高中物理 第1章 动量守恒研究章末检测 鲁科版选修35.doc

第1章 动量守恒研究 (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)1下列对几种物理现象的解释中，正确的是()a砸钉子时不用橡皮锤，只是因为橡皮锤太轻b跳高时在沙坑里填沙，是为了减小冲量c在推车时推不动是因为推力的冲量为零d动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用，两个物体将同时停下来答案d解析砸钉子时不用橡皮锤，一是因为橡皮锤太轻，动量改变量小，二是因为缓冲时间长，从而导致作用力小，故a错误；跳高时在沙坑里填沙，是为了增大力的作用时间，从而减小作用力，故b错误；推车时推不动，是由于合力的冲量为零，但推力的冲量不为零，故c错误；由动量定理知，动量相同的两个物体受到相同的制动力，将同时停下来，故d正确2.如图1，小船静止于水面上，站在船尾上的渔夫不断将鱼抛向船头的船舱内，将一定质量的鱼抛完后，关于小船的速度和位移，下列说法正确的是()图1a向左运动，船向左移一些b小船静止，船向右移一些c小船静止，船向左移一些d小船静止，船不动答案b解析由动量守恒可得在抛鱼的过程中，小船向右运动，抛完后小船就停止了运动，故b项正确3动量相等的甲、乙两车，刹车后沿两条水平路面滑行若两车质量之比，路面对两车的阻力相同，则两车的滑行时间之比为()a11 b12c21 d14答案a解析两车滑行时水平方向仅受阻力f的作用，在这个力作用下使物体的动量发生变化当规定以车行方向为正方向后，由动量定理得：ft0p，所以两车滑行时间：t，当p、f相同时，滑行时间t相同故a对4.如图2所示，具有一定质量的小球a固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架的o点用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与b处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将()图2a向右运动b向左运动c静止不动d小球下摆时，车向左运动，碰撞后又静止答案d解析系统在水平方向动量守恒，由动量守恒定律可知，小球下落时水平速度向右，小车向左；小球静止，小车也静止5如图3所示，在光滑水平面上有一质量为m的木块，木块与轻弹簧水平相连，弹簧的另一端连在竖直墙上，木块处于静止状态一质量为m的子弹以水平速度v0击中木块，并嵌在其中，木块压缩弹簧后在水平面上做往复运动木块自被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中，木块受到的合外力的冲量大小为()图3a. b2mv0c. d2mv0答案a解析子弹射入木块的时间极短，根据动量守恒定律mv0(mm)v，解得v，第一次回到原来位置的速度等于子弹击中木块后瞬间的速度根据动量定理，合外力的冲量imv，故a正确6.如图4，光滑水平面上有大小相同的a、b两球在同一直线上运动两球质量关系为mb2ma，规定向右为正方向，a、b两球的动量均为6 kgm/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后a球的动量增量为4 kgm/s，则()图4a左方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为25b左方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为110c右方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为25d右方是a球，碰撞后a、b两球速度大小之比为110答案a解析a、b发生碰撞，由动量守恒定律得：papb，由于碰后a球的动量增量为负值，所以右边不可能是a球，若右边是a球，则动量的增量应是正值；因此碰后a球的动量是2 kgm/s，碰后b球的动量增加为10 kgm/s，由于两球的质量关系mb2ma，所以碰后a、b两球速度大小之比25.故选a.7质量为1 kg的小球以4 m/s的速度与质量为2 kg的静止小球发生正碰，关于碰后的速度v1和v2，可能正确的是()av1v2 m/sbv11 m/s，v22.5 m/scv11 m/s，v23 m/sdv13 m/s，v20.5 m/s答案ab解析对于碰撞问题要遵循三个原则：动量守恒定律、碰后系统的机械能不增加和碰撞过程要符合实际情况碰撞过程满足动量守恒，所以碰后系统的动量为p1 kg4 m/s4 kgm/s，方向与质量为1 kg的小球的初速度方向相同，据此可排除选项c；因为碰后两球不可能再次碰撞，据此可排除选项d；经检验，选项a、b满足碰撞过程应遵循的三个原则，所以选项a、b正确8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)图象已知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解析分析题图乙可知，碰前：m2小球处在s8 m的位置静止，m1小球的速度v1 m/s4 m/s，方向向右；碰后：v1 m/s2 m/s，v2 m/s2 m/s，碰撞过程中动量守恒：m1v1m1v1m2v2得：m20.3 kg，碰撞过程损失的机械能：ekm1v120，故应选a、c.9.如图6所示，木块a的右侧为光滑曲面，曲面下端极薄，其质量ma2 kg，原来静止在光滑的水平面上质量mb2.0 kg的小球b以v2 m/s的速度从右向左做匀速直线运动中与木块a发生相互作用，则b球沿木块a的曲面向上运动中可上升的最大高度是(设b球不能飞出去)()图6a0.40 m b0.20 mc0.10 m d0.5 m答案c解析a、b组成的系统在水平方向动量守恒，以b的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mbv(mamb)v，由机械能守恒定律得：mbv2(mamb)v2mbgh，联立并代入数据得：h0.10 m，故c正确10质量为m的小球a以速度v0在光滑水平面上运动，与质量为2m的静止小球b发生正碰，则碰撞后小球a的速度大小va和小球b的速度大小vb可能为()avav0vbv0 bvav0vbv0cvav0vbv0 dvav0vbv0答案ac解析两球发生正碰，动量守恒、能量不增加，且后面物体的速度不能大于前面物体的速度根据动量守恒定律可得，四个选项都满足但碰撞前总动能为mv02，而碰撞后b选项总动能为mv02，b错误；d选项中vavb，不可能，d错误故a、c正确二、实验题(本题共2小题，共20分)11(10分)如图7所示为“探究两物体作用前后动量是否守恒”的实验装置示意图已知a、b小球的质量分别为ma、mb，半径分别是ra、rb，图中p点为单独释放a球的平均落点，m、n是a、b小球碰撞后落点的平均位置图7(1)本实验必须满足的条件是_a斜槽轨道必须是光滑的b斜槽轨道末端的切线水平c入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放d入射球与被碰球满足mamb，rarb(2)为了判断动量守恒，需要测量op间的距离x1，则还需要测量的物理量有_、_(用相应的文字和字母表示)(3)如果动量守恒，须满足的关系式是_(用测量物理量的字母表示)答案(1)bc(2)om间的距离x2on的距离x3(3)max1max2mbx3(写成maopmaommbon不扣分)12(10分)某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究动量是否守恒”的实验，气垫导轨装置如图8甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图乙所示，这样就大大减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差图8(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；向气垫导轨中通入压缩空气；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9所示；图9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(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_.答案(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.6200.618(3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦解析作用前滑块1的速度v1 m/s2 m/s，其动量为0.310 kg2 m/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 kg0.205 kg)1.2 m/s0.618 kgm/s.三、计算题(本题共3小题，共40分)13(12分)如图10甲所示，物块a、b的质量分别是m14.0 kg和m26.0 kg，用轻弹簧相连接放在光滑的水平面上，物块b左侧与竖直墙相接触另有一个物块c从t0时刻起以一定的速度向左运动，在t0.5 s时刻与物块a相碰，碰后立即与a粘在一起不再分开，物块c的vt图象如图乙所示试求：图10(1)物块c的质量m3；(2)在5.0 s到15 s的时间内物块a的动量变化的大小和方向答案(1)2.0 kg(2)16 kgm/s，方向向右解析(1)根据图象可知，物块c与物块a相碰前的速度为v16 m/s相碰后的速度为：v22 m/s根据动量守恒定律得：m3v1(m1m3)v2解得：m32.0 kg.(2)规定向左的方向为正方向，在第5.0 s和第15 s末物块a的速度分别为：v22 m/s，v32 m/s所以物块a的动量变化为：pm1(v3v2)16 kgm/s即在5.0 s到15 s的时间内物块a动量变化的大小为：16 kgm/s，方向向右14(14分)如图11所示，长r0.6 m的不可伸长的细绳一端固定在o点另一端系着质量m20.1 kg的小球b，小球b刚好与水平面相接触现使质量m10.3 kg的物体a以v04 m/s的速度向b运动a与水平面间的接触面光滑a、b碰撞后，物块a的速度变为碰前瞬间速度的.小球b能在竖直平面内做圆周运动已知重力加速度g10 m/s2，a、b均可视为质点，试求：图11(1)在a与b碰撞后瞬间，小球b的速度v2的大小；(2)小球b运动到圆周最高点时受到细绳的拉力大小答案(1)6 m/s(2)1 n解析(1)碰撞过程中，a、b系统的动量守恒，有：m1v0m1m2v2解得：v26 m/s.(2)小球b在摆至最高点的过程中，机械能守恒，设小球到最高点时的速度为v3，则有：m2v22m2v32m2g2r在最高点进行受力分析，有tm2gm2解得：t1 n.15(14分)在如图12所示的光滑水平面上，小明站在静止的小车上用力向右推静止的木箱，木箱离开手以大小为5 m/s的速度向右匀速运动，运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹回来后被小明接住已知木箱的质量为30 kg，人与车的质量为50 kg，求：图12