20192020学年高中物理章末综合检测一含解析新人教版选修3

章末综合检测(一)(时间60分钟，满分100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分其中15题为单项选择题，68题为多项选择题)1科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情景，他们使两个带正电的不同重粒子加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，关键是设法使这两个重粒子在碰撞前的瞬间具有相同大小的()A速率B质量C动量 D动能解析：尽可能减少碰后粒子的动能，才能尽可能增大内能，所以设法使这两个重粒子在碰撞前的瞬间合动量为零，即具有相同大小的动量答案：C2在不计空气阻力作用的条件下，下列说法中不正确的是()A自由下落的小球在空中运动的任意一段时间内，其增加的动能一定等于其减少的重力势能B做平抛运动的小球在空中运动的任意相同的时间内，其速度的变化量一定相同C做匀速圆周运动的小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零D单摆在一个周期内，合外力对摆球做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零解析：不计空气阻力，自由下落的小球，其所受合外力为重力，则小球在运动的过程中机械能守恒，其增加的动能一定等于其减小的重力势能，故A正确；做平抛运动的小球所受合外力为重力，加速度的大小与方向都不变，所以小球在空中运动的任意相同的时间内，其速度的变化量一定相同，故B正确；做匀速圆周运动的小球，其所受合外力的方向一定指向圆心，小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零，但由于速度的方向不断变化，所以速度的变化量不一定等于0，合外力的冲量也不一定为零，故C错误；经过一个周期，单摆的小球又回到初位置，所有的物理量都与开始时相等，所以单摆在一个周期内，合外力对摆球做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零，故D正确答案：C3.在女子短道速滑比赛中，观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则()A甲对乙的冲量与乙对甲的冲量相同B甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功解析：冲量是矢量，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等、方向相反，选项A错误；甲、乙间相互作用力大小相等、方向相反，因此冲量等大反向，由动量定理可知，动量变化等大反向，选项B正确；甲、乙的动能变化量的大小等于甲、乙各自所受的合力做的功，两者各自所受的合力做功不一定相等，选项C错误；甲对乙与乙对甲的作用力等大反向，但沿作用力方向甲、乙的位移不一定相等，所以做功大小不一定相等，选项D错误答案：B4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，如图乙所示不计空气阻力在这段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为()Amv BmvMuCmvMu Dmvmu解析：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MgtMu，解得t.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Imgtmv，解得Im(vu)，故D正确答案：D5.质量m100 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()A0.6 m/s，向左 B3 m/s，向左C0.6 m/s，向右 D3 m/s，向右解析：以向左为正方向，根据动量守恒得0m甲vm乙vmv，代入数据解得v0.6 m/s，方向向左答案：A6如图甲所示，一质量为M的木板静止在光滑水平地面上，现有一质量为m的小滑块以一定初速度v0从木板的左端开始向木板的右端滑行，滑块和木板的水平速度大小随时间变化的情况如图乙所示，根据图象做出如下判断，其中正确的是()A滑块始终与木板存在相对运动B滑块未能滑出木板C滑块的质量m大于木板的质量MD在t1时刻滑块从木板上滑出解析：由图象可直接得出A、D正确；由vt图象的斜率表示加速度可知aMam，而M与m的相互作用力大小相等，因此mM，C正确答案：ACD7.如图所示，在光滑水平面上质量分别为mA2 kg、mB4 kg，速率分别为vA5 m/s、vB2 m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动并发生对心碰撞，则()A它们碰撞后的总动量是18 kgm/s，方向水平向右B它们碰撞后的总动量是2 kgm/s，方向水平向右C它们碰撞后B小球向右运动D它们碰撞后B小球可能向左运动解析：根据动量守恒定律，设向右为正，碰后它们的总动量ppmAvAmBvB2 kgm/s，选项A错误，选项B正确；因总动量向右，所以碰后B球一定向右运动，选项C正确，选项D错误答案：BC8.如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为m的木板B，木板表面光滑，左端固定一水平轻质弹簧质量为2m的木块A以速度v0从木板的右端水平向左滑上木板B.在木块A与弹簧相互作用的过程中，下列说法正确的是()A弹簧压缩量最大时，B板运动速率最大BB板的加速度先增大后减小C弹簧给木块A的冲量大小为D弹簧的最大弹性势能为解析：当木块与长木板速度相等时，弹簧的压缩量最大，此后弹簧要恢复原状，木板进一步加速，故A错误；弹簧压缩量先增加后减小，故B板的加速度先增大后减小，故B正确；当木块与长木板速度相等时，弹簧的压缩量最大，以v0的方向为正方向，有：2mv0(m2m)vEp2mv(2mm)v2由解得Epmv，故D正确；从木块与木板作用至弹簧恢复原长时，有：2mv02mv1mv2根据机械能守恒定律，有2mv2mvmv解得v1v0，v2v0，对木块A，根据动量定理，有I2mv12mv0mv0(负号表示方向向右)，故C错误答案：BD二、非选择题(本题共4小题，共52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)9(12分)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，气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成(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越过弹射架并固定在滑块1的左端，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；滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块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，选出较理想的纸带如图所示；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.试完善实验步骤的内容(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点计算可知，两滑块相互作用前动量之和为_kgm/s；两滑块相互作用以后动量之和为_kgm/s.(结果保留三位有效数字)(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是_.解析：(2)作用前滑块1的速度v1 m/s2 m/s，其动量为0.3102 kgm/s0.620 kgm/s，作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v m/s1.2 m/s，其动量之和为(0.310 0.205)1.2 kgm/s0.618 kgm/s.(3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦答案：(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.6200.618(3)见解析10(10分)质量为1 kg的物体在倾角为30的固定光滑斜面顶端由静止释放，斜面高5 m，则物体从斜面顶端滑到底端过程中重力的冲量大小为多少？物体的动量变化为多少？解析：物体受重力mg和支持力FN的作用设物体到达斜面底端的速度为v.对物体由动能定理得mghmv2沿斜面方向由动量定理得mgtsin 30mv即IGsin 30mv代入数据解得IG20 Ns物体的动量变化pmv010 kgm/s，方向沿斜面方向向下答案：20 Ns10 kgm/s，沿斜面方向向下11.(14分)如图所示，在光滑的水平面上有一质量为m、长度为L的小车，小车左端有一质量也是m且可视为质点的物块，车子的右端固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧(弹簧长度与车长相比可忽略)，物块与小车间动摩擦因数为，整个系统处于静止状态现在给物块一个水平向右的初速度v0，物块刚好能与小车右壁的轻弹簧接触，此时弹簧锁定瞬间解除，当物块再回到左端时，与小车相对静止求：(1)物块的初速度v0的大小；(2)弹簧的弹性势能Ep.解析：(1)物块与轻弹簧刚好接触时的速度为v，由动量守恒定律得mv02mv由能量关系得mv(2m)v2mgL解得v02(2)设物块最终速度为v1，由动量守恒定律得mv02mv1由能量关系得mvEp2mgL2mv，解得EpmgL.答案：(1)2(2)mgL12(16分)如图所示，可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上，一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生完全非弹性碰撞，B、C的上表面相平且B、C不粘连，A滑上C后恰好能到达C板的最右端，已知A、B、C质量均相等，木板C长为L，求：(1)A物体的最终速度大小；(2)A在木板C上滑行的时间解析：(1)设A、B、C的质量为m，B、C碰撞过程中动量守恒，令B、C碰后的共同速度为v1，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv02mv1，解得v1B、C共速后A以v0的速度滑上C，A滑上C后，B、C脱离，A、C相互作用过程中动量守恒，设最终A、C的共同速度为v2，以向右为正方向，由动量守恒定律得mv0mv12mv2，解得v2.(2)在A、C相互作用过程中，由能量守恒定律得：FfLmvmv2mv，解得Ff，此过程中对C，由动量定理得Fftmv2mv1，解得t.答案：(1)(2)