2019-2020学年高中物理 综合测试1 粤教版选修3-5

1 阶段测试阶段测试 1 1 动量守恒定律动量守恒定律 一一 一 选择题 本题共 7 小题 每小题 7 分 共 49 分 在每小题给出的四个选项中 第 1 4 只有一项符合题目要求 第 5 7 题有多项符合题目要求 全部选对的得 7 分 选对 但不全的得 4 有选错的得 0 分 1 下列关于动量的一些说法 正确的是 a 质量大的物体 其动量一定大 b 质量和速率都相同的物体 它们的动量一定相同 c 一个物体的运动状态变化 它的动量一定改变 d 物体的动能不变 它的动量也一定不变 答案 c 解析 根据动量的定义可知 物体的动量是由质量和速度共同决定的 故 a 选项 错 因为动量是矢量 它的方向与速度的方向相同 质量和速率都相同的物体 它们的动 量大小一定相同 但方向却不一定相同 故 b 选项错 物体的运动状态变化 说明它的速 度一定发生变化 所以它的动量也就发生了变化 故 c 选项正确 因为动能是标量 动量 是矢量 当物体的动能不变时 根据两者的数值关系式p 可知动量的大小不变 但 2mek 方向却可能变化 比如匀速圆周运动 故 d 选项错误 2 2019 年丰城名校期末 两辆汽车的质量分别为m1和m2 已知m1 m2 沿水平方向同 向行驶具有相等的动能 则此时两汽车动量p1和p2的大小关系为 a p1等于p2 b p1小于p2 c p1大于p2 d 无法比较 答案 c 解析 动量与动能关系式为p2 2mek 已知m1 m2 且具有相等的动能 故p1大于p2 故 选 c 3 如图所示 在地面上固定一个质量为m的竖直木杆 一个质量为m的人以加速度a 沿杆匀加速向上爬 经时间t 速度由零增加到v 在上述过程中 地面对木杆的支持力的 冲量为 a mg mg ma t b m m v c mg mg ma t d mv 答案 c 解析 以人为研究对象 根据牛顿第二定律得 f mg ma 解得 f ma mg 以 2 杆子为研究对象 分析受力情况 杆子受到重力mg 地面的支持力n和人对杆子向下的力 f 根据平条件得 n mg mg ma 故支持力的冲量为i nt mg mg ma t 故选 c 4 如图所示 质量相同的两辆小车a b置于光滑的水平面上 有一人站在小车a上 两车静止 人从a车跳上b车 接着又从b车跳回a车并与a车保持相对静止 则此时a 车的速率 a 等于零 b 小于b车的速率 c 大于b车的速率 d 等于b车的速率 答案 b 解析 尽管人跳来跳去 两车和人组成的系统的动量是守恒的 设两车的质量均为 m 人的质量为m 作用后两车的速率分别为va和vb 对系统由动量守恒定律 得 0 m m va mvb显然 vav乙 b 若两人的质量相等 则必定v甲m乙 d 若两人的速率相等 则必定m甲v乙 a 项对 b 项错 当速率相等时 m甲 m乙 c 项 对 d 项错 6 在光滑水平面上 两球沿球心连线以相等速率相向而行 并发生碰撞 下列现象可 能的是 a 若两球质量相同 碰后以某一相等速率互相分开 b 若两球质量相同 碰后以某一相等速率同向而行 c 若两球质量不同 碰后以某一相等速率互相分开 d 若两球质量不同 碰后以某一相等速率同向而行 答案 ad 解析 本题考查运用动量守恒定律定性分析碰撞问题 光滑水平面上两小球的对心 碰撞符合动量守恒的条件 因此碰撞前 后两小球组成的系统总动量守恒 a 项 碰撞前两球总动量为零 碰撞后也为零 动量守恒 所以 a 项是可能的 b 项 若碰撞后两球以某一相等速率同向而行 则两球的总动量不为零 而碰撞前为 3 零 所以 b 项不可能 c 项 碰撞前 后系统的总动量的大小和方向不同 所以动量不守恒 c 项不可能 d 项 碰撞前总动量不为零 碰后也不为零 方向可能相同 所以 d 项是可能的 7 两个小球a b在光滑的水平地面上相向运动 已知它们的质量分别是ma 4 kg mb 2 kg a的速度va 3 m s 设为正 b的速度vb 3 m s 则它们发生正碰后 其速度可能分别为 a 均为 1 m s b 4 m s 和 5 m s c 2 m s 和 1 m s d 1 m s 和 5 m s 答案 ad 解析 由动量守恒 可验证四个选项都满足要求 再看动能变化情况 e前 mav mbv 27 j 1 22a 1 22b e后 mava 2 mbvb 2 1 2 1 2 由于碰撞过程中动能不可能增加 所以应有e前 e后 据此可排除 b 选项 c 虽满足 e前 e后 但a b沿同一直线相向运动 发生碰撞后各自仍能保持原来的速度方向 这显 然是不符合实际的 因此 c 选项错误 验证 a d 均满足e前 e后 且碰后状态符合实际 故正确选项为 a d 二 非选择题 本题共 5 小题 共 51 分 计算题要有必要的文字说明和解题步骤 8 5 分 一辆小车静置于光滑水平面上 车的左端固定有一个水平弹簧枪 车的右端 有一个网兜 若从弹簧枪中发射出一粒弹丸 弹丸恰好能落入网兜中 从弹簧枪发射弹丸 以后 下列说法中错误的是 a 小车先向左运动一段距离然后停下 b 小车先向左运动又向右运动 最后回到原位置停下 c 小车一直向左运动下去 d 小车先向左运动 后向右运动 最后保持向右匀速运动 e 小车与弹丸组成的系统在运动过程中总动量为零 答案 bcd 解析 车与弹丸组成的系统动量守恒 开始系统静止 总动量为零 发射弹丸后 弹丸动量向右 由动量守恒定律可知 车的动量向左 车向左运动 从发射弹丸到弹丸落 入网兜过程 系统动量守恒 由于初动量为零 则弹丸落入网兜后 系统总动量为零 弹 丸落入网兜后 车停在运动 故 a e 正确 b c d 错误 故选 bcd 9 5 分 如图所示 弹簧的一端固定在竖直墙上 质量为m的光滑弧形槽静止在光滑 4 水平面上 底部与水平面平滑连接 一个质量也为m的小球从槽高h处由静止开始自由下 滑 则 a 在下滑过程中 小球和槽之间的相互作用力对槽不做功 b 在下滑过程中 小球和槽组成的系统水平方向动量守恒 c 被弹簧反弹后 小球和槽都做速率不变的直线运动 d 被弹簧反弹后 小球能回到槽高h处 e 被弹簧反弹后 小球永远追不上弧形槽 答案 bce 解析 在下滑过程中 小球和槽之间的相互作用力对槽做功 故 a 错误 在下滑过 程中 小球和槽组成的系统在水平方向所受合外力为零 系统在水平方向动量守恒 故 b 正确 因两物体之后不受外力 故小球脱离弧形槽后 槽向后做匀速运动 而小球反弹后 也会做匀速运动 故 c 正确 小球与槽组成的系统动量守恒 球与槽的质量相等 小球沿 槽下滑 球与槽分离后 小球与槽的速度大小相等 小球被反弹后球与槽的速度相等 小 球不能滑到槽上 不能达到高度h 故 d 错误 e 正确 10 12 分 2019 年天津名校月考 为了验证碰撞中的动量守恒 某同学选取了两个体 积相同 质量不相等的小球 按下述步骤做了如下实验 a 用天平测出两个小球的质量 分别为m1和m2 且m1 m2 b 按照如图所示的那样 安装好实验装置 将斜槽ab固定在桌边 使槽的末端点的 切线水平 将一斜面bc连接在斜槽末端 c 先不放小球m2 让小球m1从斜槽顶端a处由静止开始滚下 记下小球在斜面上的 落点位置 d 将小球m2放在斜槽前端边缘处 让小球m1从斜槽顶端a处滚下 使它们发生碰撞 记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置 e 用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点b的距离 图中d e f点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置 到b点的距离分别为 l1 l2 l3 根据该同学的实验 回答下列问题 1 小球m1与m2发生碰撞后 m1的落点是图中的 点 m2的落点是图中的 点 2 用测得的物理量来表示 只要满足关系式 则说明碰撞中动量是守恒 的 5 答案 1 d f 2 m1 m1 m2 l2l1l3 解析 1 不放小球m2 让小球m1从斜槽顶端a处由静止开始滚下 将落在e点 小球m1与m2发生碰撞后 入射球速度减小 而被碰球的速度大于入射球的速度 所以m1 的落点是图中的d点 m2的落点是图中的f点 设斜面倾角为 小球平抛运动 由lsin gt2 lcos vt 则v 1 2 由式子可得碰撞后的速度v 验证动量是否守恒的表达式为 glcos2 2sin l m1v0 m1v1 m2v2 即m1 m1 m2 l2l1l3 11 13 分 冰球运动员甲的质量为 80 0 kg 当他以 5 0 m s 的速度向前运动时 与另 一质量为 100 kg 速度为 3 0 m s 的迎面而来的运动员乙相撞 碰后甲恰好静止 假设碰 撞时间极短 求 1 碰后乙的速度的大小 2 碰撞中总机械能的损失 答案 1 1 0 m s 2 1 400 j 解析 1 设运动员甲 乙的质量分别为m m碰前速度大小分别为v和v1 碰后乙 的速度为v2 由动量守恒定律得 mv mv1 mv2 代入数据得 v2 1 0 m s 2 设碰撞过程中总机械能的损失为 e 应有 mv2 mv mv e 1 2 1 22 1 1 22 2 联立上式 代入数据得 e 1 400 j 12 16 分 如图 光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体 斜面体右侧一蹲在滑板 上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上 某时刻小孩将冰块以相对冰面 3 m s 的速度向 斜面体推出 冰块平滑地滑上斜面体 在斜面体上上升的最大高度为h 0 3 m h小于斜面 体的高度 已知小孩与滑板的总质量为m1 30 kg 冰块的质量为m2 10 kg 小孩与滑 板始终无相对运动 取重力加速度的大小g 10 m s2 1 求斜面体的质量 2 通过计算判断 冰块与斜面体分离后能否追上小孩 答案 1 20 kg 2 追不上 原因见解析 6 解析 1 规定水平向左为正 对小冰块与鞋面组成的系统由动量守