【名师1号】2011高考物理 动量 综合检测二复习

用心 爱心 专心 1 第六章第六章 动量 动量 B B 卷 卷 一 选择题 本题共 10 小题 每小题 4 分 共 40 分 在每小题给出的四个选项中 有 的小题只有一个选项正确 有的小题有多个选项正确 全部选对的得 4 分 选对但不全的得 2 分 有选错或不答的得 0 分 1 质量为 5 kg 的小球以 5 m s 的速度竖直落到地板上 随后以 3 m s 的速度反向弹回 去 若取竖直向下的方向为正方向 则小球动量的变化为 A 10 kg m s B 10 kg m s C 40 kg m s D 40 kg m s 解析解析 规定竖直向下为正方向 则初动量 p1 mv1 5 5 25 kg m s 末动量 p2 mv2 5 3 kg m s 15 kg m s 故动量的变化 p p2 p1 15 25 kg m s 40 kg m s 答案答案 D 2 中微子失踪之谜是一直困扰着科学家的问题 原来中微子在离开太阳向地球运动的过 程中 发生 中微子振荡 转化为一个 子和一个 子 科学家通过对中微子观察和理论 分析 终于弄清了中微子失踪之谜 成为 2001 年世界十大科技突破 之一 若中微子在运 动中只转化为一个 子和一个 子 并已知 子的运动方向与中微子原来的方向一致 则 子的运动方向 A 一定与中微子方向一致 B 一定与中微子方向相反 C 可能与中微子方向不在同一直线上 D 只能与中微子方向在同一直线上 解析解析 由动量守恒定律有 p中 p p 子的运动方向与中微子原来的方向一致 子的运动 方向可能与中子同向 也可能反向 即一定在同一直线上 答案答案 D 3 如图所示 车厢静止在光滑水平面上 车厢内有一个物体 当给物体一个向右的初速 度后 物体与车厢内壁碰撞而在车厢内来回运动 最后静止在车厢内 物体静止在车厢内时 车厢的运动情况 用心 爱心 专心 2 A 将静止 B 向右运动 C 向左运动 D 无法确定车厢做哪种运动 解析解析 以物体和车厢为系统分析 动量守恒 mv0 m M v 最后系统获得共同速度向右 答案答案 B 4 在光滑水平面上 A B 两小车中间有一弹簧处于静止状态 用手抓住小车并将弹簧压 缩后使小车处于静止状态 将两小车及弹簧看作一个系统 下面说法正确的是 A 两手同时放开后 系统总动量始终为零 B 先放开左手 再放开右手 动量不守恒 C 先放开左手 再放开右手 总动量向左 D 无论何时放手 两手放开后 在弹簧恢复原长的过程中 系统总动量都保持不变 但 系统的总动量不一定为零 解析解析 在两手同时放开后 因水平方向无外力作用 只有弹簧的弹力 内力 故动量 守恒 即系统的总动量始终为零 A 正确 先放开左手 系统在右手作用下 产生向左的冲 量 故有向左的动量 再放开右手后 系统的动量从此后守恒 即此后的总动量向左 C 正 确 无论何时放手 只要是两手是放开就满足动量守恒的条件 即系统的总动量保持不变 若同时放开 那么作用后系统的总动量就等于放手前的总动量 即为零 若两手先后放开 那么两手都放开后的总动量就与放开一个手后系统所具有的总动量相等 即不为零 D 正确 答案答案 ACD 5 如图所示 一小车静止在光滑水平面上 甲 乙两人分别站在左右两侧 整个系统原 来静止 则当两人同时相向走动时 A 要使小车静止不动 甲乙速率必须相等 B 要使小车向左运动 甲的速率必须比乙的大 C 要使小车向左运动 甲的动量必须比乙的大 D 要使小车向左运动 甲的动量必须比乙的小 解析解析 用心 爱心 专心 3 甲 乙与小车组成系统动量守恒 有 m甲v甲 m乙v乙 M车v车 0 可知 只要甲 乙的 动量大小不等 小车的动量就不会为 0 即将获得动量而运动 故要使小车向左运动 甲的 动量必须比乙的大 答案答案 C 6 如图所示 质量为 M 100 kg 的小船静止在平静的湖面上 船两端载着 m甲 40 kg m 乙 60 kg 的游泳者 在同一水平线上甲向左 乙向右同时以相对岸 3 m s 的速度跃入水中 则 小船的运动方向和速率判断正确的是 A 向左 大于 1 m s B 向右 大于 1 m s C 向左 小于 1 m s D 向右 小于 1 m s 解析解析 系统动量守恒 取向左为正 m甲v m乙v M船v船 0 则 v船 0 6 m s 1m s 答案答案 C 7 如图所示 位于光滑水平桌面上的小滑块 P 和 Q 都可视作质点 质量相等 Q 与轻质弹 簧相连 设 Q 静止 P 以某一初速度向 Q 运动并与弹簧发生碰撞 在整个碰撞过程中 弹簧具 有的最大弹性势能等于 A P 的初动能 B P 的初动能的 1 2 C P 的初动能的 1 3 D P 的初动能的 1 4 解析解析 由题意 当两滑块具有相同速度时 弹簧被压缩得最短 弹簧具有的弹性势能最 大 系统动能的减小量等于弹簧弹性势能的增加量 由动量守恒定律 mv0 2mv v 0 2 v 由 能量守恒得 Ep 1 2 m 2 0 v 1 1 2 2m 0 2 v 2 1 4 m 2 0 v 1 2 Ek0 因此最大弹性势能等于 P 初动能的 1 2 B 正确 此题考查动量守恒定律和能量守恒 答案答案 B 8 如图所示 铁块压着一张纸条放在水平桌面上 当以水平速度 v 抽出纸条后 铁块掉 在地上的 P 点 若以大小为 2v 的水平速度抽出纸条 则铁块落地点为 用心 爱心 专心 4 仍在 点 点左边 点右边不远处 点右边原水平位移的两倍处 解析解析 铁块离开桌面后做平抛运动 水平射程由初速度决定 慢拉和快拉时纸条对铁块的摩擦 力相同 铁块的加速度相同 而慢拉时间长获得的速度大 落地点就越远 答案答案 B 9 质量相等的 A B 两球之间压缩一根轻弹簧 静置于光滑水平桌面上 当用板挡住小 球 A 而只释放 B 球时 B 球被弹出落到距桌边水平距离为 s 的地面上 如图所示 若再次以相 同量压缩该弹簧 取走 A 左边的挡板 将 A B 同时释放 则 B 球的落地点距桌边 A 2 s B 2s C s D 2 2 s 解析解析 挡板挡住 A 球时 弹簧的弹性势能全部转化为 B 球的动能 有 Ep 1 2 m 2 B v 挡板 撤走后 弹性势能两球平分 则有 Ep 2 1 2 mv 2 B 由以上两式解得 v B 2 2 vB D 对 答案答案 D 10 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 A 瞬时间获得水平向右 3 m s 的速度 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 用心 爱心 专心 5 A 在 t1 t3时刻两物块达到共同速度 1 m s 且弹簧都是处于压缩状态 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 m1 m2 1 2 D 在 t2 时刻 A 与 B 的动能之比为 Ek1 Ek2 1 8 解析解析 由图可知 在 t2时刻之前 弹簧处于压缩状态 t2时刻之后 弹簧处于伸长状态 故 A B 错 AB 系统动量守恒 机械能也守恒 由图可知 t1时刻 A B 获得共同速度 1 m s 由动量守恒有 m1v0 m1 m2 v 故 1 2 m m 1 2 t2时刻 Ek1 Ek2 1 1 2 m1 1 2 1 2 m2 22 1 8 D 正确 答案答案 CD 二 非选择题 本题共 5 小题 共 60 分 按题目要求作答 解答题应写出必要的文字说 明 方程式和重要演算步骤 只写出最后答案答案的不能得分 有数值计算的题 答案答案中必须明确 写出数值和单位 11 9 分 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒的实验 如图甲所示 在小车 A 的前端和小车 B 的后端贴有粘扣 在木板的右端固定打点计时器 小车 A 后拖一长纸带 木板下垫有小木块 用来平衡摩擦力 反复移动小木块位置 直到小车在木板上运动时可以 保持匀速直线运动状态 现使小车 A B 分别静止在木板的右端和中间 如图甲所示 给小车 A 一个瞬时冲量 用心 爱心 专心 6 小车 A 与静止的小车 B 相碰并黏合成一体后继续做匀速直线运动 已知打点计时器的电源频 率为 50 Hz 得到的打点纸带及计数点间距如图乙所示 若测得小车 A 质量 m1 0 40 kg B 的质量 m2 0 20 kg 由以上数据可得 计算结果取三 位有效数字 1 小车 A B 碰撞前的总动量为 kg m s 2 碰撞后的总动量为 kg m s 3 该实验得到的结论是 答案答案 1 0 420 2 0 417 3 小车 A B 构成的系统作用前后动量守恒 12 12 分 质量为 M 的小物块 A 静止在离地面高 h 的水平桌面的边缘 质量为 m 的小 物块 B 沿桌面向 A 运动并以速度 v0与之发生正碰 碰撞时间极短 碰后 A 离开桌面 其落地 点离出发点的水平距离为 L 碰后 B 反向运动 试求 B 后退的距离 已知 B 与桌面间的动摩 擦因数为 重力加速度为 g 解析解析 设 t 为 A 从离开桌面至落地经历的时间 V 表示刚碰后 A 的速度 有 h 1 2 gt2 L Vt 设 v 为刚碰后 B 的速度的大小 由动量守恒 mv0 MV mv 设 B 后退的距离为 l 由功能关系 mgl 1 2 mv2 由以上各式可解得 l 2 0 1 22 MLg v gmh 答案答案 2 0 1 22 MLg v gmh 13 12 分 如图所示 质量分别为 m1 m2 的物块 A B 通过轻弹簧连接在一起 静止 于光滑水平面上 现给物块 A 一初速度 使其向右运动 若要使弹簧弹性势能最大时 系统 的动能恰好为弹性势能的 2 倍 则 m1 与 m2 应满足什么关系 用心 爱心 专心 7 解析解析 当弹簧压缩最短或伸长最长时 弹性势能最大 AB 速度相等 从 A 开始运动到弹性势能 最大 m1v1 m1 m2 v2 Ep m1 m2 2 2 v 2 m1 2 1 v 2 2Ep m1 m2 2 2 v2 解得 m1 2m2 答案答案 m1 2m2 14 12 分 光滑水平面上有 A B 两辆小车 mB 1 kg 原来静止 mA 1 kg 现将小球 C 用 长为 0 2 m 的细线悬于 A 车支架顶端 mC 0 5 kg 开始时 A 车与 C 球以 v0 4 m s 的速度冲 向 B 车 如图所示 若 A B 正碰后粘在一起 不计空气阻力 求小球 C 摆动的最大高度 解析解析 以 A B 小车组成的系统为研究对象 由于正碰后粘在一起的时间极短 小球 C 暂未参 与碰撞 由动量守恒定律有 mAv0 mA mB v v A0 AB m v1 4 mm1 1 m s 2 m s 碰后 A B 粘在一起 小球 C 向左摆动 细绳水平方向分力使 A B 加速 当 C 的速度 与 A B 水平方向的速度相同时 小球 C 摆至最高点 以 A B C 组成的系统为研究对象 由动量守恒有 mCv0 mA mB v mA mB mC v v C0AB ABC m vmmv mmm 2 4 m s 设小球 C 摆至最大高度为 h 由机械能守恒有 1 2 mC 2 0 v 1 2 mA mB v2 1 2 mA mB mC v 2 mCgh 用心 爱心 专心 8 h 222 0ABABC 2mcg C m vmmvmmmv 0 16 m 答案答案 0 16 m 15 15 分 如图所示 在光滑绝缘的水平面上有两个质量分别为 m 和 4m 的带电小球 1 和 2 带电荷量分别为 q 和 4q 当两球间的距离 d L 时 库仑力可以忽略 现球 1 静止 球 2 以速度 v0从相距为 d d L 的位置沿两球球心连线向球 1 运动 若运动过程两球与水平面始 终光滑接触 求 1 1 和 2 两球组成的系统具有的最大电势能 2 两球再次相距 d 时 两球的速度大小 解 1 当两球速度相等时相距最近 此时系统具有最大电势能