高中物理 第16章 动量守恒定律限时测试题 新人教版选修35.doc

【成才之路】2016高中物理 第16章 动量守恒定律限时测试题 新人教版选修3-5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(清远市20132014学年高二下学期期末)如图所示，篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以()a减小球的动量的变化量b减小球对手作用力的冲量c减小球的动量变化率d延长接球过程的时间来减小动量的变化量答案：c解析：篮球的动量变化量一定，所以球对手的冲量也一定，a、b、d错误；由动量定理ftp，可知t增大，减小了球的动量变化率，c正确。2.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答案：a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。3(济南一中20142015学年高二下学期检测)一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力与分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为()av0v2bv0v2cv0v2dv0(v0v2)答案：d解析：根据动量守恒定律，得(m1m2)v0m1v1m2v2v1v0(v0v2)选项d正确。4如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度v0，则()a小木块和木箱最终都将静止b小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动c小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动d如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动答案：b解析：木箱和小木块具有向右的动量，并且相互作用的过程中总动量守恒，a、d错；由于木箱与底板间存在摩擦，小木块最终将相对木箱静止，b对、c错。5质量为ma1kg，mb2kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移时间图象如图所示，则可知碰撞属于()a弹性碰撞b非弹性碰撞c完全非弹性碰撞d条件不足，不能确定答案：a解析：由xt图象知，碰撞前va3m/s，vb0，碰撞后va1m/s，vb2m/s，碰撞前动能mavmbvj，碰撞后动能mava2mbvb2j，故机械能守恒；碰撞前动量mavambvb3kgm/s，碰撞后动量mavambvb3kgm/s，故动量守恒，所以碰撞属于弹性碰撞。6.人的质量m60kg，船的质量m240kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5m时，人可以跃上岸。若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为(不计水的阻力，两次人消耗的能量相等)()a1.5mb1.2mc.1.34md1.1m答案：c解析：船用缆绳固定时，设人起跳的速度为v0，则x0v0t。撤去缆绳，由动量守恒0mv1mv2，两次人消耗的能量相等，即动能不变，mvmvmv，解得v1v0故x1v1tx01.34m，c正确。7.如图所示，a、b两物体质量之比mamb32，原来静止在平板小车c上，a、b间有一根被压缩的弹簧，地面光滑。当两物体被同时释放后，则()a若a、b与平板车上表面间的动摩擦因数相同，a、b组成系统的动量守恒b若a、b与平板车上表面间的动摩擦因数相同，a、b、c组成系统的动量守恒c若a、b所受的摩擦力大小相等，a、b组成系统的动量守恒d若a、b所受的摩擦力大小相等，a、b、c组成系统的动量守恒答案：bcd解析：弹簧突然释放后，a、b受到平板车的滑动摩擦力ffn，fnafnb，若相同，则fafb，a、b组成系统的合外力不等于零，故a、b组成的系统动量不守恒，选项a不正确；若a、b与小车c组成系统，a与c，b与c的摩擦力则为系统内力，a、b、c组成的系统受到的合外力为零，该系统动量守恒，选项b、d正确；若a、b所受的摩擦力大小相等，a、b组成系统，a、b受到的摩擦力合力为零，该系统动量也是守恒的，选项c正确。8如图所示，三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平面上。c车上有一小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上。小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同。他跳到a车上相对a车保持静止，此后()aa、b两车运动速率相等ba、c两车运动速率相等c三辆车的速率关系vcvavbda、c两车运动方向相反答案：cd解析：若人跳离b、c车时速度为v，由动量守恒定律知，人和c车组成的系统：0m车vcm人v对人和b车：m人vm车vbm人v对人和a车：m人v(m车m人)va所以：vc，vb0，va即vcvavb，并且vc与va方向相反。 9.(黄冈中学20142015学年高二下学期期中)如图甲所示，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3m/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乙所示，从图象信息可得()a在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都处于伸长状态b从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长c两物体的质量之比为m1m212d在t2时刻a与b的动能之比为ek1ek281答案：bd解析：选项a，交点表示速度相同，由a的速度图象知t1时刻正在加速，说明弹簧被拉伸，t3时刻，正在减速，说明弹簧被压缩，故选项a错误；选项b，t3时刻，a正在减速，说明弹簧被压缩，t4时刻a的加速度为零，说明弹簧处于原长，故选项b正确；选项c，对0到t1过程使用动量守恒定律得3m2(m1m2)1，故m1m221，故选项c错误；选项d，由动能结合t2时刻各自速度知动能之比为81，故选项d正确。10.(河北衡水中学20132014学年高二下学期期中)在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为m0.6kg，m0.2kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有ep10.8j弹性势能的轻弹簧(弹簧与两球不相连)，原来处于静止状态。现突然释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为r0.425m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示。g取10m/s2。则下列说法正确的是()a球m从轨道底端a运动到顶端b的过程中所受合外力冲量大小为3.4nsbm离开轻弹簧时获得的速度为9m/sc若半圆轨道半径可调，则球m从b点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小d弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为1.8ns答案：ad解析：释放弹簧过程中，由动量守恒定律得mv1mv2，由机械能守恒定律得epmvmv解得v13m/s，v29m/s，故b错误；对m，由a运动到b的过程由机械能守恒定律得mvmvmg2r，得v28m/s由a运动到b的过程由动量定理得i合mv2(mv2)3.4ns，故a正确；球m从b点飞出后，由平抛运动可知：水平方向xv2t，竖直方向2rgt2解得x，故c错误；弹簧弹开过程，弹力对m的冲量imv21.8ns，故d正确。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共2小题，共14分。把答案直接填在横线上)11(6分)如图所示，在橄榄球比赛中，一个质量为95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分。就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均为75kg的队员，一个速度为2m/s，另一个为4m/s，然后他们就扭在了一起。(1)他们碰撞后的共同速率是_(结果保留一位有效数字)。(2)在框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：_。答案：(1)0.1m/s(2)能够得分解析：(1)设前锋运动员的质量为m1，两防守队员质量均为m2，速度分别为v1、v2、v3，碰撞后的速度为v，设v1方向为正方向由动量守恒定律得m1v1m2v2m2v3(m12m2)v代入数据解得v0.1m/s(2)因v0，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)(广东省实验中学20142015学年高二下学期期中)如图1所示，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：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸， 白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置o。接下来的实验步骤如下：步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上a点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置b，让小球1从a点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置m、p、n离o点的距离，即线段om、op、on的长度。(1)对于上述实验操作，下列说法正确的是_。a应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下b斜槽轨道必须光滑c斜槽轨道末端必须水平d小球1质量应大于小球2的质量(2)上述实验除需测量线段om、op、on的长度外，还需要测量的物理量有_。aa、b两点间的高度差h1bb点离地面的高度h2c小球1和小球2的质量m1、m2d小球1和小球2的半径r(3)当所测物理量满足表达式_(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式_(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失。(4)完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图2所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上a点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点m、p、n。用刻度尺测量斜面顶点到m、p、n三点的距离分别为l1，l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为_(用所测物理量的字母表示)。答案：(1)acd(2)c(3)m1m1m2m1()2m1()2m2()2(4)m1m1m2解析：(1)因为平抛运动的时间相等，根据v，所以用水平射程可以代替速度，则需测量小球平抛运动的射程，故应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下；同时为了小球2能飞的更远，防止1反弹，球1的质量应大于球2的质量，故a、c、d正确，b错误。(2)根据动量守恒得：m1m1m2，所以除了测量线段、的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2。(3)因为平抛运动的时间相等。则水平位移可以代表速度，是a球不与b球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表a球碰撞前的速度，是a球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后a的速度，是碰撞后b球的水平位移，该位移可以代表碰撞后b球的速度，当所测物理量满足表达式m1m1m2，说明两球碰撞遵守动量守恒定律，由功能关系可知，只要m1vm1vm2v成立则机械能守恒，故若m12m12m22成立，说明碰撞过程中机械能守恒。(4)碰撞前，m1落在图中的p点，设其水平初速度为v1，小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中m点，设其水平初速度为v1，m2的落点是图中的n点，设其水平初速度为v2，设斜面与水平面的倾角为，由平抛运动规律得：lpsingt2，lpcosv1t解得v1同理v1，v2，可见速度正比于所以只要验证m1m1m2即可。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)2010年1月4日，828米高的全球最高楼哈里发大楼(此前称为“迪拜塔”)举行了落成启用典礼，如图所示。风速曾是修建的关键，一旦风速超过每秒70米，就必须停止施工，假设风速以v70m/s的速度推进，空气的密度1.3kg/m3，建筑工人的高度h1.7m，平均宽度d25cm，风遇到建筑工人后的速度可认为是零，由此估算大风对建筑工人的冲击力为多少？答案：2707n解析：1s内，撞击建筑工人的大风的质量为：msvt知shd又因为大风末速度为零，水平方向只受建筑工人对风的阻力作用所以：ftmv综合以上三式并代入数据可得：fv2hd2707n即大风对建筑工人的冲击力2707n。14(12分)如图所示，a、b、c三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，b、c之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连。将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把b和c紧连，使弹簧不能伸展，以至于b、c可视为一个整体。现a以初速v0沿b、c的连线方向朝b运动，与b相碰并粘合在一起。以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使c与a、b分离。已知c离开弹簧后的速度为v0。求弹簧释放的势能。答案：mv解析：设碰后a、b和c的共同速度的大小为v，由动量守恒定律得3mvmv0设c离开弹簧时，a、b的速度大小为v1，由动量守恒定律得3mv2mv1mv0设弹簧的弹性势能为ep，从细线断开到c与弹簧分开的过程中机械能守恒，有(3m)v2ep(2m)vmv由式得弹簧所释放的势能为epmv15(12分)40kg的女孩骑自行车带30kg的男孩(如图所示)，行驶速度2.5m/s。自行车行驶时，男孩要从车上下来。(1)他知道如果直接跳下来，他可能会摔跤，为什么？(2)男孩要以最安全的方式下车，计算男孩安全下车的瞬间，女孩和自行车的速度。(3)以自行车和两个孩子为系统，试计算在男孩下车前、后整个系统的动能的值。如有不同，请解释。答案：(1)由于惯性(2)4m/s(3)250j400j男孩下车时用力向前推自行车