高中物理3-5檢測：第十六章 動量守恒定律 過關檢測 含解析

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第十六章過關檢測(時間:45分鐘滿分：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選項中，第1~5題只有一項符合題目要求,第6～8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分,有選錯的得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,但物體的動量變化很小B。物體所受到的沖量不為零,但物體的動量大小卻不變C。物體做曲線運動,但動量變化在相等的時間內(nèi)卻相同D。物體只受到一個恒力的作用,但物體的動量卻始終不變解析：物體若受到的合外力很大,時間很短時,其沖量也不會太大,其動量變化也就可能很小，A項可能發(fā)生；物體受到的沖量不為零,但可能只使物體的動量方向改變,如做勻速圓周運動的物體，物體雖做曲線運動，但可以受到恒力作用,B、C項可能發(fā)生;若物體只受到一個恒力作用,則該力對物體的沖量就不為零,所以其動量一定變化,D項不可能發(fā)生,故選D.答案:D2.質(zhì)量為1kg的炮彈，以800J的動能沿水平方向飛行時突然爆炸，分裂為質(zhì)量相等的兩塊，前一塊仍沿原水平方向飛行，動能為625J，則后一塊的動能為(）A.175JB。225JC。125JD。275J解析：由Ek=mv2，p=mv，知p=炮彈在水平方向動量守恒,p=p1+p2即代入數(shù)值解之得Ek2=225J。答案:B3.如圖所示,一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上,當以速度v抽出紙條后,鐵塊掉到地面上的P點，若以2v速度抽出紙條，則鐵塊落地點(）A。仍在P點B。在P點左側C。在P點右側不遠處D。在P點右側原水平位移的兩倍處解析：紙條抽出的過程,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間較長，鐵塊獲得的速度較大，鐵塊平拋運動的水平位移較大;若以2v的速度抽出紙條,則鐵塊所受的摩擦力的作用時間較短，鐵塊獲得的速度較小，平拋運動的水平位移較小。所以鐵塊落地點在P點左側,選B.答案:B4。如圖所示,兩輛質(zhì)量相同的平板小車a、b成一直線排列,靜止在光滑水平地面上，原來靜止在a車上的一個小孩跳到b,接著又立即從b跳回a車,他跳回a車并相對a車保持靜止，此后（）A。a、b兩車的速率相等B。a車的速率大于b車的速率C。a車的速率小于b車的速率D.a、b兩車均靜止解析:由小車a、b及人組成的系統(tǒng)動量守恒，根據(jù)動量守恒定律(ma+m人）va-mbvb=0，解得,所以a車的速率小于b車的速率。只有選項C正確.答案：C5.如圖所示,光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運動。兩球質(zhì)量關系為mB=2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動量均為6kg·m/s，運動中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動量增量為-4kg·m/s,則（)A.左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5B。左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10C。右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5D。右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10解析:由mB=2mA,pA=pB知碰前vB〈vA,若左方為A球，設碰后二者速度分別為vA'、vB’，由題意知pA’=mAvA’=2kg·m/s,pB'=mBvB'=10kg·m/s，由以上各式得,故選項A正確,選項B錯誤；若右方為A球,由于碰前動量都為6kg·m/s，即都向右運動，兩球不可能相碰,選項C、D錯誤。答案:A6.在神舟號載人飛船返回地面時，為了保護航天員的安全,飛船上使用了降落傘、反推火箭、緩沖座椅三大法寶，在距離地面大約1m時,返回艙的4個反推火箭點火工作，返回艙速度一下子降到了2m/s以內(nèi)，隨后又漸漸降到1m/s，最終安全著陸。把返回艙從離地1m開始減速到完全著陸稱為著地過程，則關于反推火箭的作用,下列說法正確的是(）A。減小著地過程中返回艙和航天員的動量變化B.減小著地過程中返回艙和航天員所受的沖量C.延長著地過程的作用時間D。減小著地過程返回艙和航天員所受的平均沖力解析：無論是否有反推火箭，返回艙和航天員從距地面約1m處至著陸的過程中,動量的變化和所受的沖量均相同，但有了反推火箭后,延長了著陸的時間，由動量定理(-G)×t=mvt—mv0知平均沖力減小。答案：CD7.以初速度v水平拋出一質(zhì)量為m的石塊，不計空氣阻力，則對石塊在空中運動過程中的下列各物理量的判斷正確的是（)A。在兩個相等的時間間隔內(nèi)，石塊受到的沖量相同B.在兩個相等的時間間隔內(nèi),石塊動量的增量相同C.在兩個下落高度相同的過程中，石塊動量的增量相同D.在兩個下落高度相同的過程中，石塊動能的增量相同解析：不計空氣阻力,石塊只受重力的沖量，無論路程怎樣,只要兩個過程的時間相同，重力的沖量就相同，A正確.據(jù)動量定理，物體動量的增量等于它受到的沖量，由于在兩個相等的時間間隔內(nèi),石塊受到重力的沖量相同，所以動量的增量必然相同,B正確。由于石塊下落時在豎直分方向上做加速運動，兩個下落高度相同的過程所用時間不同,所受重力的沖量就不同，因而動量的增量不同,C錯誤.據(jù)動能定理，外力對物體所做的功等于物體動能的增量,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處由靜止開始沿光滑曲面滑下，與A相碰后一起將彈簧壓縮，彈簧復原過程中某時刻B與A分開且沿原曲面上升。下列說法正確的是 (）A.彈簧被壓縮時所具有的最大彈性勢能為mghB.彈簧被壓縮時所具有的最大彈性勢能為C.B能達到的最大高度為D。B能達到的最大高度為解析:根據(jù)機械能守恒定律可得B剛到達水平地面的速度v0=，根據(jù)動量守恒定律可得A與B碰撞后的速度為v=v0,所以彈簧被壓縮時所具有的最大彈性勢能為Epm=×2mv2=mgh，即選項B正確；當彈簧再次恢復原長時,A與B將分開,B以v的速度沿斜面上滑，根據(jù)機械能守恒定律可得mgh’=mv2,B能達到的最大高度為，即選項D正確。答案：BD二、填空題(每小題10分，共20分。把答案填在相應的橫線上）9.如圖所示是A、B兩滑塊在同一直線上發(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。14kg、0.22kg，所用標尺的分度值是0.5cm,閃光照相的快慢是每秒拍攝10次，試根據(jù)圖示回答:(1）碰撞前后滑塊A動量的增量是，方向。

(2)碰撞前后，A、B系統(tǒng)的總動量是否守恒.(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向右運動；碰撞后B向右運動，A向左運動。以向右為正方向。（1）碰撞前vA=m/s=0。5m/s，碰撞后vA’=m/s=—0.05m/s。碰撞過程中A的動量增量ΔpA=mAvA'-mAvA=0。14×(—0。05）kg·m/s—0。14×0.5kg·m/s=-0.077kg·m/s，負號表示方向與規(guī)定的正方向相反，即向左。（2)碰撞前總動量p=mAvA=0。14×0.5kg·m/s=0。07kg·m/s,碰撞后總動量p’=mAvA'+mBvB’=[0。14×（—0.05）+0。22×］kg·m/s=0。07kg·m/s.p=p’,碰撞前后動量守恒。答案：（1）0。077kg·m/s向左（2）是10?，F(xiàn)利用圖（a）所示的裝置驗證動量守恒定律。在圖（a)中，氣墊導軌上有A、B兩個滑塊,滑塊A右側帶有一彈簧片,左側與打點計時器（圖中未畫出）的紙帶相連;滑塊B左側也帶有一彈簧片,上面固定一遮光片，光電計時器(未完全畫出)可以記錄遮光片通過光電門的時間。圖（a）實驗測得滑塊A的質(zhì)量m1=0。310kg，滑塊B的質(zhì)量m2=0。108kg,遮光片的寬度d=1.00cm；打點計時器所用交變電流的頻率f=50。0Hz。將光電門固定在滑塊B的右側，啟動打點計時器,給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰。碰后光電計時器顯示的時間為ΔtB=3.500ms，碰撞前后打出的紙帶如圖（b）所示。圖（b)若實驗允許的相對誤差絕對值(×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量相對誤差的絕對值δp=，說明A、B碰撞過程中動量(選填“守恒”或“不守恒”）。

解析:(1）按定義，物塊運動的瞬時速度大小v為v= ①式中Δs為物塊在短時間Δt內(nèi)走過的路程。設紙帶上打出相鄰兩點的時間間隔為ΔtA,則ΔtA==0。02s②ΔtA可視為很短設A在碰撞前后時速度大小分別為v0、v1.將②式和圖給實驗數(shù)據(jù)代入①式得v0=2。00m/s③v1=0。970m/s。 ④(2）設B在碰撞后的速度大小為v2，由①式得v2= ⑤代入題給實驗數(shù)據(jù)得v2=2.86m/s. ⑥（3）設兩滑塊在碰撞前后的總動量分別為p和p’，則p=m1v0 ⑦p'=m1v1+m2v2 ⑧兩滑塊在碰撞前后總動量相對誤差的絕對值為δp=||×100%⑨聯(lián)立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有關數(shù)據(jù),得δp=1.7％.因相對誤差δp〈5%,在實驗誤差允許的范圍內(nèi),所以A、B系統(tǒng)在碰撞過程中動量守恒.答案:（1）2。000。970（2)2。86(3)1。7%守恒三、計算題（每小題16分，共32分)11。如圖,質(zhì)量分別為mA、mB的兩個彈性小球A、B靜止在地面上方，B球距地面的高度h=0。8m，A球在B球的正上方。先將B球釋放，經(jīng)過一段時間后再將A球釋放。當A球下落t=0.3s時，剛好與B球在地面上方的P點處相碰，碰撞時間極短,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10m/s2,忽略空氣阻力及碰撞中的動能損失.求：（1)B球第一次到達地面時的速度；(2)P點距離地面的高度.解析：(1)設B球第一次到達地面時的速度大小為vB,由運動學公式有vB= ①將h=0.8m代入上式,得vB=4m/s②(2）設兩球相碰前后，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'。由運動學規(guī)律可得v1=gt ③由于碰撞時間極短,重力的作用可以忽略，兩球相碰前后的動量守恒,總動能保持不變。規(guī)定向下的方向為正，有mAv1+mBv2=mBv2’ ④mAmBmBv2’2 ⑤設B球與地面相碰后的速度大小為vB’，由運動學及碰撞的規(guī)律可得vB’=vB ⑥設P點距地面的高度為h’，由運動學規(guī)律可得h'= ⑦聯(lián)立②③④⑤⑥⑦式,并代入已知條件可得h'=0。75m。 ⑧答案:(1)4m/s（2）0.75m12.如圖所示,水平地面上靜止放置一輛小車A,質(zhì)量mA=4kg，上表面光滑，小車與地面間的摩擦力極小,可以忽略不計?？梢暈橘|(zhì)點的物塊B置于A的最右端,B的質(zhì)量mB=2kg,現(xiàn)對A施加一個水平向右的恒力F=10N,A運動一段時間后,小車左端固定的擋板與B發(fā)生碰撞,碰撞時間極短,碰后A、B黏合在一起,共同在F的作用下繼續(xù)運動，碰撞后經(jīng)時間t=0。6s,二者的速度達到vt=2m/s。求：(1)A開始運動時加速度a的大??；（2)A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大小;（3）A的上表面長度l.解析：（1）以A為研究對象,由牛頓第二定律有F=mAa ①代入數(shù)據(jù)解得a=2.5m/s2。 ②（2）對A、B碰撞后共同運動t=0.6s的過程,由動量定理得Ft=(mA+mB）vt