高中物理-动量守恒定律 检测题(含答案)

高中物理-动量守恒定律 检测题(含答案)

注意事项：

1．答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.

2．选择题的作答：每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.

3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.

4．考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交.

一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分.在第1～8题给出的4个选项中,只有一个选项正确；在第9～12题给出的四个选项中,有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分.)

1．下列关于物体动量和冲量的说法中不正确的是( )

A．物体所受合外力冲量越大,它的动量就越大

B．物体所受合外力冲量不为零,它的动量一定要改变

C．物体动量变化的方向,就是合外力冲量的方向

D．物体所受合外力越大,它的动量变化越快

2．在光滑水平直路上停着一辆较长的木板车,车的左端站立一个大人,车的右端站立一个小孩.如果大人向右走,小孩(质量比大人小)向左走.他们的速度大小相同,则在他们走动过程中( )

A．车一定向左运动 B．车可能向右运动

C．车可能保持静止 D．无法确定

3．在光滑的水平面上,有a、b两球,其质量分别为ma、mb,两球在t0时刻发生正碰,并且在碰撞过程中无机械能损失,两球在碰撞前后的速度图象如图所示,下列关系正确的是( )

A．ma＞mb B．ma＜mb

C．ma＝mb D．无法判断

4．如图所示,足够长的长木板A静止在光滑的水平地面上,质量为1 kg的物体B以v0＝3 m/s的水平速度冲上A,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上.若从B冲到木板A上到相对木板A静止这段时间内摩擦力对长木板的冲量大小为2 N·s,则A、B最后的共同速度及长木板的质量分别为( )

A．1 m/s,1 kg B．1 m/s,2 kg

C．2 m/s,1 kg

D．2 m/s,2 kg

5．如图所示,横截面积为5 cm2的水柱以10 m/s的速度垂直冲到墙壁上,已知水的密度为1×103 kg/m3,假设水冲到墙上后不反弹而顺墙壁流下,则墙壁所受水柱冲击力为( )

A．0.5 N B．5 N C．50 N D．500 N

6．两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,B球在前,A球在后,mA＝1 kg、mB＝2 kg,vA＝6 m/s,vB＝3 m/s,当A球与B球发生碰撞后,A、B两球的速度可能是( )

A．vA′＝－4 m/s,vB′＝6 m/s B．vA′＝4 m/s,vB′＝5 m/s

C．vA′＝4 m/s,vB′＝4 m/s D．vA′＝7 m/s,vB′＝2.5 m/s

7．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E0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．E09 B．E03

C．2E03 D．E0

8．如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接.一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始自由下滑,下列判断正确的是( )

A．在以后运动过程中,小球和槽组成的系统水平方向动量守恒

B．在下滑过程中,小球和槽之间的相互作用力对槽不做功

C．被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动

D．被弹簧反弹后,小球能回到槽上高h处

9．在“探究碰撞中的不变量”实验中,对于最终的结论m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′,下列说法正确的是( )

A．仅限于一维碰撞

B．任何情况下m1v12＋m2v22＝m1v1′2＋m2v2′2也一定成立

C．式中的v1、v2、v1′、v2′都是速度的大小

D．式中的不变量是m1和m2组成的系统的质量与速度乘积之和

10．杂技演员做高空表演时,为了安全,常在下面挂起一张很大的网,当演员失误从高处掉下落在网上时,与从相同高度落在地面上相比较,下列说法正确的是( )

A．演员落在网上时的动量较小

B．演员落在网上时的动量变化较小

C．演员落在网上时的动量变化较慢

D．演员落在网上时受到网的作用力较小

11．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1260 N

B．球棒对垒球的平均作用力大小为360 N

C．球棒对垒球做的功为126 J

D．球棒对垒球做的功为36 J

12．质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移－时间图象如图所示,以下说法正确的是(

)

A．碰撞前两物体动量相同

B．m1等于m2

C．碰撞后两物体一起做匀速直线运动

D．碰撞前两物体动量大小相等、方向相反

二、非选择题(本题共6小题,共52分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,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.)

13．(6分)某同学用如图所示的装置,研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量和机械能关系.图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上的S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量出平抛的射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上的S位置由静止释放,与小球m2相碰,并且多次重复.实验得到小球的落点的平均位置分别为M、P、N.

(1)实验必须要求满足的条件是 .

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．斜槽轨道末端的切线是水平的

C．测量抛出点距地面的高度H

D．若入射小球质量为m1,被碰小球质量为m2,则m1＞m2

(2)若实验结果满足 ,就可以验证碰撞过程中动量守恒.

(3)若碰撞是弹性碰撞,那么还应该满足的表达式为 .

14．(6分)气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽

略不计),采用的实验步骤如下：

a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB

B．调整气垫导轨,使导轨处于水平

c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上

D．用刻度尺测出A的左端至C挡板的距离L1

e．按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2

(1)实验中还应测量的物理量是________；

(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是________,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是________(回答两点即可).

15．(8分)2019年女排世界杯在日本举行,中国女排取得十一连胜的优异成绩,成功卫冕世界杯冠军.若某次近网处扣球后排球垂直球网水平飞出,击球前瞬间球的速度可视为零,击球点距离地面高h＝2.45 m,击球过程中手与球接触时间t＝0.2 s.已知排球质量m＝280 g,排球场相关数据为,长L＝18 m,宽D＝9 m,重力加速度g取10 m/s2,求：

(1)为使球不被扣出底线,球被击出时的最大速度；

(2)为使球不被扣出底线,击球过程中手对排球的最大平均作用力.

16．(8分)2020四大洲花样滑冰锦标赛双人自由滑比赛于2月8日在韩国首尔市结束,中国组合隋文静、韩聪摘得金牌.如图所示为某次训练中情景,他们携手滑步,相对光滑冰面的速度为1.0 m/s,韩聪突然将隋文静向原先运动方向推开,推力作用时间为2.0 s,隋文静的速度大小变为4.0 m/s,假设隋文静和韩聪的质量分别为40 kg和60 kg,求：

(1)推开后韩聪的速度大小；

(2)推开过程中隋文静对韩聪的平均作用力大小.

17．(12分)某同学为了探究质量为m1＝1.0 kg和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰是否是弹性碰撞,该同学测出碰撞前后两物体的s－t(位移－时间)图象如图所示,碰撞时间极短,试通过计算回答下列问题：

(1)质量为m1的物体在碰撞过程中动量变化量是多少？

(2)m2等于多少千克？

(3)碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞？

18．(12分)如图甲所示,物体A、B的质量分别是m1＝4.0 kg和m2＝6.0 kg,用轻弹簧相连放在光滑水平面上,物体B左侧与竖直墙相接触.另有一个物体C从t＝0时刻起以一定的速度向左运动,在t＝5.0 s时刻与物体A相碰,碰后立即与A粘在一起不再分开.物体C的v—t图象如图乙所示.试求：

(1)物体C的质量m3；

(2)在5.0 s到15.0 s的时间内物体A动量变化的大小和方向.

物理答案

一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分.在第1～8题给出的4个选项中,只有一个选项正确；在第9～12题给出的四个选项中,有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分.)

1．【答案】A

【解析】据动量定理得I合＝Δp,即I合与Δp等大同向,A错误,B、C正确；又I合＝F合Δt,所以F合＝ΔpΔt,故F合越大,ΔpΔt就越大,D正确.

2．【答案】A

【解析】系统动量守恒,且总动量为零,由于大人质量大于小孩,速度相同,因此大人与小孩的总动量向右,为满足动量守恒,车一定向左运动,故A正确,BCD错误.

3．【答案】B

【解析】由图象知a球以初速度向原来静止的b球碰撞,碰后a球反弹且小于a的初速度,根据碰撞规律,a球质量小于b球质量.

4．【答案】B

【解析】摩擦力对长木板的冲量大小为2 N·s,则摩擦力对物体B的冲量大小也为2

N·s,根据动量定理得I＝mBv0－mBv,得v＝1 m/s,对长木板用动量定理,I＝mAv,得mA＝2 kg,故B正确.

5．【答案】C

【解析】设冲水时间Δt,墙对水柱的作用力为F,对水柱水平方向动量定理得：0－mv＝－FΔt,且m＝ρV＝ρvΔt·S,代入数据解得F＝50 N,C正确.

6．【答案】C

【解析】两球碰撞过程系统动量守恒,以两球的初速度方向为正方向,如果两球发生完全非弹性碰撞,由动量守恒定律得mAvA＋mBvB＝(mA＋mB)v,代入数据解得v＝4 m/s；如果两球发生完全弹性碰撞,则有mAvA＋mBvB＝mAvA′＋mBvB′,12mAvA2＋12mBvB2＝12mAvA′2＋12mBvB′2,代入数据解得vA′＝2 m/s,vB′＝5 m/s,则碰撞后A、B的速度为2 m/s≤vA≤4 m/s,4