量就等于该力与时间的乘积B. 当力与位移垂直时,该力的冲量一定为零C. 物体静止时,其重力的冲量一定为零D. 物体受到很大的力时,其冲量一定很大3.古时有“守株待兔”的寓言.设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力即可致死,并设兔子与树桩作用时间为0.3 s,则被撞死的兔子其奔跑的速度可能为(g取10 m/s2)A. 1m/sB. 1.5m/sC. 2m/sD. 3m/s4.如果一物体在任意相等的时间内受到的冲量相等,则此物体的运动不可能是()A. 匀速圆周运动B. 自由落体运动C. 平抛运动D. 竖直上抛运动5.质量为m的物体以初速v0做竖直上抛运动,不计空气阻力,从抛出到落回抛出点这段时间内,以下说法正确的是( )A. 物体动量变化大小是零B. 物体动量变化大小是2mv0C. 物体动量变化大小是mv0D. 重力的冲量为零6.对于力的冲量,下列说法正确的是()A. 力越大,力的冲量就越大B. 作用在物体上的力大,力的冲量不一定大C. 竖直上抛运动中,上升和下降过程时间相等,则重力在整个过程中的冲量等于零D. 竖直上抛运动中,上升和下降过程时间相等,则上升和下降过程中重力的冲量等大、反向7.如图所示,光滑水平面上有质量均为m的物块A和B,B上固定一轻质弹簧,B静止,A以速度v0水平向右运动,从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中( )A. A,B的动量变化量相同B. A,B的动量变化率相同C. A,B系统的总动能保持不变D. A,B系统的总动量保持不变8.如图所示,质量为m P=2 kg的小球P从离水平面高度为h=0.8 m的光滑斜面上滚下,与静止在光滑水平面上质量为m Q=2 kg的带有轻弹簧的滑块Q碰撞,g=10 m/s2,下列说法正确的是( )A. P球与滑块Q碰撞前的速度为5m/sB. P球与滑块Q碰撞前的动量为16kg·m/sC. 它们碰撞后轻弹簧压缩至最短时的速度为2m/sD. 当轻弹簧压缩至最短时其弹性势能为16 J9.如图所示,斜面和水平面之间通过小圆弧平滑连接,质量为m的物体(可视为质点)从斜面上h高处的A点由静止开始沿斜面下滑,最后停在水平地面上的B点.要使物体能原路返回A点,在B点物体需要的最小瞬时冲量是()A. 12m√gℎ B. m√gℎ C. 2m√gℎ D. 4m√gℎ10.如图所示,一段不可伸长的轻质细绳长为L,一端固定在O点,另一端系一个质量为m的小球(可以视为质点),保持细绳处于伸直状态,把小球拉到跟O点等高的位置由静止释放,在小球摆到最低点的过程中,不计空气阻力,重力加速度大小为g,则()A. 合力做的功为0B. 合力做的冲量为0C. 重力做的功为mgLD. 重力的冲量为m√2gL11.质量为m的小球被水平抛出,经过一段时间后小球的速度大小为v,若此过程中重力的冲量大小为Ⅰ,重力加速度为g,不计空气阻力的大小,则小球抛出时的初速度大小为()A. v−Im B. v−ImgC. √v2−I2m2D. √v2−I2m2g212.质量为1 kg的小球从空中自由下落,与水平地面相碰后弹到空中某一高度,其速度—时间图像如图所示,以竖直向上为正,重力加速度g取10 m/s2。
绝密★启用前人教版高中物理选修3-5第十六章动量守恒定律单元测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间90分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.下列关于反冲运动的说法中,正确的是()A.抛出物m1的质量要小于剩下的质量m2才能获得反冲B.若抛出质量m1大于剩下的质量m2,则m2的反冲力大于m1所受的力C.反冲运动中,牛顿第三定律适用,但牛顿第二定律不适用D.对抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律2.质量为m、半径为R的小球,放在半径为2R、质量为2m的大空心球壳内,如图所示,当小球从图示位置无初速度沿内壁滚到最低点时,大球移动的位移为()A.,方向水平向右B.,方向水平向左C.,方向水平向右D.,方向水平向左3.一个静止的质量为M的不稳定原子核,当它放射出质量为m、速度为v的粒子后,原子核剩余部分的速度为()A.-vB.-C.D.-4.静止在光滑水平面上的物体在水平力F作用下开始运动,力F随时间的变化如图所示,关于物体的运动情况,正确的描述是()A.t=2 s时刻物体速度为0B. 4 s末物体回到出发点C.在0~4 s时间内水平力F的总冲量为0D.在0~2 s时间内物体做匀减速运动,在2 s~4 s时间内物体做匀加速运动5.在光滑水平冰面上,甲、乙两人各乘一小车,甲、乙质量相等,甲手中另持一小球,开始时甲、乙均静止,某一时刻,甲向正东方向将球沿着冰面推给乙,乙接住球后又向正西方向将球推回给甲,如此推接数次后,甲又将球推出,球在冰面上向乙运动,但已经无法追上乙,此时甲的速率v 、乙的速率v乙及球的速率v三者之间的关系为()甲A.v甲=v乙≥vB.v<v甲<v乙C.v甲<v≤v乙D.v≤v乙<v甲6.如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道,圆心O在S的正上方.在O和P两点各有一个质量为m的小物块a和b,从同一时刻开始,a自由下落,b沿圆弧下滑.以下说法正确的是()A.a比b先到达S,它们在S点的动量不相等B.a与b同时到达S,它们在S点的动量不相等C.a比b先到达S,它们在S点的动量相等D.b比a先到达S,它们在S点的动量相等7.如图所示,质量为m的物体,在水平外力F作用下,以速度v沿水平面匀速运动,当物体运动到A点时撤去外力F,物体由A点继续向前滑行的过程中经过B点,则物体由A点到B点的过程中,下列说法正确的是()A.v越大,摩擦力对物体的冲量越大;摩擦力做功越多B.v越大,摩擦力对物体的冲量越大;摩擦力做功与v的大小无关C.v越大,摩擦力对物体的冲量越小;摩擦力做功越少D.v越大,摩擦力对物体的冲量越小;摩擦力做功与v的大小无关8.两个完全相同、质量均为m的滑块A和B,放在光滑水平面上,滑块A与轻弹簧相连,弹簧另一端固定在墙上,当滑块B以v0的初速度向滑块A运动,如图所示,碰到A后不再分开,下述说法中正确的是()A.两滑块相碰和以后一起运动过程,系统动量均守恒B.两滑块相碰和以后一起运动过程,系统机械能均守恒C.弹簧最大弹性势能为mvD.弹簧最大弹性势能为mv9.将质量为0.5 kg的小球以20 m/s的初速度竖直向上抛出,不计空气阻力,g取10 m/s2,以下判断正确的是 ()A.小球从被抛出至到达最高点受到的冲量大小为10 N·sB.小球从被抛出至落回出发点动量的变化量大小为零C.小球从被抛出至落回出发点受到的冲量大小为10 N·sD.小球从被抛出至落回出发点动量的变化量大小为10 kg·m/s10.在下列用动量定理对几种物理现象的解释中,正确的是()A.从越高的地方跳下,落地时越危险,是因为落地时受的冲量越大B.跳高时,在落地处垫海绵垫子,是为了减小冲量C.动量相同的两个物体受相同的制动力的作用,质量小的先停下来D.在码头上装橡皮轮胎,是为了减小渡船靠岸时受到的冲量二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)下列关于“探究碰撞中的不变量”实验叙述中正确的是()A.实验中探究不变量的对象是相互碰撞的两个物体组成的系统B.实验对象在碰撞过程中存在内部相互作用的力,但外界对实验对象的合力为零C.物体的碰撞过程,就是机械能的传递过程,可见,碰撞过程中的不变量就是机械能D.利用气垫导轨探究碰撞中的不变量,导轨必须保持水平状态12.(多选)某同学用如图所示的装置(让入射小球与被碰小球碰撞)验证动量守恒定律时,产生误差的主要原因是()A.碰撞前入射小球的速度方向,碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是绝对沿水平方向B.小球在空气中飞行时受到空气阻力C.通过复写纸描得的各点,不是理想的点,有一定的大小,从而带来作图上的误差D.测量长度时有误差13.如图所示,质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上.其中弹簧两端分别与静止的滑块N和挡板P相连接,弹簧与挡板的质量均不计,滑块M以初速度v0向右运动,它与挡板P碰撞后开始压缩弹簧,最后滑块N以速度v0向右运动.在此过程中()A.M的速度等于0时,弹簧的弹性势能最大B.M与N具有相同的速度时,两滑块动能之和最小C.M的速度为时,弹簧的长度最长D.M的速度为时,弹簧的长度最短14.(多选)如图所示,在光滑的水平面上放着一个上部为半圆形光滑槽的木块,开始时木块是静止的,把一个小球放到槽边从静止开始释放,关于两个物体的运动情况,下列说法正确的是()A.当小球到达最低点时,木块有最大速率B.当小球的速率最大时,木块有最大速率C.当小球再次上升到最高点时,木块的速率为最大D.当小球再次上升到最高点时,木块的速率为零分卷II三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.在“探究碰撞中的不变量”的实验中,下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况.实验仪器如图所示.实验过程:(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作.(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L.(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸).(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2.(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(v2=0),用滑块1以初速度v1与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),撞后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间t1和碰后通过光电门的遮光时间t2.(6)先根据v=L/t计算滑块1碰撞前的速度v1及碰后两者的共同速度v;再计算两滑块碰撞前后的质量与速度乘积,并比较两滑块碰撞前后的质量与速度乘积之和.实验数据:m1=0.324 kg,m2=0.181 kg,L=1.00×10-3m四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.如图所示,光滑水平地面上依次放置着质量m=0.08 kg的10块完全相同的长木板.一质量M =1.0 kg、大小可忽略的小铜块以初速度v0=6.0 m/s从长木板左侧滑上木板,当铜块滑离第一块木板时,铜块速度v1=4.0 m/s.铜块最终停在第二块木板上.(取g=10 m/s2,结果保留两位有效数字)求:(1)第一块木板最终速度和铜块的最终速度;(2)整个过程的发热量.17.光滑水平面放有如图所示的“┙”型滑板,(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m、电量为+q的大小不计的小物体,小物体与板面的摩擦不计,整个装置处于场强为E的匀强电场中,初始时刻,滑板与小物体都静止,试求:(1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前小物体的速度v1多大?(2)若小物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的,碰撞时间极短,则碰撞后滑板速度多大?(均指对地速度)(3)若滑板足够长,小物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做功为多大?18.如图所示,两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上,质量均为m.P2的右端固定一轻质弹簧,左端A与弹簧的自由端B相距L.物体P置于P1的最右端,质量为2m且可看做质点.P1与P以共同速度v0向右运动,与静止的P2发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后P1与P2粘连在一起,P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内).P与P2之间的动摩擦因数为μ.求:(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2;(2)此过程中弹簧的最大压缩量x和相应的弹性势能E p.答案解析1.【答案】D【解析】反冲运动是指由于系统的一部分物体向某一方向运动,而使另一部分向相反方向运动.定义中并没有确定两部分物体之间的质量关系,故选项A错误;在反冲运动中,两部分之间的作用力是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知,它们大小相等、方向相反,故选项B 错误;在反冲运动中一部分受到的另一部分的作用力产生了该部分的加速度,使该部分的速度逐渐增大,在此过程中对每一部分牛顿第二定律都成立,故选项C错误,选项D正确.2.【答案】D【解析】设小球滑到最低点所用的时间为t,发生的水平位移大小为R-x,大球的位移大小为x,取水平向左方向为正方向.则根据水平方向平均动量守恒得:2m2-m1=0,即:m=2m,解得:x=R,方向向左,故D正确,A、B、C错误.3.【答案】B【解析】以原子核为一系统,放射过程中由动量守恒定律:(M-m)v′+mv=0,得v′=-. 4.【答案】C【解析】t=2 s时,由于物体经历了2 s的加速过程,速度一定不为零,A错误;物体在4 s内一直向正方向运动,故4 s末没有回到出发点,B错误;4 s的时间内力先为正后为负,且完全对称,故4 s内的冲量为零,C正确;由于力为变力,所以物体做变加速直线运动,D错误.5.【答案】D【解析】以甲、乙、球三者为系统,系统的动量守恒,取向西为正方向,在全过程中有:0=m甲v甲-m乙v乙-m球v且m甲=m乙故v甲>v乙,根据球最终无法追上乙得,v≤v乙,故选项D正确.6.【答案】A【解析】物体a做自由落体运动,其加速度为g;而物体b沿圆弧轨道下滑,在竖直方向的加速度在任何高度都小于g,由h=at2得t a<t b;因为动量是矢量,A、B到达S时,它们在S点的动量的方向不同,故它们动量不相等, A正确.7.【答案】D【解析】由题意可知A、B两点间距离一定,摩擦力对物体的冲量取决于摩擦力的大小和作用时间,物体从A滑到B的过程中平均速度越大,所用时间越短,摩擦力对物体的冲量越小,A、B错误;摩擦力做功取决于摩擦力的大小和物体运动的位移,由于A、B间的距离一定,摩擦力做功与物体速度无关,C错误,D正确.8.【答案】D【解析】B与A碰撞后一起运动的过程中,系统受到弹簧的弹力作用,合外力不为零,因此动量不守恒,A项错误;碰撞过程,A,B发生非弹性碰撞,有机械能损失,B项错误;碰撞过程mv0=2mv,因此碰撞后系统的机械能为×2m()2=mv,弹簧的最大弹性势能等于碰撞后系统的机械能mv,C项错误,D项正确.9.【答案】A【解析】小球从被抛出至到达最高点经历时间t==2 s,受到的冲量大小为I=mgt=10 N·s,选项A正确;小球从被抛出至落回出发点经历时间4 s,受到的冲量大小为20 N·s,动量是矢量,返回出发点时小球的速度大小仍为20 m/s,但方向与被抛出时相反,故小球的动量变化量大小为20 kg·m/s,选项B、C、D错误。
高一物理选修3-5中“第十六章 动量守恒定律”单元检测试卷一、选择题(本题共12小题;每小题3分,共36分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。
全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.下列说法正确的是( )A .力很大,位移也很大,这个力做的功可能为零B .一对作用力与反作用力对相互作用的系统做功之和一定为零C .静摩擦力对物体一定不做功,滑动摩擦力对物体一定做负功D .重力势能与参考面的选择有关,重力势能的变化量与参考面的选择无关2.下列说法正确的是( )A .开普勒发现了万有引力定律,卡文迪许测量了万有引力常量。
B .在万有引力定律的表达式中,当r 等于零时,两物体间的万有引力无穷大C .地球的第一宇宙速度7.9Km/s,第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度,最大环绕速度D .地球上物体随地球自转的向心加速度都指向地心,且赤道上物体的向心加速度比两极处大3.地球的半径为R ,地面的重力加速度为g ,一颗离地面高度为R 的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,则 ( )①卫星加速度的大小为4/g ②卫星运转的角速度为R g 2/③卫星运转的线速度为24gR ④卫星运转的周期为42R g πA . ①③B .②③C .①④D .②④ 4. 质量为4kg 的物体,以v 0=10m/s 的初速滑到水平面上,物体与水平面间动摩擦因数μ = 0.2,取g=10m/s 2,以初速度方向为正方向,则10s 钟内,物体受到的合外力冲量为:( ) A. -40N ﹒s; B. -80N ﹒s; C. 40N ﹒s D. 80N ﹒S 5. 关于系统动量守恒的条件,下列说法正确的是( ) A. 只要系统内存在摩擦力,系统动量就不可能守恒 B. 只要系统中有物体具有加速度,系统动量就不守恒 C. 只要系统中有物体受外力作用,系统动量就不守恒D. 系统中所有物体的加速度为零时,系统的总动量一定守恒6.如图所示,质量为m 的小球固定在杆的一端,在竖直面内绕杆的另一端作圆周运动。
人教版物理选修3-5 16.3动量守恒定律同步训练一、单项选择题(下列选项中只有一个选项满足题意)1.如图所示,在光滑的水平地面上有一辆平板车,车的两端分别站着人A和B,A的质量为m A,B的质量为m B,m A>m B.最初人和车都处于静止状态.现在,两人同时由静止开始相向而行,A和B对地面的速度大小相等,则车()A.向左运动B.左右往返运动C.向右运动D.静止不动2.如图所示,一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上.槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正上方从静止开始下落,与半圆槽相切并从A点进入槽内,则下列说法正确的是()A.小球离开右侧槽口以后,将做竖直上抛运动B.小球在槽内运动的全过程中,只有重力对小球做功C.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒D.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒3.如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块.木箱和小木块都具有一定的质量.现使木箱获得一个向右的初速度v0,则()A.小木块和木箱最终都将静止B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动4.静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向水平抛出质量相同的小球,甲向左抛,乙向右抛,如图所示.甲先抛,乙后抛,抛出后两小球相对岸的速率相等,若不计水的阻力,则下列说法中正确的是()A.两球抛出后,船往左以一定速度运动,乙球受到的冲量大一些B.两球抛出后,船往右以一定速度运动,甲球受到的冲量大一些C.两球抛出后,船的速度为零,甲球受到的冲量大一些D.两球抛出后,船的速度为零,两球所受的冲量相等5.如图所示,A、B两个小车用轻弹簧连接,静止在光滑的水平面上,A车与竖直墙面接触。
将小车B向左推,使弹簧压缩,再由静止释放小车B。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-5》《第十六章动量守恒定律》综合测试试卷【4】含答案考点及解析班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.(4分)下列说法正确的是________.A.原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒的规律B.α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D.汤姆逊提出了原子核式结构学说【答案】AC (4分,选对一项得2分)【解析】试题分析:原子核反应、衰变都遵守两个守恒定律,选项A正确;α射线是高速运动的氦核流,β射线是高速运动的电子流,而γ射线高能电磁波,所以选项B错误;根据玻尔理论可知,氢原子跃迁时只能辐射满足能级差的光子,所以选项C正确;汤姆逊发现了电子,卢瑟福能过α粒子散射实验提出了原子核式结构说,所以选项D错误;考点:原子核物理2.质量为M的物块以速度运动,与质量为m的静止物块发生正撞,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量之比M/m可能为A.2B.3C.4D.5【答案】AB【解析】试题分析:碰撞时动量守恒,故;又两者动量相等,①则,又碰撞时,机械能不能增加,则有:②由①②化简整理得,故答案选AB.考点:动量守恒定律.点评:本题考查的是动量定律得直接应用,注意碰撞时,机械能不能增加,难度适中,属于中档题.3.如图所示,小车AB静止于水平面上,A端固定一个轻质弹簧,B端粘有橡皮泥。
小车AB质量为M,质量为m的木块C放在小车上,CB距为L。
用细线将木块连接于小车的A端并使弹簧压缩。
开始时小车AB与木块C都处于静止状态,现烧断细线,弹簧被释放,使木块离开弹簧向B端滑去,并跟B端橡皮泥粘在一起。
一切摩擦不计,对整个过程,以下说法正确的是A.整个系统动量守恒B.整个系统机械能守恒C.最终整个系统处于静止状态D.最终整个系统一起共速向右运动【答案】AC【解析】试题分析:一切摩擦不计,对整个过程,合外力为零,整个系统动量守恒,A对;由于整个过程机械能守恒,所以最终整个系统处于静止状态,C对。
第十六章动量守恒定律综合检测题一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共计40分。
每小题只有一个选项符合题意)1.在“探究碰撞中的不变量”的实验中,若用气垫导轨和光电计时装置进行探究,则需用的测量仪器(或工具)有 ( )A .秒表B .天平C .毫米刻度尺D .螺旋测微器2.关于冲量、动量与动量变化的下述说法中正确的是( )A .物体的动量等于物体所受的冲量B .物体所受外力的冲量大小等于物体动量的变化大小C .物体所受外力的冲量方向与物体动量的变化方向相同D .物体的动量变化方向与物体的动量方向相同3.A 、B 两个物体都静止在光滑水平面上,当分别受到大小相等的水平力作用,经过相等时间,则下述说法中正确的是( )A .A 、B 所受的冲量相同 B .A 、B 的动量变化相同C .A 、B 的末动量相同D .A 、B 的末动量大小相同4.A 、B 两球质量相等,A 球竖直上抛,B 球平抛,两球在运动中空气阻力不计,则下述说法中正确的是( )A .相同时间内,动量的变化大小相等,方向相同B .相同时间内,动量的变化大小相等,方向不同C .动量的变化率大小相等,方向相同D .动量的变化率大小相等,方向不同5.如图所示,质量为M 的斜面小车静止放在水平面上,质量为m 的物体从斜面上端无初速释放,不计一切摩擦,物体从斜面底端滑出时,物体与斜面小车的速度大小之比v 1:v 2是( ).A .v 1:v 2 > M :mB .v 1:v 2 = M :mC .v 1:v 2 = m :MD .v 1:v 2 < M :m6.在光滑的水平面上, 两个质量均为m 的完全相同的滑块以大小均为P 的动量相向运动, 发生正碰, 碰后系统的总动能不可能是A .0B .P 2mC .P 22 mD .2 P 2m7.如图所示,两条形磁铁各固定在甲、乙两小车上,它们能在水平面上无摩擦的运动,甲车与磁铁的总质量为1kg ,乙车与磁铁的总质量为0.5kg ,两磁铁N 极相对,现使两车在同一直线上相向运动,某时刻甲车的速度为2m/s ,乙车的速度为3m/s ,可以看到它们没有相碰就分开了,下列说法正确的是A .乙车开始反向时,甲车的速度为0.5m/s ,方向不变B .两车相距最近时,乙车的速度为零C .两车相距最近时,乙车的速度为零0.33m/s ,与乙车原来的速度方向相反D .甲车对乙车的冲量与乙车对甲车的冲量相同8.在水平地面上有一木块,质量为m ,它与地面间的滑动摩擦系数为μ。
物体在水平恒力F 的作用下由静止开始运动,经过时间t 后撤去力F 物体又前进了时间2t 才停下来。
这个力F 的大小为( )A .μmgB .2μmgC .3μmgD .4μmg9.在光滑的水平面的同一直线上,自左向右地依次排列质量均为m 的一系列小球,另一质量为m 的小球A 以水平向右的速度v 运动,依次与上述小球相碰,碰后即粘合在一起,碰撞n 次后,剩余的总动能为原来的81,则n 为( ) A .5 B .6 C .7 D .810.如图所示,质量为m 的小车静止于光滑水平面上,车上有一光滑的弧形轨道,另一质量为m 的小球以水平初速沿轨道的右端的切线方向进入轨道,则当小球再次从轨道的右端离开轨道后,将作( )A .向左的平抛运动;B .向右的平抛运动;C .自由落体运动;D .无法确定.二、填空题(本题4小题,共计20分)11.质量为20g 的小球,以20m/s 水平速度与竖直墙碰撞后,仍以20m/s 的水平速度反弹。
在这过程中,小球动量变化的大小为______。
12.甲、乙两物体质量相等,并排静止在光滑的水平面上,现用一水平外力F 推动甲物体,同时给乙一个与F 同方向的瞬时冲量I ,使两物体开始运动,当两物体重新相遇时,经历的时间为______甲的动量为______13.三个半径相同的弹性球,静止置于光滑水平面的同一直线上,顺序如图所示,已知m A =m B =1千克,当A 以速度v A =10 s m /向B 运动,若B 不再与A 球相碰,C 球的最大质量为______千克。
14.某同学把两块大小不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩的弹簧,如图所示,将这一系统至于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察物体的运动情况,进行必要的测量,验证物体间相互作用时的守恒量。
⑴该同学还必须有的器材是________、________。
⑵需要直接测量的数据是___________________、____________________。
⑶用所得数据验证守恒量的关系式为____________________。
三、计算题(本题共4小题。
共计40分)15.今年春季,我国云南等地区极度干旱,缺水严重,部分地区用高射炮进行人工降雨来缓解旱情,已知所用高射炮的质量为t M 5=,炮弹发射时的速度为s m /600=υ,炮弹的质量为kg m 10=,发射时炮口和地面成60°角,求炮弹离开炮口时炮车后退速度?16.煤矿中用高压水流对着煤层冲击,依靠水流的强大的冲击力可将煤层击落下来,从而达到采煤效果,设水的密度为ρ,水枪口的横截面积为S ,水从水枪口喷出的速度为v ,水平直射到煤层后速度变为零,则煤层受到水的平均冲力大小为?17.一根质量不计的细绳长0.5m , 能承受的最大拉力为28N , 一端固定在天花板上, 另一端系一质量为1kg 的小球, 整个装置处于静止状态, 如图所示, 若要将细绳拉断,作用在球上的水平冲量至少多大?18.如图所示,在光滑水平面上叠放A 、B 两物体,质量分别为m A 、m B ,A 与B 间的动摩擦因数为μ,质量为m 的小球以水平速度v 射向A ,以5v 的速度返回,则⑴A 与B 相对静止时的速度⑵木板B 至少多长,A 才不至于滑落。
参考答案一、选择题1.BC 解析:根据实验装置可知,需要天平测质量,挡光板的宽度需要用毫米刻度尺来测量,所BC 正确。
2.BC 解析:动量是状态量,冲量是过程量,冲量是描述物体动量的变化的物理量,由动量定理可知,A 错误,BC 正确;动量的变化量的方向与物体的动量的方向一般是不同的。
所以D 错误。
3.D 解析:根据题可知两物体所受到冲量大小相等,所以末动量相同,故D 正确。
4.AC 解析:由υ∆=∆m p 可知,在竖直上抛运动中时,t g ∆=∆υ,方向竖直向下,在平抛运动中,由于水平方向是匀速直线运动,所以0=∆x υ,则对应速度的变化量为:t g y x y ∆=∆=∆-∆=∆υυυυ22,由此可知平抛运动的物体在相等时间内速度变化量的方向也是竖直向下的,所以A 正确B 错误;由于动量的变化率大小就是物体受到的合力,而竖直上抛和平抛运动都只受重力作用,所以C 正确,D 错误5.A 解析:斜面小车与物块在水平方向没有受到外力作用,则系统在水平方向动量守恒,取小车运动方向为正,则有012=-x m M υυ得m M x ::21=υυ,由于物体在竖直方向还有速度,所以物体离开斜面时的速度应大于x 1υ,所以有v 1:v 2 > M :m ,所以A 正确。
审题时注意是水平速度还是合速度。
6.D 解析:由动量守恒的能量制约关系可知,碰撞后的总动能一定小于或等于碰撞前的总动能可知,只D 选项的动能大于碰撞前的总动能,所以D 选项符合题意。
7.AC 解析 乙车开始反向时,其速度为零,由动量守恒得此时甲车的速度为0.5m/s 。
则A 选项正确;两车相距最近时应是两者的速度相同时,由动量守恒得两车的速度均为0.33m/s ,方向向右。
则此可知B 错误C 正确;甲、乙冲量大小相等、方向相反,所以D 错误。
8.C 解析:整个过程中滑动摩擦力的作用时间为t 3,水平恒力F 的作用时间为t ,由动量定理可得,003-=-t mg Ft μ,得mg F μ3=,所以C 选项正确。
9.C 解析:整个过程动量守恒,则碰撞n 次后的整体速度为1)1(00+=+=n m n m υυυ,对应的总动能为:)1(2)1(21202+=+=n m m n E k υυ,由题可知20202181)1(2υυm n m E k ⨯=+=,解得:7=n ,所以C 选项正确。
10.C 解析:以球和小车的构成的系统为研究对象,由于水平方向无外力,因此,系统的水平动量守恒.即21υυυm m m +=考虑到没有摩擦力作用,故系统的机械能守恒,于是又有2221221υυυm m m += 联立解得:021211=+-=υυm m m m ;υυυ=+=21122m m m ,由此可以得出判断C 选项正确 二、填空题11: 0.8kgm /s解析:由于动量的变化量为矢量,所以取反弹后的方向为正,则有:s m kg s m kg p /8.0/)]20(20[02.0⋅=--⨯=∆12.2I/F ;2I 解析:由题意可知乙做匀速直线运动,甲做匀加速运动,甲的加速度为m F a =,乙匀速运动的速度为m I =υ,设二者经过时间t 重新相遇时,则有t at υ=221,结合上三式可得FI t 2=,甲的动量为I Ft p 2== 13.1解析:由于是弹性小球,根据等质量弹性小球碰撞特点可知,A 与B 碰撞后发生速度交换,A 静止,B 前进。
BC 作用时动量守恒,设向右为正,则有得,C C B B A B m m m υυυ+=,由于是弹性碰撞,则动能守恒,所以有:22221C B B B A B m m m υυυ+=,联立解得:A C B C B B m m m m υυ+-=;要使B 不再与A 球相碰,则必有0≥+-=A CB C B B m m m m υυ,解得:B C m m ≤即C 的最大为kg 114.⑴刻度尺、天平 ⑵两物体的质量m 1、m 2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离s 1、s 2 ⑶2211s m s m =解析:两物体弹开后各自做平抛运动,根据平抛运动知识可知两物体在空间运动的时间相等。
所需验证的表达式为2211v m v m =,两侧都乘以时间t ,有t v m t v m 2211=,即2211s m s m =。
三、计算题15.s m /6.0解析:炮弹离开炮口时,炮弹和炮车在水平方向没有受到外力,则在水平方向动量守恒,取炮车后退的方向为正,则有:060cos 0=-υm Mv 解得:s m s m M m v /6.0/50005.06001060cos 0=⨯⨯==υ 16.ρv 2S解析 如图所示,以水柱接触煤层的界面为研究对象,在△t 时间内有体积为V =v △tS 的水在煤层的作用力下从原来的速度v 变为零,该体积的水的质量为△m =ρV =ρv △tS以该部分水为研究对象,煤层对水的作用力F 在△t 的时间内使△m 的水从原来的速度v 变为零。