高三物理选修动量守恒专题测试卷

高三物理选修动量守恒专题测试卷考试时间：90分钟满分：100分注意事项：1.本试卷分选择题、填空题和计算题三部分。2.答题前，考生务必将自己的姓名、班级填写清楚。3.请将答案写在答题卡的对应位置上，在本试卷上作答无效。4.注意书写规范，解答计算题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。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，第1-6题只有一项符合题目要求，第7-10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.关于物体的动量，下列说法中正确的是（）A.物体的动量越大，其惯性也越大B.物体的速度方向改变，其动量一定改变C.物体的动量改变，其动能一定改变D.物体的动能改变，其动量一定改变2.某同学用手托着篮球静止在胸前，在他将篮球竖直向上抛出的过程中，以下说法正确的是（）A.手对篮球的冲量等于篮球动量的增加量B.手对篮球做的功等于篮球动能的增加量C.篮球对手的作用力一定小于篮球的重力D.篮球的动量变化量等于手对篮球的作用力的冲量3.在光滑水平面上，有两个小球A、B沿同一直线同向运动，若它们的动量分别为pₐ=5kg·m/s，pᵦ=7kg·m/s，且A球在前，B球在后，经过一段时间后B球追上A球并发生碰撞，碰撞后两球的动量不可能是（）A.pₐ'=6kg·m/s，pᵦ'=6kg·m/sB.pₐ'=3kg·m/s，pᵦ'=9kg·m/sC.pₐ'=5kg·m/s，pᵦ'=7kg·m/sD.pₐ'=8kg·m/s，pᵦ'=4kg·m/s4.关于碰撞，下列说法中正确的是（）A.弹性碰撞过程中，系统的机械能守恒B.非弹性碰撞过程中，系统的动量不守恒C.完全非弹性碰撞后，系统内各物体一定以相同的速度运动D.打桩机的重锤与桩碰撞的过程，主要是利用重锤的动能转化为桩的动能5.一静止的不稳定原子核，质量为M，当它放射出一个质量为m、速度为v的粒子后，原子核剩余部分的速度大小为（）A.mv/(M+m)B.mv/MC.mv/(M-m)D.(M-m)v/m6.质量为m的小球A以速度v₀在光滑水平面上运动，与质量为2m的静止小球B发生正碰，碰撞后A球的速度大小变为原来的1/3，则碰撞后B球的速度大小可能是（）A.v₀/3B.2v₀/3C.4v₀/9D.5v₀/97.下列关于动量守恒定律的理解，正确的是（）A.系统所受合外力为零时，系统的总动量守恒B.系统动量守恒时，系统内每个物体的动量都保持不变C.系统动量守恒时，系统的机械能也一定守恒D.只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不可能守恒8.如图所示，小车静止在光滑水平面上，A、B两人分别站在车的两端。当两人同时相向运动时，发现小车向左运动。则下列说法中可能的是（）（示意图说明：小车水平放置，左端为A，右端为B）A.A的质量比B的质量大，且A的速度也比B的速度大B.A的质量比B的质量小，且A的速度也比B的速度小C.A的动量大小比B的动量大小大D.A的动量大小比B的动量大小小9.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打入木块A的过程中，以及之后的运动过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（）（示意图说明：木块A、B置于光滑水平面，A在左，B在右，A、B间用轻质弹簧相连，一颗子弹从左侧射向A）A.动量守恒，机械能守恒B.动量守恒，机械能不守恒C.动量不守恒，机械能守恒D.子弹打入木块A的过程中动量守恒，之后弹簧压缩和恢复过程中动量也守恒10.质量为M的小船静止在平静的湖面上，船两端分别站着质量为m₁和m₂的人，且m₁>m₂。当两人同时以相对河岸相同的速率v分别向船的两端走去，不计水的阻力，则小船的运动情况是（）A.向质量为m₁的人运动的方向移动B.向质量为m₂的人运动的方向移动C.保持静止D.无法确定二、填空题（本题共3小题，每空4分，共24分。把答案填在答题卡相应的横线上。）11.质量为0.5kg的小球，以20m/s的初速度竖直向上抛出，它上升到最高点后又落回抛出点。若空气阻力的大小始终为1N，重力加速度g取10m/s²。则小球在上升过程中动量的变化量大小为______kg·m/s；小球在整个往返过程中受到的总冲量大小为______N·s。12.如图所示，光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为mₐ=1kg，mᵦ=2kg，mₙ=3kg，开始时B、C均静止，A以初速度v₀=6m/s向右运动，A与B碰撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变。则A与B碰撞后，A的速度大小为______m/s；B与C碰撞前B的速度大小为______m/s。（示意图说明：水平轨道上从左到右依次放置A、B、C三个木块，A有一向右的初速度v₀）13.一轻质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瞬时获得水平向右的速度v₀，则从A获得速度到弹簧第一次恢复原长的过程中，弹簧的最大弹性势能为______；当弹簧第一次恢复原长时，物块B的速度大小为______。三、计算题（本题共3小题，共36分。解答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。）14.（10分）质量为m₁=1kg的小球以v₁=8m/s的速度沿光滑水平面运动，与静止的质量为m₂=3kg的小球发生正碰。碰撞后，m₁球的速度大小变为2m/s。求：（1）碰撞后m₂球的速度大小；（2）碰撞过程中系统损失的机械能。15.（12分）如图所示，在光滑的水平面上，质量为M=4kg的木板A的右端固定一轻质弹簧，弹簧的自由端在Q点，木板A上表面PQ部分粗糙，PQ长L=1m，Q点右侧光滑。一质量为m=1kg的小物块B（可视为质点）从木板A的左端P点以v₀=5m/s的初速度向右滑上木板A。已知B与PQ间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g取10m/s²。求：（1）B滑至Q点时，A、B的速度大小；（2）弹簧的最大弹性势能。（示意图说明：水平面上有一长木板A，左端为P，右端某处为Q，Q点固定一轻质弹簧，弹簧另一端自由。小物块B从P点以v₀向右滑上A）16.（14分）如图所示，在距地面高h=0.8m的水平平台上，一质量为m₁=0.1kg的小物块A以v₁=3m/s的速度与静止的质量为m₂=0.2kg的小物块B发生正碰，碰撞时间极短。碰后B物体水平飞出，落在水平地面上的位置与平台边缘的水平距离x=1.2m。A物体碰撞后仍留在平台上。重力加速度g取10m/s²。求：（1）B物体离开平台时的速度大小；（2）A、B碰撞过程中系统损失的机械能；（3）若平台表面与A物体间的动摩擦因数μ=0.5，求A物体在碰撞后，还能在平台上滑行多远的距离。（示意图说明：水平平台距地面高h，平台上有物块A、B，A在左，B在右且静止于平台边缘附近，A以v₁向右运动准备与B碰撞）---参考答案与评分标准一、选择题（每小题4分，共40分）1.B2.B3.C4.A5.C6.B7.A8.C9.B10.A二、填空题（每空4分，共24分）11.1.0(或1)；2.0(或2)12.2；213.(m₁m₂v₀²)/(2(m₁+m₂))；(2m₁v₀)/(m₁+m₂)三、计算题（共36分）14.（10分）解：（1）取m₁初速度方向为正方向。若碰撞后m₁的速度方向与初速度方向相同，由动量守恒定律：m₁v₁=m₁v₁'+m₂v₂'（2分）代入数据：1×8=1×2+3×v₂'解得：v₂'=2m/s（1分）若碰撞后m₁的速度方向与初速度方向相反，由动量守恒定律：m₁v₁=m₁v₁''+m₂v₂''（1分）代入数据：1×8=1×(-2)+3×v₂''解得：v₂''=10/3m/s≈3.33m/s（1分）考虑碰后合理性：若v₁''=-2m/s，v₂''=10/3m/s，此时v₂''>v₁''，符合实际。但还需考虑能量关系。碰撞前总动能Eₖ=(1/2)m₁v₁²=0.5×1×64=32J（1分）第一种情况总动能Eₖ'=0.5×1×4+0.5×3×4=2+6=8J<32J，可能。第二种情况总动能Eₖ''=0.5×1×4+0.5×3×(100/9)≈2+16.67=18.67J<32J，也可能。但题目中只说“碰撞后m₁球的速度大小变为原来的1/3”，即速度大小为8/3m/s≈2.67m/s？题目表述为“大小变为原来的1/3”，原速度大小20m/s？哦不，第6题是v₀，本题是v₁=8m/s。哦，本题中“速度大小变为原来的1/3”应为8/3m/s≈2.67m/s？但我前面解答中用了2m/s和-2m/s，这是我的失误。正确的应为|v₁'|=8/3m/s。重新计算：若v₁'=8/3m/s(与原方向同)，则1×8=1×(8/3)+3v₂'→v₂'=(16/3)/3=16/9≈1.78m/s。若v₁'=-8/3m/s(与原方向反)，则1×8=1×(-8/3)+3v₂'→3v₂'=8+8/3=32/3→v₂'=32/9≈3.56m/s。此时再看选项，题目所给选项中没有这两个答案。这说明我最初的理解“速度大小变为原来的1/3”是针对第6题的，而第14题题目中是“速度大小变为2m/s”。对，14题题目是“碰撞后，m₁球的速度大小变为2m/s”。我混淆了。抱歉。那么回到14题，题目明确是“速度大小变为2m/s”。所以有两种可能方向。但通常，若没有特殊说明，且第一种情况（同向）动能损失更大，也是可能的。但需要看是否会发生第二次碰撞等。由于A、B初始是m₁运动去碰静止的m₂，碰后m₁速度不可能大于m₂速度（若同向），否则会再次碰撞。第一种情况v₁'=2m/s，v₂'=2m/s，速度相等，是完全非弹性碰撞的一种可能。第二种情况v₁'=-2m/s，v₂'=10/3≈3.33m/s，也是可能的。题目问的是“碰撞后m₂球的速度大小”，所以两个可能值？但题目是计算题，通常只有一个合理解。可能题目隐含了碰后m₁的方向与原方向相同？或者需要根据能量判断哪个解更合理。原答案给出的是第一种情况，可能认为是同向。那么我们按第一种情况给分。所以（1）碰撞后m₂球的速度大小为2m/s。（2分，若考虑两种情况并说明合理性也可）（2）碰撞过程中系统损失的机械能ΔE=Eₖ-Eₖ'=32J-(0.5×1×2²+0.5×3×2²)=32J-(2+6)J=24J（3分）（若按第二种情况，ΔE=32-(0.5×1×4+0.5×3×(100/9))=32-(2+50/3)=32-56/3=40/3≈13.3J，也是可能的，但需题目明确。此处按常见考法，取同向解。）15.（12分）解：（1）B在PQ上滑动过程中，A、B组成的系统动量守恒。设B滑至Q点时，