2017高中物理動(dòng)量守恒定律過(guò)關(guān)檢測(cè)

1、第十六章過(guò)關(guān)檢測(cè)(時(shí)間:45分鐘滿(mǎn)分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第15題只有一項(xiàng)符合題目要求,第68題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1.下列現(xiàn)象不可能發(fā)生的是()A.物體所受到的合外力很大,但物體的動(dòng)量變化很小B.物體所受到的沖量不為零,但物體的動(dòng)量大小卻不變C.物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),但動(dòng)量變化在相等的時(shí)間內(nèi)卻相同D.物體只受到一個(gè)恒力的作用,但物體的動(dòng)量卻始終不變解析:物體若受到的合外力很大,時(shí)間很短時(shí),其沖量也不會(huì)太大,其動(dòng)量變化也就可能很小,A項(xiàng)可能發(fā)生;物體受到的沖量不為零,但可能只使物體的

2、動(dòng)量方向改變,如做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,物體雖做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),但可以受到恒力作用,B、C項(xiàng)可能發(fā)生;若物體只受到一個(gè)恒力作用,則該力對(duì)物體的沖量就不為零,所以其動(dòng)量一定變化,D項(xiàng)不可能發(fā)生,故選D。答案:D2.質(zhì)量為1 kg的炮彈,以800 J的動(dòng)能沿水平方向飛行時(shí)突然爆炸,分裂為質(zhì)量相等的兩塊,前一塊仍沿原水平方向飛行,動(dòng)能為625 J,則后一塊的動(dòng)能為()A.175 JB.225 JC.125 JD.275 J解析:由Ek=mv2,p=mv,知p=炮彈在水平方向動(dòng)量守恒,p=p1+p2即代入數(shù)值解之得Ek2=225 J。答案:B3.如圖所示,一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上,當(dāng)以速度v抽出紙條后,

3、鐵塊掉到地面上的P點(diǎn),若以2v速度抽出紙條,則鐵塊落地點(diǎn)()A.仍在P點(diǎn)B.在P點(diǎn)左側(cè)C.在P點(diǎn)右側(cè)不遠(yuǎn)處D.在P點(diǎn)右側(cè)原水平位移的兩倍處解析:紙條抽出的過(guò)程,鐵塊所受的摩擦力一定,以速度v抽出紙條,鐵塊所受的摩擦力的作用時(shí)間較長(zhǎng),鐵塊獲得的速度較大,鐵塊平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移較大;若以2v的速度抽出紙條,則鐵塊所受的摩擦力的作用時(shí)間較短,鐵塊獲得的速度較小,平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移較小。所以鐵塊落地點(diǎn)在P點(diǎn)左側(cè),選B。答案:B4.如圖所示,兩輛質(zhì)量相同的平板小車(chē)a、b成一直線(xiàn)排列,靜止在光滑水平地面上,原來(lái)靜止在a車(chē)上的一個(gè)小孩跳到b,接著又立即從b跳回a車(chē),他跳回a車(chē)并相對(duì)a車(chē)保持靜止,此后()A.

4、a、b兩車(chē)的速率相等B.a車(chē)的速率大于b車(chē)的速率C.a車(chē)的速率小于b車(chē)的速率D.a、b兩車(chē)均靜止解析:由小車(chē)a、b及人組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,根據(jù)動(dòng)量守恒定律(ma+m人)va-mbvb=0,解得,所以a車(chē)的速率小于b車(chē)的速率。只有選項(xiàng)C正確。答案:C5.如圖所示,光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng)。兩球質(zhì)量關(guān)系為mB=2mA,規(guī)定向右為正方向,A、B兩球的動(dòng)量均為6 kg·m/s,運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞,碰撞后A球的動(dòng)量增量為-4 kg·m/s,則()A.左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為25B.左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為110C.右方是A

5、球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為25D.右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為110解析:由mB=2mA,pA=pB知碰前vB<vA,若左方為A球,設(shè)碰后二者速度分別為vA'、vB',由題意知pA'=mAvA'=2 kg·m/s,pB'=mBvB'=10 kg·m/s,由以上各式得,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若右方為A球,由于碰前動(dòng)量都為6 kg·m/s,即都向右運(yùn)動(dòng),兩球不可能相碰,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案:A6.在神舟號(hào)載人飛船返回地面時(shí),為了保護(hù)航天員的安全,飛船上使用了降落傘、反推火箭、緩沖座椅三大法

6、寶,在距離地面大約1 m時(shí),返回艙的4個(gè)反推火箭點(diǎn)火工作,返回艙速度一下子降到了2 m/s以?xún)?nèi),隨后又漸漸降到1 m/s,最終安全著陸。把返回艙從離地1 m開(kāi)始減速到完全著陸稱(chēng)為著地過(guò)程,則關(guān)于反推火箭的作用,下列說(shuō)法正確的是()A.減小著地過(guò)程中返回艙和航天員的動(dòng)量變化B.減小著地過(guò)程中返回艙和航天員所受的沖量C.延長(zhǎng)著地過(guò)程的作用時(shí)間D.減小著地過(guò)程返回艙和航天員所受的平均沖力解析:無(wú)論是否有反推火箭,返回艙和航天員從距地面約1 m處至著陸的過(guò)程中,動(dòng)量的變化和所受的沖量均相同,但有了反推火箭后,延長(zhǎng)了著陸的時(shí)間,由動(dòng)量定理(-G)×t=mvt-mv0知平均沖力減小。答案:CD7

7、.以初速度v水平拋出一質(zhì)量為m的石塊,不計(jì)空氣阻力,則對(duì)石塊在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的下列各物理量的判斷正確的是()A.在兩個(gè)相等的時(shí)間間隔內(nèi),石塊受到的沖量相同B.在兩個(gè)相等的時(shí)間間隔內(nèi),石塊動(dòng)量的增量相同C.在兩個(gè)下落高度相同的過(guò)程中,石塊動(dòng)量的增量相同D.在兩個(gè)下落高度相同的過(guò)程中,石塊動(dòng)能的增量相同解析:不計(jì)空氣阻力,石塊只受重力的沖量,無(wú)論路程怎樣,只要兩個(gè)過(guò)程的時(shí)間相同,重力的沖量就相同,A正確。據(jù)動(dòng)量定理,物體動(dòng)量的增量等于它受到的沖量,由于在兩個(gè)相等的時(shí)間間隔內(nèi),石塊受到重力的沖量相同,所以動(dòng)量的增量必然相同,B正確。由于石塊下落時(shí)在豎直分方向上做加速運(yùn)動(dòng),兩個(gè)下落高度相同的過(guò)程所用時(shí)

8、間不同,所受重力的沖量就不同,因而動(dòng)量的增量不同,C錯(cuò)誤。據(jù)動(dòng)能定理,外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量,石塊只受重力作用,在重力的方向上位移相同,重力做功就相同,因此動(dòng)能增量就相同,D正確。答案:ABD8.如圖所示,輕質(zhì)彈簧的一端固定在墻上,另一端與質(zhì)量為m的物體A相連,A放在光滑水平面上,有一質(zhì)量與A相同的物體B,從高h(yuǎn)處由靜止開(kāi)始沿光滑曲面滑下,與A相碰后一起將彈簧壓縮,彈簧復(fù)原過(guò)程中某時(shí)刻B與A分開(kāi)且沿原曲面上升。下列說(shuō)法正確的是()A.彈簧被壓縮時(shí)所具有的最大彈性勢(shì)能為mghB.彈簧被壓縮時(shí)所具有的最大彈性勢(shì)能為C.B能達(dá)到的最大高度為D.B能達(dá)到的最大高度為解析:根據(jù)機(jī)械能守恒定

9、律可得B剛到達(dá)水平地面的速度v0=,根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得A與B碰撞后的速度為v=v0,所以彈簧被壓縮時(shí)所具有的最大彈性勢(shì)能為Epm=×2mv2=mgh,即選項(xiàng)B正確;當(dāng)彈簧再次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),A與B將分開(kāi),B以v的速度沿斜面上滑,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得mgh'=mv2,B能達(dá)到的最大高度為,即選項(xiàng)D正確。答案:BD二、填空題(每小題10分,共20分。把答案填在相應(yīng)的橫線(xiàn)上)9.如圖所示是A、B兩滑塊在同一直線(xiàn)上發(fā)生碰撞前后的部分閃光照片的示意圖。A、B兩滑塊的質(zhì)量分別為0.14 kg、0.22 kg,所用標(biāo)尺的分度值是0.5 cm,閃光照相的快慢是每秒拍攝10次,試根據(jù)圖示回答:

10、(1)碰撞前后滑塊A動(dòng)量的增量是,方向。 (2)碰撞前后,A、B系統(tǒng)的總動(dòng)量是否守恒。(選填“是”或“否”) 解析:從A、B兩滑塊位置的變化可知,碰撞前B是靜止的,A向右運(yùn)動(dòng);碰撞后B向右運(yùn)動(dòng),A向左運(yùn)動(dòng)。以向右為正方向。(1)碰撞前vA= m/s=0.5 m/s,碰撞后 vA'= m/s=-0.05 m/s。碰撞過(guò)程中A的動(dòng)量增量pA=mAvA'-mAvA=0.14×(-0.05) kg·m/s-0.14×0.5 kg·m/s=-0.077 kg·m/s,負(fù)號(hào)表示方向與規(guī)定的正方向相反,即向左。(2)碰撞前

11、總動(dòng)量p=mAvA=0.14×0.5 kg·m/s=0.07 kg·m/s,碰撞后總動(dòng)量p'=mAvA'+mBvB'=0.14×(-0.05)+0.22× kg·m/s=0.07 kg·m/s。p=p',碰撞前后動(dòng)量守恒。答案:(1)0.077 kg·m/s向左(2)是10.現(xiàn)利用圖(a)所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。在圖(a)中,氣墊導(dǎo)軌上有A、B兩個(gè)滑塊,滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片,左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(圖中未畫(huà)出)的紙帶相連;滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片,上面固定一遮光片,光電計(jì)時(shí)器(未完全

12、畫(huà)出)可以記錄遮光片通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間。圖(a)實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑塊A的質(zhì)量m1=0.310 kg,滑塊B的質(zhì)量m2=0.108 kg,遮光片的寬度d=1.00 cm;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交變電流的頻率f=50.0 Hz。將光電門(mén)固定在滑塊B的右側(cè),啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,給滑塊A一向右的初速度,使它與B相碰。碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為tB=3.500 ms,碰撞前后打出的紙帶如圖(b)所示。圖(b)若實(shí)驗(yàn)允許的相對(duì)誤差絕對(duì)值(×100%)最大為5%,試求:(1)滑塊A碰前速度v0= m/s,碰后速度v1= m/s。 (2)滑塊B碰后速度v2=。 (3)兩滑塊碰撞前后總動(dòng)量相對(duì)誤差的絕對(duì)

13、值 p=,說(shuō)明A、B碰撞過(guò)程中動(dòng)量(選填“守恒”或“不守恒”)。 解析:(1)按定義,物塊運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度大小v為v=式中s為物塊在短時(shí)間t內(nèi)走過(guò)的路程。設(shè)紙帶上打出相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為tA,則tA=0.02 stA可視為很短設(shè)A在碰撞前后時(shí)速度大小分別為v0、v1。將式和圖給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入式得v0=2.00 m/sv1=0.970 m/s。(2)設(shè)B在碰撞后的速度大小為v2,由式得v2=代入題給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得v2=2.86 m/s。(3)設(shè)兩滑塊在碰撞前后的總動(dòng)量分別為p和p',則p=m1v0p'=m1v1+m2v2兩滑塊在碰撞前后總動(dòng)量相對(duì)誤差的絕對(duì)值為p=|×

14、100%聯(lián)立式并代入有關(guān)數(shù)據(jù),得p=1.7%。因相對(duì)誤差p<5%,在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),所以A、B系統(tǒng)在碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒。答案:(1)2.000.970(2)2.86(3)1.7%守恒三、計(jì)算題(每小題16分,共32分)11.如圖,質(zhì)量分別為mA、mB的兩個(gè)彈性小球A、B靜止在地面上方,B球距地面的高度h=0.8 m,A球在B球的正上方。先將B球釋放,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再將A球釋放。當(dāng)A球下落t=0.3 s時(shí),剛好與B球在地面上方的P點(diǎn)處相碰,碰撞時(shí)間極短,碰后瞬間A球的速度恰為零。已知mB=3mA,重力加速度大小g取 10 m/s2,忽略空氣阻力及碰撞中的動(dòng)能損失。求:(1)B球第一次

15、到達(dá)地面時(shí)的速度;(2)P點(diǎn)距離地面的高度。解析:(1)設(shè)B球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度大小為vB,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vB=將h=0.8 m代入上式,得vB=4 m/s(2)設(shè)兩球相碰前后,A球的速度大小分別為v1和v1'(v1'=0),B球的速度分別為v2和v2'。由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得v1=gt由于碰撞時(shí)間極短,重力的作用可以忽略,兩球相碰前后的動(dòng)量守恒,總動(dòng)能保持不變。規(guī)定向下的方向?yàn)檎?有mAv1+mBv2=mBv2'mAmBmBv2'2設(shè)B球與地面相碰后的速度大小為vB',由運(yùn)動(dòng)學(xué)及碰撞的規(guī)律可得vB'=vB設(shè)P點(diǎn)距地面的高度為h',由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得h'=聯(lián)立式,并代入已知條件可得h'=0.75 m。答案:(1)4 m/s(2)0.75 m12.如圖所示,水平地面上靜止放置一輛小車(chē)A,質(zhì)量mA=4 kg,上表面光滑,小車(chē)與地面間的摩擦力極小,可以忽略不計(jì)?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的物塊B置于A的最右端,B的質(zhì)量mB=2 kg,現(xiàn)對(duì)A施加一個(gè)水平向右的恒力F=10 N,A運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,小車(chē)左端固定的擋板與B發(fā)生碰撞,碰撞時(shí)間極短,碰后A、B黏合在一起,共同在F的作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng),碰撞后經(jīng)時(shí)間t=0.6 s,二者的速度達(dá)到vt=2 m/s。求:(1)A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大小;(2)A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大小