（全国通用版）2018-2019高中物理 第十六章 动量守恒定律学业质量标准检测 新人教版选修3-5.doc

第十六章学业质量标准检测本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第16小题只有一个选项符合题目要求，第710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1如图所示，一个质量为0.18kg的垒球，以25m/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45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s。下列说法正确的是(A)A 球棒对垒球的平均作用力大小为1260NB球棒对垒球的平均作用力大小为360NC球棒对垒球做的功为238.5JD球棒对垒球做的功为36J解析：设球棒对垒球的平均作用力为F，由动量定理得tm(vtv0)，取vt45m/s，则v025m/s，代入上式，得1260N，由动能定理得Wmvmv126J，选项A正确。2如图所示，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，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端粘在B端的油泥上。则下述说法中正确的是(B)若物体滑动中不受摩擦力，则全过程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小车的最终速度与断线前相同全过程系统的机械能不守恒A BC D解析：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。3如图所示，两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上，有一个人静止站在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(B)A等于零 B小于B车的速率C大于B车的速率 D等于B车的速率解析：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，则由动量守恒定律得(m1m2)v1m2v20，所以，有v1v2，1，故v10，故碰后总动量p的方向与pA方向相同，碰撞后的状态如图所示，即他们都过了底线，该前锋能够得分。12(8分)(山东省泰安市20172018学年高三上学期期末)如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量_C_(填选项前的序号)，间接地解决这个问题A小球开始释放的高度hB小球抛出点距地面的高度HC小球做平抛运动的水平位移(2)用天平测量两个小球的质量m1、m2。图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放；然后，把被碰小球m2静止于轨道水平部分的末端，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复，分别找到小球的平均落点M、P、N，并测量出平均水平位移OM、OP、ON。(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_m1OPm1OMm2ON_(用(2)中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为_m1OP2m1OM2m2ON2_(用(2)中测量的量表示)。解析：(1)在该实验中，通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度，故选C。(3)若两球相碰前后的动量守恒，则m1v0m1v1m2v2，又OPv0t，OMv1t，ONv2t，代入得：m1OPm1OMm2ON；若碰撞是弹性碰撞，满足能量守恒：m1vm1vm2v，代入得：m1OP2m1OM2m2ON2三、论述计算题(共4小题，共46分。解答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(10分)一个铁球，从静止状态由10m高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时0.4s，该铁球的质量为336g，求：(1)从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少？(2)从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量为多少？(3)泥潭对小球的平均作用力为多少？(保留两位小数，g取10m/s2)答案：(1)4.75Ns(2)6.10Ns(3)15.25N解析：(1)小球自由下落10m所用的时间是t1ss。重力的冲量IGmgt10.33610Ns4.75Ns，方向竖直向下。(2)设向下为正方向，对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得mg(t1t2)Ft20泥潭的阻力F对小球的冲量Ft2mg(t1t2)0.33610(0.4)Ns6.10Ns，方向竖直向上。(3)由Ft26.10Ns得F15.25N。14(11分)(安徽省池州市20172018学年高三上学期期末)如图所示，光滑的水平桌面AB长为L0.9m，高h0.8m，左边是光滑竖直半圆轨道，半径R0.5m，用轻质细线连接甲、乙两物体，中间夹一轻质弹簧，弹簧与可看作质点的两物体不拴连。甲的质量为m11kg，乙的质量为m22kg，两物体静止在桌面上。烧断细线，甲物体离开弹簧进入半圆轨道，恰好能到达最高点D，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，求：(1)乙物体落地时离桌面左边缘B点的水平距离；(2)烧断细线前压缩的轻质弹簧贮存的弹性势能。答案：(1)1.9m(2)18.75J解析：(1)设甲、乙被弹簧弹开后速度分别为v1、v2，甲物体离开弹簧后恰好能到达半圆轨道最高点D，设在最高点的速度为vD，由牛顿第二定律有：m1gm1甲物体被弹簧弹开后运动至最高点过程，由机械能守恒定律有：m1vm1g2Rm1v小球A、B被弹簧弹开过程，由动量守恒定律有：0m1v1m2v2 乙物体离开桌面边缘后做平抛运动有：hgt2，xv2t，代入数据解得：x1m。乙物体落地时距桌面左边缘B点的水平距离为xL1.9m(2)对甲、乙两物体及弹簧组成的系统，由能量守恒定律有：Epm1vm2v解得烧断细线前压缩的轻质弹簧贮存的弹性势能：Ep18.75J。15(12分)(广东省华南师范大学附中20172018学年高三统考)如图所示，质量为M3kg的小车A以v04m/s的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为m1kg的小球B(可看作质点)，小球距离车面H0.8m。某一时刻，小车与静止在水平面上的质量为m01kg的物块C发生碰撞并粘连在一起(碰撞时间可忽略)，此时轻绳突然断裂。此后，小球刚好落入小车右端固定的沙桶中(小桶的尺寸可忽略)，不计空气阻力，重力加速度取g10m/s2。求：(1)绳未断前小球距沙桶的水平距离x；(2)小车的最终速度v的大小；(3)整个系统损失的机械能E。答案：(1) 0.4m(2)3.2m/s(3) 14.4J解析：(1)A与C的碰撞动量守恒：mAv0(mAmC)v1，得：v13m/s2设小球下落时间为t，则：Hgt2，解得t0.4sx(v0v1)t0.4m(2)设系统最终速度为v2，由水平方向动量守恒：(mAmB)v0(mAmBmC)v2得：v23.2m/s(3)由能量守恒得：EmBgH(mAmB)v(mAmBmC)v解得E14.4J16(13分)(河北省衡水中学2018届高三上学期模拟)如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面3m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h0.3m(h小于斜面体的高度)。已知小孩与滑板的总质量为m130kg，冰块的质量为m210kg，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g10m/s2。(1)求斜面体的质量；(2)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？答案：(1)20kg(2)冰块不能追上小孩解析：(1)规定向右为速度正方向。冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设此共同速度为v，斜面体的质量为m3，由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得m2v20(m2m3)vm2v(m2m3)v2m2gh式中v203m/s为冰块推出时的速度，联立式并代入题给数据得m320kg(2)设小孩推出冰块后的速度为v1，由动量守恒定律有m1v1m2v200代入数据得v11m/s设冰块与斜面体分离后的速度分别为v2和v3，由动量守恒和机械能守恒定律有m2v20m2v2m3v3m2vm2vm3v联立式并代入数据得v21m/s由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方，故冰块不能追上小孩。