【优化方案】高中物理 第1章章末综合检测 教科版选修3-5

用心 爱心 专心 1 时间 90 分钟 满分 100 分 一 单项选择题 本题共 6 小题 每小题 4 分 共 24 分 在每小题给出的四个选项中 只有一个选项正确 1 下列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 解析 选 D 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 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 D 正确 图 1 4 2 如图 1 4 所示 一铁块压着一张纸条放在水平桌面上 当以较大速度v抽出纸条后 铁块掉在地上的P点 若以 2v速度抽出纸条 则铁块落地点为 A 仍在P点 B 在P点左侧 C 在P点右侧不远处 D 在P点右侧原水平位移的两倍处 解析 选 B 纸条抽出的过程 铁块所受的摩擦力一定 以速度v抽出纸条 铁块所受的 摩擦力的作用时间较长 铁块获得的速度较大 铁块平抛运动的水平位移较大 若以 2v的 速度抽出纸条 则铁块所受的摩擦力的作用时间较短 铁块获得的速度较小 平抛运动的水 平位移较小 所以铁块落地点在P点左侧 正确选项为 B 3 一支枪水平固定在小车上 小车放在光滑的水平面上 枪发射子弹时 关于车 枪 和子弹的说法正确的是 A 枪和子弹组成的系统动量守恒 B 枪和车组成的系统动量守恒 C 枪 车和子弹组成的系统动量守恒 D 若忽略摩擦 枪 车组成的系统动量近似守恒 解析 选 C 由于枪被固定在车上 所以发射子弹过程中枪必然与车相互作用 即枪要受 到车的作用力 故枪和子弹组成的系统动量不守恒 所以 A 项错误 因为枪与车作用是枪与 子弹作用的结果 因此枪和车组成的系统动量也不守恒 即 B 项错误 D 项中 由于枪与子 弹的作用主要是火药爆炸后的推力 而不是摩擦力 因此即使忽略了摩擦力 枪和车组成的 系统动量也不守恒 所以正确的只有 C 项 4 质量M 327 kg 的小型火箭 含燃料 由静止发射 发射时共喷出质量m 27 kg 的气 体 设喷出的气体相对地面的速度均为v 1000 m s 忽略地球引力和空气阻力的影响 则气 体全部喷出后 火箭的速度大小为 A 76 m s B 82 m s C 90 m s D 99 m s 解析 选 C 根据动量守恒定律 M m v1 mv2 0 所以气体全部喷出后火箭的速度 v1 m s 90 m s 大小为 90 m s 方向与喷出气体方向相反 C mv2 M m 27 1000 327 27 正确 用心 爱心 专心 2 5 图 1 5 如图 1 5 所示 质量为m的人立于平板车上 人与车的总质量为M 人与车以速度v1 在光滑水平面上向东运动 当此人相对于车以速度v2竖直跳起时 车的速度变为 A 向东 B 向东 Mv1 Mv2 M m Mv1 M m C 向东 D v1 向东 Mv1 Mv2 M m 解析 选 D 人和车这个系统 在水平方向上合外力等于零 系统在水平方向上动量守 恒 设车的速度v1的方向为正方向 选地面为参考系 初态车和人的总动量为Mv1 末态车 的动量为 M m v 因为人在水平方向上没有受到冲量 其水平动量保持不变 人在水平 1 方向上对地的动量仍为mv1 则有Mv1 M m v mv1 M m v1 M m v 所以 1 1 v v1 正确选项应为 D 1 6 A B两球在光滑水平面上相向运动 已知mA mB 当两球相碰后 其中一球静止 则 可以断定 A 碰前A的动量等于B的动量 B 碰前A的动量大于B的动量 C 若碰后A的速度为零 则碰前A的动量大于B的动量 D 若碰后B的速度为零 则碰前A的动量大于B的动量 解析 选 C A B两球相向运动 当两球相碰后 其中一球停止 意味着另一球必然反 向运动 若两球动量相等 根据动量守恒定律可知 一球停止运动 另一球也必然停止运动 A 选项错误 若碰后A的速度为零 则B反弹 所以碰撞前系统总动量沿A球运动方向 碰 前A球的动量较大 C 选项正确 若碰后B的速度为零 则A反弹 所以碰撞前B球的动量 较大 D 选项错误 二 双项选择题 本题共 4 小题 每小题 6 分 共 24 分 在每小题给出的四个选项中 只有两个选项正确 全部选对的得 6 分 只选一个且正确的得 3 分 不选或有选错的得 0 分 7 质量为 2 kg 的物体在水平面上做直线运动 若速度大小由 4 m s 变成 6 m s 那么 在此过程中 动量变化的大小可能是 A 4 kg m s B 10 kg m s C 20 kg m s D 12 kg m s 解析 选 AC 注意速度的方向 若两个速度同向则 v 2 m s 若两个速度反向则 v 10 m s 即可判断动量的变化可能为 4 kg m s 或 20 kg m s 图 1 6 8 如图 1 6 所示 静止在光滑水平面上的物块A和B的质量分别为m和 2m 它们之间 用轻弹簧相连 在极短的时间内对物体A作用一个水平向右的冲量I 可知 A 物块A立刻有速度 B 物块B立刻有速度vB I 2m C 当A与B之间的距离最小时 A的速度为零 B的速度为vB I 2m D 当A与B之间的距离最小时 A与B有相同速度v I 3m 解析 选 AD 受到冲量后A获得速度vA 由于弹簧瞬间过程中长度不变 B尚未受弹 I m 力的作用 速度仍为零 A B之间距离最小时 A B速度相等 由动量守恒可得共同速度 用心 爱心 专心 3 v I 3m 9 图 1 7 如图 1 7 所示 两带电金属球在绝缘的光滑水平桌面上沿同一直线相向运动 A球带电 为 q B球带电为 2q 下列说法中正确的是 A 相碰前两球的运动过程中 两球的总动量守恒 B 相碰前两球的总动量随两球距离的逐渐减小而增大 C 相碰分离后的两球的总动量不等于相碰前两球的总动量 因为两球相碰前作用力为 引力 而相碰后的作用力为斥力 D 相碰分离后任一瞬时两球的总动量等于碰前两球的总动量 因为两球组成的系统合 外力为零 解析 选 AD 碰撞前后两球之间存在的作用力是系统内力 合外力为零 故总动量守 恒 本题侧重考查动量守恒定律的条件 图 1 8 10 如图 1 8 在质量为M的小车上挂有一单摆 摆球质量为m0 小车和单摆以恒定的 速度v沿光滑水平地面运动 与位于正对面的质量为m的静止平板车发生碰撞 碰撞的时间 极短 在此碰撞过程中 下列情况中可能发生的是 A 小车 平板车 摆球的速度都发生变化 分别变为v1 v2 v3 满足 M m v Mv1 mv2 m0v3 B 摆球的速度不变 小车和平板车的速度变为v1和v2 满足Mv Mv1 mv2 C 摆球的速度不变 小车和平板车的速度都变为v1 满足Mv M m v1 D 小车和摆球的速度都变为v1 平板车的速度变为v2 满足 M m0 v M m0 v1 mv2 解析 选 BC 小车与平板车碰撞时间极短 因此悬线仍处于竖直方向上 摆球在水平方 向上不受力 所以摆球水平方向的动量不变 即速度不变 故选项 A 和 D 不正确 由于碰撞 过程中 摆球悬线竖直 且水平面光滑 因此小车与平板车在碰撞过程中动量守恒 但由于 碰后小车与平板车的运动状态不确定 因而应有小车与平板车碰撞后分开和不分开两种可能 性 若碰撞后小车与平板车分开 设小车速度为v1 平板车速度为v2 由动量守恒定律有 Mv Mv1 mv2 所以 B 选项正确 若碰撞后小车与平板车不分开 设共同速度为v1 由动量 守恒定律有Mv M m v1 所以 C 项正确 三 实验题 本题共 2 小题 每小题 6 分 共 12 分 将答案填在题中的横线上 图 1 9 11 气垫导轨是常用的一种实验仪器 它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫 使滑块悬浮在导轨上 滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦 我们可以用带竖直挡板C和D 的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律 实验装置如图 1 9 所示 采用的实验步骤如 下 a 松开手的同时 记录滑块A B运动时间的计时器开始工作 当A B滑块分别碰到 C D挡板时计时器结束计时 分别记下A B到达C D的运动时间t1和t2 b 在A B间水平放入一个轻弹簧 用手压住A B使弹簧压缩 放置在气垫导轨上 并让它静止在某个位置 c 给导轨送气 调整气垫导轨 使导轨处于水平 d 用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1 B的右端至D板的距离L2 1 实验步骤的正确顺序是 2 实验中还需要的测量仪器是 用心 爱心 专心 4 还需要测量的物理量是 3 利用上述测量的实验数据 验证动量守恒定律的表达式是 4 实验中弹簧与A B滑块之间是粘连好还是不粘连好 理由是 答案 1 cbda 2 天平 A B两滑块的质量M1 M2 3 M1 M2 L1 t1 L2 t2 4 粘连好 可以避免因漏记弹簧的动量而带来较大的实验误差 12 2011 年高考北京卷 如图 1 10 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 图 1 10 1 实验中 直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的 但是 可以通过仅测量 填选项前的符号 间接地解决这个问题 A 小球开始释放高度h B 小球抛出点距地面的高度H C 小球做平抛运动的射程 2 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影 实验时 先让入射球m1多次从斜轨上 S位置静止释放 找到其平均落地点的位置P 测量平抛射程OP 然后 把被碰小球m2静置 于轨道的水平部分 再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放 与小球m2相碰 并多次重 复 接下来要完成的必要步骤是 填选项前的符号 A 用天平测量两个小球的质量m1 m2 B 测量小球m1开始释放高度h C 测量抛出点距地面的高度H D 分别找到m1 m2相碰后平均落地点的位置M N E 测量平抛射程OM ON 3 若两球相碰前后的动量守恒 其表达式可表示为 用 2 中测量的量表示 若碰撞是弹性碰撞 那么还应满足的表达式为 用 2 中测量的量表示 答案 1 C 2 ADE 或 DEA 或 DAE 3 m1 OM m2 ON m1 OP m1 OM2 m2 ON2 m1 OP2 四 计算题 本题共 4 小题 共 40 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和重要的 演算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 13 8 分 如图 1 11 甲所示 物体A B的质量分别是 6 kg 和 10 kg 用轻弹簧相连 放在光滑的水平面上 物体B左侧与竖直墙壁接触 另有一物体C从t 0 时刻起水平向左 运动 在t 3 s 时与物体A相碰 并立即与A有相同的速度一起向左运动 物块C的速度 时间图象如图乙所示 求 弹簧压缩过程中系统具有的最大弹性势能 用心 爱心 专心 5 图 1 11 解析 由图象知 vC 6 m s vAC 2 m s 根据动量守恒定律 mCvC mA mC vAC mC 3 kg A C压缩弹簧的过程中 动能转化为弹性势能 则 Epm mA mC v 6 3 22 J 18 J 1 22AC 1 2 答案 18 J 14 10 分 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳 翻滚并在空中做各种动作的运动 项目 一个质量为 60 kg 的运动员 从离水平网面 3 2 m 高处自由下落 着网后沿竖直方 向蹦回离水平网面 5 0 m 高处 已知运动员与网接触的时间为 1 2 s 若把在这段时间内网 对运动员的作用力当作恒力处理 求此力的大小 g 取 10 m s2 解析 法一 运动员刚接触网时速度的大小为 v1 m s 8 m s 方向竖直向下 2gh12 10 3 2 刚离开网时速度的大小为v2 m s 10 m s 方向竖直向上 2gh22 10 5 0 运动员接触网的过程中 网的作用力为F 规定竖直向上为正方向 根据动量定理得 F mg t mv2 mv1 解得 F mg N 60 10 N 1 5 103 N 方向 mv2 mv1 t 60 10 60 8 1 2 竖直向上 法二 运动员从 3 2 m 高处自由下落的时间为 t1 s 0 8 s 2h1 g 2 3 2 10 运动员刚离开网弹回 5 0 m 高处所用的时间为 t2 s 1 s 2h2 g 2 5 10 整个过程中运动员始终受重力作用 仅在与网接触的t3 1 2 s 时间内受到网对他向上 的弹力F的作用 对全过程应用动量定理得 F t3 mg t1 t2 t3 0 解得F mg 60 10 N 1 5 103 N 方向竖直向上 t1 t2 t3 t3 0 8 1 1 2 1 2 答案 1 5 103 N 15 10 分 如图 1 12 所示 质量均为M的小车A B B车上挂有质量为 的金属球 M 4 C C球相对于B车静止 其悬线长 0 4 m 若两车以相同的速率 1 8 m s 在光滑平面上相向 运动 相碰后连在一起 碰撞时间很短 则 图 1 12 1 C球摆到最高点时的速度多大 2 C球向上摆动的最大高度是多少 解析 由于A B两车碰撞时间极短 所以在A B相碰获得共同速度的过程中 球C的 用心 爱心 专心 6 状态认为不变 1 由于在A B碰撞过程中A B组成的系统动量守恒 在随后C球摆动的过程中 A B C组成的系统总动量也守恒 则对A B C组成的系统全过程动量均守恒 以碰前A 的速度方向