高中物理 第一章 碰撞与动量守恒章末检测 沪科版选修35

第一章 碰撞与动量守恒章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)图11.小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图1所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是()A打开阀门S1B打开阀门S2C打开阀门S3D打开阀门S4答案B2下列说法中正确的是() A作用在物体上的合外力越大，物体动量的变化就越快B作用在物体上的合外力的冲量越大，物体动量的变化就越快C作用在物体上的冲量恒定时，物体的动量保持不变D动量的变化一定，延长物体间的相互作用时间，可以减小物体间的相互作用力答案AD解析由动量定理，物体合外力冲量越大，动量的变化量越大，冲量恒定时，动量的变化量恒定，故B、C错动量的变化率反映合外力的大小，合外力越大，动量的变化率越大，即动量的变化越快，因此A正确动量的变化一定，延长作用时间，可减小物体间的相互作用力，故D对图23.如图2所示，装有炮弹的火炮总质量为m1，炮弹的质量为m2，炮弹射出炮口时对地的速率为v0，若炮管与水平地面的夹角为，则火炮后退的速度大小为(设水平面光滑)()A.v0 B.C. D.答案C解析炮弹和火炮组成的系统水平方向动量守恒，0m2v0cos (m1m2)v得v，故选项C正确4两辆汽车的质量分别为m1和m2，已知m1>m2，沿水平方向同方向行驶且具有相等的动能，则此时两辆汽车动量p1和p2的大小关系是()Ap1等于p2 Bp1小于p2Cp1大于p2 D无法比较答案C解析由Ekmv2得p，因为m1>m2，所以p1>p2，故选项C正确5光滑水平面上放有两个小车，车上各固定一个磁铁，由于磁力的作用，两车由静止相向运动，在运动过程中()A两车的动量相同B两车的总动量始终为零C两车的总动量增大D在相等的时间内，两车动量改变的大小相等答案BD解析动量是矢量，动量相同时既含大小相等又含方向相同因两车动量守恒，所以两车动量改变量大小相等、方向相反，总的改变量为零，故选项B、D正确图36.如图3所示，甲、乙两车的质量均为M，静置在光滑的水平面上，两车相距为L.乙车上站立着一个质量为m的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触，以下说法正确的是()A甲、乙两车运动中速度之比为B甲、乙两车运动中速度之比为C甲车移动的距离为LD乙车移动的距离为L答案ACD解析本题类似人船模型甲、乙、人看成一系统，则水平方向动量守恒，甲、乙两车运动中速度之比等于质量的反比，A正确，B错误；Ms甲(Mm)s乙，s甲s乙L，解得C、D正确7放在光滑水平面上的物体A和B之间用一轻质弹簧相连，一颗水平飞来的子弹沿着AB连线击中A，并留在其中，若A和B及子弹的质量分别为mA和mB及m，子弹击中A之前的速度为v0，则()AA物体的最大速度为BB物体的最大速度为C两物体速度相同时其速度为D条件不足，无法计算答案AC图48.在光滑的水平桌面上静置着长为L的方木块M，今有A、B两颗子弹沿同一水平线分别以速度vA、vB从M的两侧同时射入木块A、B在木块中嵌入的深度分别为dA、dB，且dA>dB，dAdB<L，而木块却一直保持静止，如图4所示，则可判断A、B子弹在射入前()A速度vA>vBBA的动能大于B的动能CA的动量大小大于B的动量大小DA的动量大小等于B的动量大小答案ABD解析由动量守恒可知D项正确因为木块一直静止，所以A、B两子弹对木块的作用力等大，即木块对A、B两子弹的作用力等大，又A、B在木块中嵌入深度dA>dB，则由动能定理可知B项正确根据Ek可知A项正确9如图5甲所示，在光滑水平面上的两小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2.图乙为它们碰撞前后的st(位移时间)图像已知m10.1 kg.由此可以判断()图5A碰前m2静止，m1向右运动B碰后m2和m1都向右运动Cm20.3 kgD碰撞过程中系统损失了0.4 J的机械能答案AC解析选向右为正方向，分析题图可知，碰前m2处在位移为8 m的位置静止，m1位移均匀增大，速度v1 m/s4 m/s向右，故选项A正确碰撞以后：v12 m/s向左，v2 m/s2 m/s向右，故选项B错误动量守恒：m1v1m1v1m2v2得：m20.3 kg，故选项C正确碰撞损失的机械能：Ekm1v(m1v12m2v)0，故选项D错误，正确答案应选A、C.图610.图6为两物体A、B在没有其他外力作用时相互作用前后的vt图像，则由图像可知()AA、B的质量之比为53BA、B作用前后总动量守恒CA、B作用前后总动量不守恒DA、B间相互作用力相同答案AB解析A、B两物体发生碰撞，没有其他外力作用，A、B组成的系统总动量守恒，故选项B正确，选项C错误由动量守恒定律得mAvAmBvB，53，故选项A正确A、B之间相互作用力大小相等、方向相反，因而A、B间相互作用力不同故选项D错误二、实验题(本题共10分)11某同学用图7甲所示装置结合频闪照片来探究碰撞中的不变量经过多次实验，该同学猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和是不变的图7步骤1：用天平测出A、B两个小球的质量mA和mB，并且保证mA>mB；步骤2：安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；步骤3：先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上某位置P由静止开始释放，小球离开斜槽后，用频闪照相记录下小球A两个时刻的位置(如图乙所示)；步骤4：将小球B放在斜槽的末端，让小球A从位置P处由静止开始释放，使它们碰撞，用频闪照相记录下两个小球在离开斜槽后两个时刻的位置(如图丙所示)；步骤5：直接测量需要的物理量，根据测量得到的数据，验证自己的猜想请回答：(1)在步骤5中，该同学需要在照片中直接测量的物理量有_；(选填“s0、h0、sA、hA、sB、hB”)(2)用实验中测量的物理量来表示该同学的猜想结果：_.答案(1)s0、sA、sB(2)mAs0mAsAmBsB解析频闪照相相邻曝光时间相等，测出s0、sA、sB，就可以知道它们碰撞前后水平方向的速度该同学的猜想可表示为，化简得mAs0mAsAmBsB.三、计算题(本题共4小题，共50分)图812(8分)如图8所示，质量为m的木块和质量为M的铁块用细线系在一起，浸没在水中，以速度v0匀速下降，剪断细线后经过一段时间，木块的速度大小为v0，方向竖直向上，此时木块还未浮出水面，铁块还未沉到水底，求此时铁块下沉的速度为多大答案解析剪断细线后，木块还未浮出水面、铁块还未沉到水底前，系统受到的重力和浮力均不变，合外力仍为零，故系统的动量守恒取竖直向下为正方向，列出系统动量守恒的方程为(Mm)v0MvM(mv0)解得此时铁块下沉的速度为vM.图913(12分)如图9所示，在距小车的一端高h的支架上固定着一个半径为R的圆弧光滑导轨，一质量为m0.2 kg的物体从圆弧的顶端无摩擦地滑下，离开圆弧后刚好从车的另一端擦过落到水平地面，车的质量M2 kg，车身长L0.22 m，车与水平地面间摩擦不计，图中h0.20 m，重力加速度g10 m/s2，求R.答案0.055 m解析物体从圆弧的顶端无摩擦地滑到圆弧底端的过程中，在水平方向上没有外力作用设物体滑到圆弧的底端时车的速度为v1，物体的速度为v2，对物体与车，由动量守恒及机械能守恒得0Mv1mv2mgRMvmv物体滑到圆弧底端后车向右做匀速直线运动，物体向左做平抛运动，所以有hgt2L(v1v2)t由以上各式代入数据解得R0.055 m.图1014(14分)如图10所示，一质量为M的平板车B放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A，m<M，A、B间动摩擦因数为.现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A开始向左运动，B开始向右运动，最后A不会滑离B，求：(1)A、B最后的速度大小和方向；(2)从地面上看，小木块向左运动到离出发点最远处时，平板车向右运动的位移大小答案(1)v0，方向向右(2)v解析(1)A不会滑离B，表示A、B最终具有相同的速度，设此速度为v，A和B的初速度大小为v0，选取向右为正方向，根据动量守恒定律可得Mv0mv0(Mm)v解得vv0，方向向右(2)从地面上看，小木块向左运动到离出发点最远处时，木块速度为零，设此时平板车速度为v，由动量守恒定律得Mv0mv0Mv设这一过程平板车向右运动的位移大小为s，则对平板车由动能定理知mgsMvMv2解得sv即从地面上看，小木块向左运动到离出发点最远处时，平板车向右运动的位移大小为sv.15(16分)(2014·天津·10)如图11所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA4 kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力F10 N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t0.6 s，二者的速度达到vt2 m/s.求：图11(1)A开始运动时加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；(3)A的上表面长度l.答案(1)2.5 m/s2(2)1 m/s(3)0.45 m解析(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律有FmAa代入数据解得a2.5 m/s2(2)对A、B碰撞后共同运动t0.6 s的过程，由动量定理得Ft(mAmB)vt(mAmB)v代入数据解得v1 m/s(3)设A、B发生碰撞前，A的速度为vA，对A、B发生碰撞的过程，由动量守恒定律有mAvA(mAmB)vA从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理有FlmAv由式，代入数据解得l0.45 m6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375