2019-2020年高中物理第一章碰撞与动量守恒单元测试沪科版选修.doc

2019-2020年高中物理第一章碰撞与动量守恒单元测试沪科版选修一、选择题(共10个小题，每小题4分，共40分)1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()球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 N球棒对垒球的平均作用力大小为360 N球棒对垒球做的功为126 J球棒对垒球做的功为36 JA B C D2在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，下列现象可能的是()A若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相分开B若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行C若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开D若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行3如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相同的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是()AA开始运动时BA的速度等于v时CB的速度等于零时DA和B的速度相等时4A、B两球在光滑水平面上做相向运动，已知mAmB，当两球相碰后，其中一球停止，则可以断定()A碰前A的动量与B的动量大小相等B碰前A的动量大于B的动量C若碰后A的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量D若碰后B的速度为零，则碰前A的动量大于B的动量5如图所示，小车由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC组成，静止在光滑水平面上，当小车固定时，从A点由静止滑下的物体到C点恰好停止。如果小车不固定，物体仍从A点静止滑下，则()A还是滑到C点停住B滑到BC间某处停住C会冲出C点落到车外D上述三种情况都有可能6光滑水平面上有甲、乙两根条形磁铁，N极相对，轴线在同一直线上，轻推一下使它们相向运动，某时刻v甲2 m/s，v乙3 m/s。磁铁质量m甲1 kg，m乙0.5 kg。下列叙述中正确的有()A乙反向时，甲的速度为0.5 m/s，方向不变B乙反向时，甲的速度为零C甲、乙相距最近时速度均为零D甲、乙相距最近时速度均为 m/s7如图所示，质量为M的物体P静止在光滑的水平桌面上，有另一质量为m(Mm)的物体Q以速度v0正对P滑行，则它们相碰后(设桌面足够大)()AQ物体一定被弹回，因为MmBQ物体可能继续向前CQ物体速度不可能为零D若相碰后两物体分离，则过一段时间可能再碰8如图所示水平面光滑，物体由静止开始从斜面的顶端滑到底端，在这过程中()AM、m组成的系统满足动量守恒Bm对M的冲量等于M的动量变化Cm、M各自的水平方向动量的增量的大小相等DM对m的支持力的冲量为零9如图所示，为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行。每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动。开始时，探测器以恒定的速率v0向正x方向平动。要使探测器改为向正x偏负y60的方向以原来的速率v0平动，则可 ()A先开动P1适当时间，再开动P4适当时间B先开动P3适当时间，再开动P2适当时间C开动P4适当时间D先开动P3适当时间，再开动P4适当时间10如图所示，A、B两质量相等的长方体木块放在光滑的水平面上，一颗子弹以水平速度v先后穿过A和B(此过程中A和B没相碰)。子弹穿过B后的速度变为2v/5，子弹在A和B内的运动时间t1t212，若子弹在两木块中所受阻力相等，则()A子弹穿过B后两木块的速度大小之比为12B子弹穿过B后两木块的速度大小之比为14C子弹在A和B内克服阻力做功之比为34D子弹在A和B内克服阻力做功之比为12二、填空题(共4个小题，每小题5分，共20分。把答案填写在题中的横线上)11光滑水平面上有AB两球沿同一直线运动，碰撞后两球粘在一起。已知碰撞前它们的动量分别为pA12 kgm/s，pB28 kgm/s，碰撞后A球的动量增加了12 kgm/s，则可知碰撞前A、B两球的速度之比为_。12甲、乙两个溜冰者，质量分别为m甲59 kg、m乙50 kg，均以6.0 m/s速度在同一条直线上相向滑行，甲手持一个质量为1.0 kg的球，他将球抛给乙，乙再把球抛还甲，这样抛接若干次后，甲接到球后的速度恰好为零，这时乙的速度大小是_ m/s，方向与乙原来滑行方向_。13一架质量为500 kg的直升飞机，其螺旋桨把空气以50 m/s的速度下推，恰使直升飞机停在空中，则每秒钟螺旋桨所推下的空气质量为_。14如图所示，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、D的气垫导轨以及滑块A、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)在滑块A、滑块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)用刻度尺测出滑块A的左端至板C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。当滑块A、B分别碰撞挡板C、D时停止计时，计下滑块A、B分别到达挡板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_，由此公式算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是_。(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式_。三、计算与论证(共3个小题，共40分。要有必须的解析过程，直接写出结果的不得分)15(12分)课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动。假如喷出的水流流量保持为2104 m3/s，喷出速度保持为对地10 m/s。启动前火箭总质量为1.4 kg，则启动2 s末火箭的速度可以达到多少？(已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是103 kg/m3)16(13分)蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60 kg的运动员，从离水平网面3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0 m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2 s。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。(g取10 m/s2)17(15分)(长郡中学xx届高三第二次月考物理试题)如图所示，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，mM，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。参考答案1答案：A2解析：若质量相等，则碰撞前总动量为零，碰后总动量也为零，A对B错；若质量不同，则碰撞前的总动量不为零，碰后也不为零，C错D对。答案：AD3解析：压缩到最短时具有共同速度，弹性势能最大，故动能损失最大。答案：D4解析：若碰撞后A球静止，则B球一定反弹，故有A球的动量大于B球的动量；若碰撞后B球静止，则A球一定反弹，有B球的动量大于A球的动量。选项C正确。答案：C5答案：D6解析：乙反向时也就是速度为零时，由动量守恒定律：m甲v甲m乙v乙m甲v，得甲的速度为0.5 m/s，方向不变，A正确；两者距离最近时也就是有共同速度时，同理由动量守恒定律得它们的速度为 m/s，D正确。答案：AD7解析：若碰撞后粘在一起，则QP一起运动，不反弹，A错B对；若碰撞后Q的速度为零，则P的动量等于Q碰前的动量，由于Mm，所以，机械能有损失，这种情况有可能发生；若碰撞会分离后不可能再相遇，故CD错误。答案：B8解析：下滑过程中系统只有水平方向上不受外力的作用，故在水平方向上遵守动量守恒定律，C对。答案：C9解析：对A项，先开P1，反冲作用使正x方向上的速度减小，再开P4，反冲作用使负y方向速度增加，合运动能符合A项要求，A正确；同理分析B、C、D错误。答案：A10答案：AC11解析：碰后A的动量为pA24 kgm/s，由动量守恒定律得pB16 kgm/s，碰后粘在一起，两球有共同速度，得：，推得碰前，两式联立可得。答案：12解析：由动量守恒定律，(m甲m)v甲m乙v乙m乙v乙代入数据得：v乙1.2 m/s，方向与乙原来相反。答案：1.2相反13解析：螺旋桨把空气以速度v下推，相当于气体跟螺旋桨以速度v碰撞，碰后速度为零，选取一段气柱作为研究对象，这段气柱的长度是1 s内气体的运动距离，该气柱质量为m，应用动量定理得：Ftmv，当FMg时，飞机平衡，所以m kg100 kg。答案：100 kg14答案：(1)B的右端至D板的距离l2。(2)mAmB0测量时间、距离等存在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差。(3)能EP(mAmB)。15解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动。设火箭原来总质量为M，喷出水流的流量为Q，水的密度为，水流的喷出速度为v，火箭的反冲速度为v，由动量守恒定律得(MQt)vQtv火箭启动后2 s末的速度为v m/s4 m/s。答案：4 m/s16解析：将运动员看做质量为m的质点，从h1高处下落，刚接触网时速度的大小为v1(向下)，弹跳后到达的高度为h2，刚离网时速度的大小v2(向上)，以t表示接触时间，接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg。由动量定理得：(Fmg)tp2p1，规定向上为正，由以上各式解得，Fmgm。代入数值得：F1 500 N。答案：F1 500N17答案：(1)A刚好没有滑离B板，表示当A滑到B板的最左端时，A、B具有相同的速度，设此速度为v，A和B的初速度的大小为v0，则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，平板车速度为v，由动量守恒定律得Mv0mv0mv这一过程平板车向右运动s，mgsMvmv2解得sv