人教版物理(选修3-5)第十六章-动量守恒定律-单元过关测试题

第十六章 动量守恒定律 单元过关测试题(时间：90分钟满分：100分)7一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1在下列几种现象中，动量不守恒的是()A在光滑水平面上发生碰撞的两球B车静止在光滑水平面上，车上的人从车头走到车尾，以人、车为系统C水平放置的弹簧一端固定，另一端与置于光滑水平面上的物体相连，令弹簧伸长后释放使物体运动D打乒乓球时，以球和球拍为系统2关于冲量和动量，下列说法中正确的是()A物体受到的冲量越大，其动量变化越大B物体受到的合力越大，其动量的变化就越大C物体受到的冲量方向与物体动量方向相同D物体动量发生变化是因为受到了冲量作用3以初速度v水平抛出一质量为m的石块，不计空气阻力，则对石块在空中运动过程中的下列各物理量的判断正确的是()A在两个相等的时间间隔内，石块受到的冲量相同B在两个相等的时间间隔内，石块动量的增量相同C在两个下落高度相同的过程中，石块动量的增量相同D在两个下落高度相同的过程中，石块动能的增量相同4如图1所示，两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动，它们的质量分别为mA4 kg，mB2 kg，速度分别是vA3 m/s(设为正方向)，vB3 m/s.则它们发生正碰后，速度的可能值分别为() 图1AvA1 m/s，vB1 m/sBvA4 m/s，vB5 m/sCvA2 m/s，vB1 m/sDvA1 m/s，vB5 m/s5木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图2所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是()图2Aa尚未离开墙壁前，a和b系统的动量守恒Ba尚末离开墙壁前，a与b系统的动量不守恒Ca离开墙壁后，a、b系统动量守恒Da离开墙壁后，a、b系统动量不守恒6如图3所示，光滑水平面上有一小车，小车上有一物体，用一细线将物体系于小车的A端(细线未画出)，物体与小车A端之间有一压缩的弹簧，某时刻线断了，物体沿车滑动到B端并粘在B端的油泥上关于小车、物体和弹簧组成的系统，下述说法中正确的是()图3若物体滑动中不受摩擦力，则全过程系统机械能守恒若物体滑动中有摩擦力，则全过程系统动量守恒两种情况下，小车的最终速度与断线前相同两种情况下，系统损失的机械能相同A BC D7质量为m的小球A，沿光滑水平面以速度v0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.v0 B.v0C.v0 D.v08如图4所示，两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上，有一人静止站在A车上，两车静止若这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车，静止于A车上，则A车的速率()图4A等于零B小于B车的速率C大于B车的速率D等于B车的速率9如图5所示，具有一定质量的小球A固定在细线的一端，另一端悬挂在小车支架的O点，用手将小球拉至细线水平，此时小车静止于光滑水平面上放手让小球摆下与B处固定的油泥撞击后粘在一起，则小车此后将()图5A向右运动B向左运动C静止不动D左右不停地运动10如图6所示，位于光滑水平桌面上的滑块P和Q都可视为质点，质量相等Q与轻质弹簧相连设Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于()图6AP的初动能 BP的初动能的CP的初动能的 DP的初动能的二、非选择题(本题共7小题，共60分)11(8分)汽车在平直公路上做匀加速直线运动，已知汽车的质量为m，其速度从v1增大到v2所经历的时间为t，路面阻力为Ff，以汽车的运动方向为正方向，那么这段时间内，汽车的动量改变量是_，路面阻力的冲量是_，汽车所受合力的冲量是_，牵引力的冲量是_12(8分)质量为1 kg的物体m1，以某一初速度在水平面上滑行，与m2发生碰撞，碰撞前后两物体位移随时间变化的情况如图7所示，则m2_kg.图713某同学利用打点计时器和气垫导轨做探究碰撞中的守恒量的实验气垫导轨装置如图所示，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：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；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；使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；使滑块2放在气垫导轨的中间；先_，然后_，让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图所示；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m1v1m2v2_kgm/s；碰撞后m1v1m2v2_kgm/s.计算碰撞前:m1vm2v_kgm2/s2；碰撞后m1vm2v_kgm2/s2.计算碰撞前_m/(skg)；碰撞后_m/(skg)(3)通过以上计算可知，碰撞中的守恒量应是_(4)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_14(10分)一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，到达最高点时的速度为v，炮弹在最高点爆炸成两块，其中一块沿原轨道返回，质量为.求：(1)另一块爆炸后瞬时的速度大小；(2)爆炸后系统增加的机械能15(10分)用绳悬挂一个1 kg的木块，由木块重心到悬点的距离为1 m，质量为10 g的子弹以500 m/s的速度水平射入木块并以100 m/s的速度水平穿出，求：(1)子弹射穿木块的瞬间，绳的张力多大；(2)木块能摆到多高(g取10 m/s2)16(12分)如图8所示，一质量为M的物块静止在水平桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度v0/2射出重力加速度为g.求：(1)此过程中系统损失的机械能；(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离图817(12分)如图9所示，在光滑水平面上有两个木块A、B，木块B静止，且其上表面左端放置着一小物块C.已知mAmB0.2 kg，mC0.1 kg，现使木块A以初速度v2 m/s沿水平方向向右滑动，木块A与B相碰后具有共同速度(但不粘连)，C与A、B间均有摩擦求：(1)木块A与B相碰瞬间木块A的速度及小物块C的速度大小；(2)设木块A足够长，求小物块C的最终速度图9第十六章动量守恒定律单元检测卷答案解析1CD由动量守恒条件知：A、B选项中只有内力起作用，动量守恒弹簧伸长后释放，固定端受外力作用，故动量不守恒打乒乓球时手对球拍有力的作用，动量不守恒2AD由动量定理可知冲量越大，动量变化越大，冲量的方向就是动量变化的方向，A正确，B、C错误；冲量是动量变化的原因，D正确3ABD不计空气阻力，石块只受重力的冲量，无论路程怎样，两个过程的时间相同，重力的冲量就相同，A正确据动量定理，物体动量的增量等于它受到的冲量，由于在两个相等的时间间隔内，石块受到重力的冲量相同，所以动量的增量必然相同，B正确由于石块下落时在竖直方向上做加速运动，两个下落高度相同的过程所用时间不同，故所受重力的冲量就不同，因而动量的增量不同，C错据动能定理，外力对物体所做的功等于物体动能的增量，石块只受重力作用，在重力的方向上位移相同，重力做功就相同，因此动能增量就相同，D正确4A相碰后，两者仍按原来各自的方向继续运动是不可能的，C错对于B，碰后速度都变大，必然动能增加，违反能量守恒定律，故错对于D，碰后系统动量方向是反方向的，故错A是碰后合为一体的情况5BC以a、b、弹簧为系统，撤去外力后，b向右运动，在a尚未离开墙壁前，系统受到墙壁的弹力FN，因此该过程a、b系统动量不守恒当a离开墙壁后，系统水平方向不受外力，故系统动量守恒，选项B、C正确6B取小车、物体和弹簧为一个系统，则系统水平方向不受外力(若有摩擦，则物体与小车间的摩擦力为内力)，故全过程系统动量守恒，小车的最终速度与断线前相同但由于物体粘在B端的油泥上，即物体与小车发生完全非弹性碰撞，有机械能损失，故全过程机械能不守恒，但系统损失的机械能相同7AB由动量守恒定律得，mv0m2mv1或mv0m2mv2，解得v1，v2.当v1时，mvm()22m()2，所以A正确；当v2时，mvm22m2，所以B正确8B两车和人组成的系统位于光滑的水平面上，因而该系统动量守恒，设人的质量为m1，车的质量为m2，A、B车的速率分别为v1、v2，以A车运动方向为正方向，则由动量守恒定律得(m1m2)v1m2v20，所以，有v1v2，1，得v1v2，故选项B正确9C小车和小球水平方向不受外力，故水平方向动量守恒，初动量为0，小球和油泥粘在一起后与车速度相同，末动量为0，所以车将静止，故选C.10B两者速度相等时，弹簧最短，弹性势能最大设P的初速度为v，两者质量为m，弹簧最短时两者的共同速度为v，弹簧具有的最大弹性势能为Ep.根据动量守恒，有mv2mv，根据能量守恒有mv22mv2Ep，以上两式联立求解得Epmv2.可见弹簧具有的最大弹性势能等于滑块P原来动能的一半，B正确11mv2mv1Fftmv2mv1mv2mv1Fft解析pmv2mv1因为pIFIfIFFft所以IFmv2mv1Fft123解析通过位移时间图象挖掘出两个物体运动的信息碰撞前、后两个物体的速度，形成物理情景，运用动量守恒定律求解位移时间图象的斜率表示物体运动的速度，由各段图线的斜率知：碰前m1匀速，v14 m/s，m2静止；碰后两者粘在一起共同匀速运动，v1 m/s，由m1v1(m1m2)v，得m23 kg.13【答案】(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.6200.6181.240.7426.459.72 (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【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v1(0.2/0.1)m/s2 m/sm1v10.312 kgm/s0.620 kgm/s碰撞前滑块2的速度v20碰撞后两滑块具有相同的速度v(0.168/0.14)m/s1.2 m/sm1v1m2v2(m1m2)v(0.3100.205)1.2 kgm/s0.618 kgm/sm1vm2v1.24 kgm2/s2m1vm2v0.742 kgm2/s26.45 m/(skg)9.72 m/(skg)(3)通过以上计算可知，碰撞中的守恒量应是滑块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14.(1)3v(2)2mv2解析(1)爆炸后一块弹片沿原轨道返回，则该弹片速度大小为v，方向与原方向相反，设另一块爆炸后瞬时速度为v1，则爆炸过程中动量守恒，有mvvv1解得v13v(2)爆炸过程中重力势能没有改变爆炸前系统总动能Ekmv2爆炸后系统总动能Ekv2(3v)22.5mv2系统增加的机械能EEkEk2mv215(1)26 N(2)0.8 m解析(1)选子弹m和木块M为系统，由水平方向动量守恒有mv0mv1Mv2，v2 m/s4 m/s木块M在最低点受重力Mg和绳的拉力F，据牛顿第二定律有FMgM，FM(g)1(10) N26 N.(2)木块向上摆动，由机械能守恒有MvMgh，h m0.8 m16(1)mv(2)解析(1)设子弹穿过物块后物块的速度为v，由动量守恒定律得mv0mMv解得vv0系统的机械能损失为Emv由式得Emv(2)设物块下落到地面所需时间为t，落地点距桌面边缘的水平距离为x，则hgt2xvt由式得x.17(1)1 m/s0(2) m/s解析(1)木块A与B相碰瞬间小物块C的速度为0，木块A、B的速度相同，则由动量守恒定律得：mAv(mAmB)vA，vAv/21 m/s；(2)C滑上A后，摩擦力使C加速、使A减速，直至A、C具有共同速度，以A、C为系统，由动量守恒定律得mAvA(mAmC)vC，vC m/s.