【创新设计】高中物理 第一章 碰撞与动量守恒滚动检测 教科版选修35.docVIP

滚动检测(一)碰撞与动量守恒(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(共8小题，共56分)1在用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，不需要测量的物理量是 ()a滑块的质量 b挡光的时间c挡光片间的距离 d光电门的高度答案d2对于实验最终的结论m1v1m2v2m1v1m2v2，下列说法正确的是()a仅限于一维碰撞b任何情况下m1vm2vm1v12m2v22也一定成立c式中的v1、v2、v1、v2都是速度的大小d式中的不变量是m1和m2组成的系统的总动量答案ad3如图1-所示，两个质量相同的小钢球，按图示方式悬挂，让其中一个小球保持静止，把另一小球拉开一定的角度，然后自由释放，下列说法正确的是()图1a碰撞后，两球相互交换速度，入射球静止，被碰球以入射球碰前的速度运动b碰撞后，入射球被反弹，被碰球以入射球碰前2倍的速度运动c碰撞前后，两球有mv1mv2(v1和v2分别表示两球相碰前后的速度)d碰撞前后，两球有mv1mv2(v1和v2分别表示两球相碰前后的速度)答案ac4水平拉力f1、f2分别作用在水平面的物体上一段时间后又撤去，使物体都由静止开始运动而后又停下如果物体在两种情况下的总位移相等，且f1f2，那么在这样的情况中()af1比f2的冲量大bf1比f2的冲量小cf1与f2的冲量相等df1与f2的冲量大小无法比较解析在同一图中作出两种情况下的v t图象如右图所示在物体做减速运动的阶段，由于动摩擦因数相同，故加速度相等，图中cd平行于ab.因为f1f2，所以物体受f1作用时比受f2作用时的加速度大物体两次通过的总位移相等，表明aob与cod的面积相等设f1、f2的作用的时间和它们撤去后物体滑行的时间分别为t1、t2、t1、t2，物体的始末动量均为零，根据动量定理有：f1t1f(t1t1)0，f2t2f(t2t2)0，由图可知：t1t1t2t2，所以f(t1t1)f(t2t2)即f1t1f2t2，故选项b正确答案b5如图2所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，底端与竖直墙壁接触现打开右端阀门，气体向外喷出，设喷口的面积为s，气体的密度为，气体向外喷出的速度为v，则气体刚喷出时钢瓶底端对竖直墙面的作用力大小是()图2avs b. c.v2s dv2s解析t时间内气瓶喷出气体的质量msvt对于贮气瓶、瓶内气体及喷出的气体所组成的系统，由动量定理得：ftmv0，解得：fv2s，选项d正确答案d6如图3所示，在光滑水平面上静止放着两个相互接触的木块a、b，质量分别为m1和m2，今有一子弹水平穿过两木块设子弹穿过木块a、b的时间分别为t1和t2，木块对子弹的阻力恒为f，则子弹穿过两木块后，木块a的速度大小是()图3a. b.c. d.解析对子弹穿过木块a的过程有：ft1(m1m2)va，可得va，故选项b正确答案b7如图4所示，竖直放置的轻弹簧，一端固定于地面，另一端与质量为3 kg的物体b固定在一起，质量为1 kg的物体a放于b上，现在a和b一起竖直向上运动当a、b分离后，a上升0.2 m到达最高点，此时b的速度方向向下，弹簧为原长，则从a、b分离起至a到达最高点的过程中，弹簧的弹力对b的冲量大小为(g取10 m/s2)()图4a1.2 ns b8 nsc6 ns d4 ns解析a、b在弹簧为原长时的位置分离，由题意知此时a、b的速度v02 m/s.过原长位置后，由于加速度、速度不同而使a上升，上升的时间为：t0.2 sa、b分离后，对于b有：i弹mgtmv0m(v0)2mv0代入数据解得：i弹6 ns，选项c正确答案c82006年11月26日，兰州空军某部飞行员李剑英驾驶歼击机训练结束后，在下降途中飞机遇到鸽群撞击，只听见“砰”的一声巨响，发动机被撞坏了，如图5所示，为了避免飞机坠入在人员密集的村庄，李剑英放弃跳伞不幸殉难现假设某飞机的飞行速度为300 m/s，撞上一只以8 m/s的速度迎面飞来的、质量为0.5 kg的鸟，作用时间为1104 s，则鸟撞击飞机的平均作用力大小约为()图5a1.5106 n b3106 nc1.5107 n d3107 n解析取飞机速度方向为正，对于鸟有：tmv飞m(v鸟)解得：1.5106 n.答案a二、非选择题(本题共4小题，共44分)9(10分)某中学生身高1.80 m，质量70 kg.他站立举臂，手指摸到的高度为2.25 m如果他先缓慢下蹲，再用力蹬地向上跳起，同时举臂，手指摸到的高度为2.70 m设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.3 s取g10 m/s2，求：(1)他刚离地跳起时的速度大小(2)他与地面间的平均作用力的大小解析(1)跳起后重心升高，h2.70 m2.25 m0.45 m.根据机械能守恒定律mv2mgh，解得：v3 m/s.(2)根据动量定理有：(fmg)tmv0，解得：fm(g)1 400 n.答案(1)3 m/s(2)1 400 n10(10分)如图6所示，关于哥伦比亚号航天飞机失事的原因，美国媒体报道说，航天飞机发射时一块脱落的泡沫损伤了左翼的隔热瓦，最终酿成大祸据美国航天局航天计划的dittemore于2003年2月5日在新闻发布会上说，撞击航天飞机左翼的泡沫长20英寸(约50.8 cm)、宽16英寸(约40.6 cm)、厚6英寸(约15.2 cm)，其质量大约为1.3 kg，撞击时速度约为250 m/s，方向向上，而航天飞机的上升速度大约为700 m/s.假定碰撞时间等于航天飞机前进泡沫的长度所用的时间，相撞后认为泡沫全部附在飞机上根据以上信息，估算“哥伦比亚”号航天飞机左翼受到的平均撞击力的大小(结果保留一位有效数字)图6解析由题意知航天飞机与泡沫块的作用时间为：t s设碰撞过程中航天飞机对泡沫块的平均冲力大小为f，由动量定理得：ftmv1mv2(f远大于泡沫块受的重力)解得：f8105 n由牛顿第三定律知，航天飞机左翼受到的平均撞击力大小为8105 n.答案8105 n11(12分)震惊世界的“9.11”事件中，从图7中可以看到波音客机切入大厦及大厦的坐塌(1)设飞机质量为m、速度为v，撞机经历时间为t，写出飞机对大厦撞击力的表达式图7(2)撞击世贸大厦南楼的是波音767飞机，波音767飞机总质量约150吨，机身长度为48.5 m，撞楼时速度约150 m/s，世贸大厦南楼宽63 m，飞机头部未从大楼穿出，可认为飞机在楼内运动距离约为机身长度，设飞机在楼内作匀减速运动，估算撞机时间及飞机对大厦撞击力的大小解析(1)f；(2)可认为飞机在楼内运动距离约为50 m，s t，得t s，f3.4107 n.答案(1)f(2)f3.4107 n12(12分)如图8所示为一支将要竖直向上发射的火箭，其质量为6 000 kg，点火后喷气速度为2.5 km/s，忽略发射初期火箭质量的变化，问：(取g10 m/s2)图8(1)点火后每秒至少要喷射多少气体才能使火箭开始上升？(2)如果要使火箭开始有2 m/s2向上的加速度，则每秒要喷出多少气体？解析(1)设火箭每秒喷射出质量为m0的高速气体时产生的反冲力大小等于火箭的重力对于t时间的喷出的气体，由动量定理得：ftm0t