2013-2014高中物理 第一章 碰撞与动量守恒章末检测 教科版选修.doc

章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(共12小题，共60分)1关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是()A只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒B只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒C只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒D系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒解析由动量守恒的条件知C正确D项中所有物体加速度为零时，各物体速度恒定，动量恒定，总动量一定守恒答案C2“蹦极”是勇敢者的运动，如图1-为蹦极运动过程示意图某人身系弹性绳自高空p点自由下落，其中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置不计空气阻力，则下列说法中正确的是()图1A从p至c的过程中，重力的冲量大小等于弹性绳的冲量大小B从a至c的过程中，重力的冲量大小大于弹性绳的冲量大小C从p至c过程中重力所做的功等于人克服弹力所做的功D从a至c的过程中加速度保持方向不变解析人从p运动到c过程中动量变化为零，而人受重力和绳子弹力作用，故由动量定理知这两个力的冲量大小相等，方向相反，A正确；对B，从a至c的过程中，重力的冲量大小应小于弹性绳的冲量大小；对C，从p至c过程中全过程应用动能定理，有WGW弹0，所以重力所做的功等于人克服弹力所做的功；b点处重力和绳子弹力平衡，所以在ab间是重力大于弹力，加速度方向向下；在bc间重力小于弹力，加速度方向向上答案AC3如图2所示，带有光滑弧形轨道的小车质量为m静止，放在光滑水平面上，一质量也是m的铁块，以速度v沿轨道水平端向上滑去，至某一高度后再向下返回，则当铁块回到小车右端时，将()图2A以速度v做平抛运动B以小于v的速度做平抛运动C静止于车上D自由下落解析由动量守恒：mvmv1mv2，由机械能守恒：mv2mvmv，解得v10，v2v，故D正确答案D4在光滑的水平面上有一质量为0.2 kg的球以5.0 m/s的速度向前运动，与质量为3.0 kg的静止木块发生碰撞，假设碰撞后木块的速度是v木4.2 m/s，则()A碰撞后球的速度为v球1.3 m/sBv木4.2 m/s这一假设不合理，因而这种情况不可能发生Cv木4.2 m/s这一假设是合理的，碰撞后小球被弹回来Dv木4.2 m/s这一假设是可能发生的，但由于题给条件不足，v球的大小不能确定解析根据动量守恒定律，m1vm1v1m2v2，即0.25.00.2v13.04.2得：v158 m/s，这一过程不可能发生，因为碰撞后机械能增加了答案B5在行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带，如图3所示假定乘客质量为70 kg，汽车车速为108 km/h(即30 m/s)，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的作用力大小约为()图3A400 N B600 N C800 N D1 000 N答案A6如图4所示，小车开始静止于光滑的水平面上，一个小滑块由静止从小车上端高h处沿光滑圆弧面相对于小车向左滑动，滑块能到达左端的最大高度h()图4A大于hB小于hC等于hD停在中点与小车一起向左运动解析由动量守恒定律可知，当滑块运动到左端的最大高度时滑块和车速度为零，由于水平面和圆弧面光滑，系统的机械能守恒，所以滑块到达左端的最大高度h等于h.答案C7质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量pA9 kgm/s，B球的动量pB3 kgm/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量不可能的是()ApA6 kgm/s，pB6 kgm/sBpA8 kgm/s，pB4 kgm/sCpA2 kgm/s，pB14 kgm/sDpA4 kgm/s，pB17 kgm/s解析由于地面光滑，因此碰撞前后两球总动量守恒，则pApBpApB，代入数据可知D不可能；由于碰撞后的总动能不可能增加，即，代入数据可知C不可能；由于碰撞后一球不可能穿越另一个小球，即，可知B不可能，所以B、C、D符合题意答案BCD8一同学在地面上立定跳远的最好成绩是s(m)，假设他站在车的A端，如图5所示，想要跳上距离为l(m)远的站台上，不计车与地面的摩擦阻力，则()图5A只要ls，他一定能跳上站台B只要ls，他有可能跳上站台C只要ls，他一定能跳上站台D只要ls，他有可能跳上站台解析人起跳的同时，小车要做反冲运动，所以人跳的距离小于s，故ls时，才有可能跳上站台答案B9甲、乙两物体质量相等，并排静止在光滑的水平面上，现用一水平外力F推动甲物体，同时与F相同方向给物体乙一个瞬时冲量I，使两物体开始运动当两物体重新相遇时()A甲的动量为I B乙的动量为2IC经历的时间为2I/F D所经历的时间为I/F解析由题意知，甲物体将做匀加速直线运动，乙物体将做匀速直线运动，据此可作出速度时间图象，如图所示对乙有，Imv0，从图中可看出，当相遇时，v甲2v乙，所以甲的动量为2I；乙的动量不变；所经历的时间内对甲由动量定理得2IFt，所以时间为2I/F.答案C10小平板车B静止在光滑水平面上，物体A以某一初速v0从车的一端滑向另一端，由于A、B间存在摩擦，因而A在B上开始做减速运动，若B车足够长，A的速度最小值应发生在()AB车速度为最大时BA在B车上停止滑行时CA、B速度相等时DB开始做减速运动时解析物体A在B上滑行时，由于摩擦力作用，A做匀减速运动，B做匀加速运动，当A和B的速度相等时，A和B 的相对运动停止，此时的速度即是A的最小速度，也是B的最大速度答案ABC11如图6所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上现使B瞬时获得水平向右的速度v3 m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图7所示，从图象信息可得()A在t1、t3时刻两物块达到共同速度1 m/s，且弹簧都处于伸长状态B两物体的质量之比m1m221C在t2时刻A与B的动能之比Ek1Ek241D从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长解析在t1、t3时刻两物体达到共同速度1 m/s，其中t1时刻弹簧处于伸长状态，t3时刻弹簧处于压缩状态故选项A错误由动量守恒定律得：m23(m1m2)1解得：m1m221，故选项B正确在t2时刻Ek1Ek281，故选项C错误在t4时刻A、B相对速度最大，弹簧处于原长状态，故选项D正确答案BD12如图8所示，两光滑且平行的固定水平杆位于同一竖直平面内，两静止小球m1、m2分别穿在两杆上，两球间连接一个保持原长的竖直轻弹簧，现给小球m2一个水平向右的初速度v0，如果两杆足够长，则在此后的运动过程中，下列说法正确的是()图8Am1、m2系统动量不守恒B弹簧最长时，其弹性势能为m2vCm1、m2速度相同时，共同速度为Dm1、m2及弹簧组成的系统机械能守恒解析两球组成系统所受合力为零，则动量守恒，包含弹簧在内的系统在整个过程中没有能量损失故机械能守恒当弹簧伸长最长时两小球速度相同答案CD二、非选择题(本题共4小题，共40分)13(8分)气垫导轨(如图9)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动图1-0为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度x1、x2和x3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_，两滑块的总动量大小为_；碰撞后两滑块的总动量大小为_重复上述实验，多做几次若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证图9图1-0解析由题图结合实际情况可以看出，x1和x3是两物体相碰前打出的纸带，x2是相碰后打出的纸带所以碰撞前两物体的速度分别为v10.2x1b，v20.2x3b，碰撞后两物体共同速度v0.2x2b，所以碰前两物的体动量分别为p1mv10.2abx1，p2mv20.2abx3，总动量pp1p20.2ab(x1x3)；碰后总动量p2mv0.4abx2.答案0.2abx30.2abx10.2ab(x1x3)0.4abx214(10分)如图1-1-所示，光滑水平桌面上有长L2 m的挡板C，质量mC5 kg，在其正中央并排放着两个小滑块A和B，mA1 kg，mB3 kg，开始时三个物体都静止在A、B间放有少量塑胶炸药，爆炸后A以6 m/s速度水平向左运动，A、B中任意一块与挡板C碰撞后，都粘在一起，不计摩擦和碰撞时间，求：图1-1(1)当两滑块A、B都与挡板C碰撞后，C的速度是多大；(2)A、C碰撞过程中损失的机械能解析(1)A、B、C系统动量守恒0(mAmBmC)vC，vC0.(2)炸药爆炸时A、B系统动量守恒，mAvAmBvB，解得：vB2 m/sA、C碰撞前后系统动量守恒mAvA(mAmC)v，v1 m/sEmAv(mAmC)v215 J.答案(1)0(2)15 J15(10分)如图1-2-所示，把一辆质量为0.5 kg的电动玩具车，放在质量为1 kg的带有光滑轮子的小车上，当接通玩具车的电源，使它相对于小车以0.5 m/s的速度运动时，小车如何运动？图1-2解析选取地面为参考系，设小车相对于地面的速度为v，则电动玩具车相对于地面的速度为(v0.5) m/s，根据动量守恒定律有Mvm(v0.5)0，得v m/s0.17 m/s.答案以0.17 m/s的速度向相反的方向运动16(12分)如图1-3-所示，质量M为4 kg的平板小车静止在光滑的水平面上，小车左端放一质量为1 kg的木块，车的右端固定一个轻质弹簧现给木块一个水平向右的10 Ns的瞬间冲量，木块便沿车向右滑行，在与弹簧相碰后又沿原路返回，并恰好能达到小车的左端，求：图1-3-(1)弹簧被压缩到最短时平板车的速度v；(2)木块返回小车左端时的动能Ek；(3)弹簧获得的最大弹性势能Epm.解析：(1)设木块的初速度为v0，由动量定理有：Imv0，得v010 m/s(方向向右)当弹簧被压缩到最短时，木块和小车速度相等对于木块和小车构成的系统，水平方向动量守恒，所以有：mv0(Mm)v，解得v2 m/s(向右)(2)木块与弹簧碰后相对小车向左运动，当木块相对小车静止时，木块相对小车到达左边最远点因此木块恰能到小车的左端时，两者同速由动量守恒可知此时v块v车2 m/s.木块的动能Ekmv2 J.(3)木块往返过程中克服摩擦力做功，系统损失的机械能为Emv(Mm)v240 J.考虑木块开始运动到弹簧压缩到最短的过程，系统克服摩擦力做功损失的机械能为E20 J对这个过程由能量转化与守恒定律有：mv(Mm)v2EEpm，解得弹簧压缩到最短时获得的最大弹性势能Epm20 J.答案：(1)2 m/s方向向右(2)2 J(3)20 J