人教版(新教材)高中物理選擇性必修1第一章 動(dòng)量守恒定律章末檢測（一）

人教版（新教材）高中物理選擇性必修第一冊PAGEPAGE1章末檢測(一)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分。1～6題為單項(xiàng)選擇題，7～10題為多項(xiàng)選擇題)1.質(zhì)量為M的小車在光滑水平地面上以速度v0勻速向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車中的沙子從底部的漏斗中不斷地流下時(shí)，車子的速度將()A.減小 B.不變 C.增大 D.無法確定〖解析〗以車和漏掉的沙子組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，設(shè)沙質(zhì)量為m，漏掉的沙和車有相同水平速度設(shè)為v，則(M＋m)v0＝(M＋m)v，v＝v0。〖答案〗B2.(2018·全國卷Ⅱ，15)高空墜物極易對行人造成傷害。若一個(gè)50g的雞蛋從一居民樓的25層墜下，與地面的碰撞時(shí)間約為2ms，則該雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力約為()A.10N B.102N C.103N D.104N〖解析〗根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)和動(dòng)量定理有v2＝2gh(h為25層樓的高度，約70m)，(F－mg)t＝mv，代入數(shù)據(jù)解得F≈1×103N，所以C正確?！即鸢浮紺3.在光滑的水平面上有a、b兩球，其質(zhì)量分別為ma、mb，兩球在t0時(shí)刻發(fā)生正碰，并且在碰撞過程中無機(jī)械能損失，兩球在碰撞前后的速度—時(shí)間圖像如圖所示，下列關(guān)系正確的是()A.ma＞mbB.ma＜mbC.ma＝mbD.無法判斷〖解析〗由圖像知，a球以某一初速度與原來靜止的b球碰撞，碰后a球反彈且速度小于初速度。根據(jù)碰撞規(guī)律知，a球質(zhì)量小于b球質(zhì)量。故選項(xiàng)B正確?！即鸢浮紹4.水平推力F1和F2分別作用于水平面上等質(zhì)量的A、B兩物體上，作用一段時(shí)間后撤去推力，物體將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停下，兩物體的v－t圖像分別如圖中OAB、OCD所示，圖中AB∥CD，則()A.F1的沖量大于F2的沖量B.F1的沖量等于F2的沖量C.兩物體受到的摩擦力大小相等D.兩物體受到的摩擦力大小不等〖解析〗設(shè)F1、F2的作用時(shí)間分別為t1、t2，則由題圖知t1＜t2，當(dāng)只有摩擦力Ff作用時(shí)，由AB∥CD知圖線斜率相同，則加速度相同，摩擦力Ff相同，C正確，D錯(cuò)誤；對物體A，由動(dòng)量定理得F1t1－Fft1＝mvA，對物體B同理可得F2t2－Fft2＝mvC。由圖像知vA＝vC，所以mvA＝mvC，即F1t1－Fft1＝F2t2－Fft2，又t1＜t2，得F2t2＞F1t1，A、B均錯(cuò)誤?！即鸢浮紺5.如圖所示，為丁俊暉正在準(zhǔn)備擊球，設(shè)丁俊暉在某一桿擊球過程中，白色球(主球)和花色球碰撞前后都在同一直線上運(yùn)動(dòng)，碰前白色球的動(dòng)量pA＝5kg·m/s，花色球靜止，白色球A與花色球B發(fā)生碰撞后，花色球B的動(dòng)量變?yōu)閜B′＝4kg·m/s，則兩球質(zhì)量mA與mB間的關(guān)系可能是()A.mB＝mA B.mB＝eq\f(1,4)mAC.mB＝eq\f(1,6)mA D.mB＝6mA〖解析〗由動(dòng)量守恒得pA＋pB＝pA′＋pB′，解得pA′＝1kg·m/s。由碰撞中動(dòng)能不增原理得，eq\f(peq\o\al(2,A),mA)≥eq\f(pA′2,mA)＋eq\f(pB′2,mB)，解得mB≥eq\f(2,3)mA，B、C兩項(xiàng)不符合題意；若mB＝6mA，雖滿足動(dòng)能不增原理，但此時(shí)eq\f(pA′,mA)＞eq\f(pB′,mB)，即vA′＞vB′，不合理，D項(xiàng)不符合題意?！即鸢浮紸6.一質(zhì)量為m1的物體以v0的初速度與另一質(zhì)量為m2的靜止物體發(fā)生碰撞，其中m2＝km1，k<1，碰撞可分為完全彈性碰撞、完全非彈性碰撞以及非彈性碰撞。碰撞后兩物體速度分別為v1和v2。假設(shè)碰撞為一維碰撞，且一個(gè)物體不可能穿過另一個(gè)物體。質(zhì)量為m1的物體碰撞后與碰撞前速度的比值r＝eq\f(v1,v0)的取值范圍是()A.eq\f(1－k,1＋k)≤r≤1 B.eq\f(1－k,1＋k)≤r≤eq\f(1,1＋k)C.0≤r≤eq\f(2,1＋k) D.eq\f(1,1＋k)≤r≤eq\f(2,1＋k)〖解析〗若物體發(fā)生彈性碰撞，則系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒，即m1v0＝m1v1＋m2v2①eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)②聯(lián)立①②，得eq\f(v1,v0)＝eq\f(1－k,1＋k)若物體發(fā)生完全非彈性碰撞，有v1＝v2，根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有m1v0＝(m1＋m2)v1則質(zhì)量為m1的物體碰撞后與碰撞前速度的比值eq\f(v1,v0)＝eq\f(m1,m1＋m2)＝eq\f(1,1＋k)綜上可得eq\f(1－k,1＋k)≤r≤eq\f(1,1＋k)，B正確?！即鸢浮紹7.采取下列哪些措施有利于增加火箭的飛行速度()A.使噴出的氣體速度更大 B.使噴出的氣體溫度更高C.使噴出的氣體質(zhì)量更大 D.使噴出的氣體密度更小〖解析〗設(shè)原來的總質(zhì)量為M，噴出的氣體質(zhì)量為m，速度是v，剩余的質(zhì)量(M－m)的速度是v′，由動(dòng)量守恒得出(M－m)v′＝mv得v′＝eq\f(mv,M－m)，由上式可知m越大，v越大，v′越大。故選項(xiàng)A、C正確?！即鸢浮紸C8.如圖所示，子彈以水平速度v0射向原來靜止在光滑水平面上的木塊，并留在木塊中和木塊一起運(yùn)動(dòng)。在子彈射入木塊的過程中，下列說法中正確的是()A.子彈對木塊的沖量一定大于木塊對子彈的沖量B.子彈對木塊的沖量和木塊對子彈的沖量大小一定相等C.子彈速度的減小量一定等于木塊速度的增加量D.子彈動(dòng)量變化的大小一定等于木塊動(dòng)量變化的大小〖解析〗子彈射入木塊的過程，二者之間的相互作用力始終等大反向，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，由沖量的定義I＝Ft，可知選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；由動(dòng)量定理知，選項(xiàng)D正確；Δv＝at＝eq\f(Ft,m)，子彈和木塊所受的沖量Ft大小相同，但質(zhì)量未必相等，因此速度變化量的大小不一定相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤?！即鸢浮紹D9.質(zhì)量為M的物塊以速度v運(yùn)動(dòng)，與質(zhì)量為m的靜止物塊發(fā)生正碰，碰撞后兩者的動(dòng)量正好相等。兩者質(zhì)量之比eq\f(M,m)可能為()A.2 B.3 C.4 D.5〖解析〗由題意知，碰后兩物塊運(yùn)動(dòng)方向相同，由動(dòng)量守恒定律得Mv＝Mv1＋mv2，又Mv1＝mv2，得出v1＝eq\f(1,2)v、v2＝eq\f(M,2m)v，能量關(guān)系滿足eq\f(1,2)Mv2≥eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，把v1、v2代入求得eq\f(M,m)≤3，故選A、B?！即鸢浮紸B10.兩個(gè)小木塊A和B中間夾著一輕質(zhì)彈簧，用細(xì)線捆在一起，放在光滑的水平桌面上，松開細(xì)線后，木塊A、B分別向左、右方向運(yùn)動(dòng)，離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，落地點(diǎn)與桌面邊緣的水平距離分別為lA＝1m，lB＝2m，如圖所示，則下列說法正確的是()A.木塊A、B離開彈簧時(shí)的速度大小之比vA∶vB＝1∶2B.木塊A、B的質(zhì)量之比mA∶mB＝2∶1C.木塊A、B離開彈簧時(shí)的動(dòng)能之比EkA∶EkB＝1∶2D.彈簧對木塊A、B的作用力大小之比FA∶FB＝1∶2〖解析〗A、B兩木塊脫離彈簧后做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得木塊A、B離開彈簧時(shí)的速度之比為eq\f(vA,vB)＝eq\f(lA,lB)＝eq\f(1,2)，選項(xiàng)A正確；根據(jù)動(dòng)量守恒定律得mAvA－mBvB＝0，因此eq\f(mA,mB)＝eq\f(vB,vA)＝eq\f(2,1)，由此可知選項(xiàng)B正確；木塊A、B離開彈簧時(shí)的動(dòng)能之比為eq\f(EkA,EkB)＝eq\f(mAveq\o\al(2,A),mBveq\o\al(2,B))＝eq\f(2,1)×eq\f(1,4)＝eq\f(1,2)，選項(xiàng)C正確；彈簧對木塊A、B的作用力大小之比eq\f(FA,FB)＝eq\f(1,1)＝1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。〖答案〗ABC二、非選擇題(本題共6小題，共60分)11.(6分)用圖示實(shí)驗(yàn)裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)，除了圖示裝置中的實(shí)驗(yàn)儀器外，下列儀器中還需要的是________。A.秒表 B.天平C.刻度尺 D.直流電源E.交流電源若實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶如圖所示，已知A、B車的質(zhì)量分別為mA、mB，則該實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式是________________(用圖中物理量和已給出的已知量表示)?！冀馕觥皆搶?shí)驗(yàn)需要測量小車的質(zhì)量，需要天平；需要測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距，需要刻度尺；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有計(jì)時(shí)功能，無需秒表；而打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電源是交流電源，無需直流電源，故選B、C、E；小車A碰前做勻速運(yùn)動(dòng)，打在紙帶上的點(diǎn)間距是均勻的，故求碰前小車A的速度應(yīng)選BC段，碰后兩車一起做勻速運(yùn)動(dòng)，打出的點(diǎn)也是間距均勻的，故選DE段來計(jì)算碰后速度，在誤差允許的范圍內(nèi)，需要驗(yàn)證的表達(dá)式是mAvA＝(mA＋mB)vAB，即mAxBC＝(mA＋mB)xDE?！即鸢浮紹CEmAxBC＝(mA＋mB)xDE12.(8分)某物理興趣小組利用如圖甲所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在足夠大的水平平臺上的A點(diǎn)放置一個(gè)光電門，水平平臺上A點(diǎn)右側(cè)摩擦很小，可忽略不計(jì)，左側(cè)為粗糙水平面，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間。采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①在小滑塊a上固定一個(gè)寬度為d的窄擋光片；②用天平分別測出小滑塊a(含擋光片)和小球b的質(zhì)量ma、mb；③滑塊a和小球b用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的輕彈簧，靜止放置在平臺上；④細(xì)線燒斷后，滑塊a和小球b瞬間被彈開，向相反方向運(yùn)動(dòng)；⑤記錄滑塊a通過光電門時(shí)擋光片的遮光時(shí)間t；⑥滑塊a最終停在C點(diǎn)(圖中未畫出)，用刻度尺測出A、C兩點(diǎn)之間的距離xa；⑦小球b從平臺邊緣飛出后，落在水平地面上的B點(diǎn)，用刻度尺測出平臺距水平地面的高度h及平臺邊緣鉛垂線與B點(diǎn)之間的水平距離xb；⑧改變彈簧壓縮量，進(jìn)行多次測量。(1)該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證“動(dòng)量守恒定律”，則只需驗(yàn)證________＝________即可。(用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)字母表示)(2)改變彈簧壓縮量，多次測量后，該實(shí)驗(yàn)小組得到xa與eq\f(1,t2)的關(guān)系圖像如圖乙所示，圖線的斜率為k，則平臺上A點(diǎn)左側(cè)與滑塊a之間的動(dòng)摩擦因數(shù)大小為________。(用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)字母表示)〖解析〗(1)燒斷細(xì)線后，滑塊a向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過光電門。滑塊a經(jīng)過光電門的速度va＝eq\f(d,t)；小球b離開平臺后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得h＝eq\f(1,2)gt2，xb＝vbt，解得vb＝xbeq\r(\f(g,2h))；若動(dòng)量守恒，設(shè)水平向右為正，則有0＝mbvb－mava，即eq\f(mad,t)＝mbxbeq\r(\f(g,2h))。(2)對滑塊a由光電門向左運(yùn)動(dòng)過程分析，則有veq\o\al(2,a)＝2axa。經(jīng)過光電門的速度va＝eq\f(d,t)由牛頓第二定律可得a＝eq\f(μmg,m)＝μg聯(lián)立可得xa＝eq\f(d2,2μg)·eq\f(1,t2)則由題圖乙可知k＝eq\f(d2,2μg)，可得μ＝eq\f(d2,2kg)。〖答案〗(1)eq\f(mad,t)mbxbeq\r(\f(g,2h))(2)eq\f(d2,2kg)13.(10分)如圖所示，水平面上有一質(zhì)量m＝1kg的小車，其右端固定一水平輕質(zhì)彈簧，彈簧左端連接一質(zhì)量m0＝1kg的小物塊，小物塊與小車一起以v0＝6m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，與靜止在水平面上質(zhì)量M＝4kg的小球發(fā)生正碰，碰后小球的速度變?yōu)関＝2m/s，碰撞時(shí)間極短，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦阻力。求：(1)小車與小球碰撞后瞬間小車的速度v1；(2)從碰后瞬間到彈簧被壓縮至最短的過程中，彈簧彈力對小車的沖量大小。〖解析〗(1)小車與小球碰撞過程，設(shè)向右運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律有mv0＝Mv＋mv1解得v1＝－2m/s，負(fù)號表示碰撞后小車向左運(yùn)動(dòng)。(2)當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，設(shè)小車的速度為v2，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有m0v0＋mv1＝(m0＋m)v2解得v2＝2m/s設(shè)從碰撞后瞬間到彈簧被壓縮到最短的過程中，彈簧彈力對小車的沖量大小為I，根據(jù)動(dòng)量定理有I＝mv2－mv1，解得I＝4N·s。〖答案〗見〖解析〗14.(10分)如圖所示，質(zhì)量為m＝1kg的小物塊放在質(zhì)量為m1＝2kg的甲木板右端，二者以速度v1＝8m/s沿光滑水平地面向右運(yùn)動(dòng)，小物塊可視為質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)量m2＝2kg的乙木板在甲木板正前方以速度v2＝2m/s同向運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后兩木板碰撞并粘在一起，小物塊最終停留在乙木板上。已知小物塊與乙木板問的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2。求：(1)兩木板碰撞后瞬間乙木板的速度大小；(2)小物塊最終距乙木塊左端的距離?！冀馕觥?1)設(shè)兩木板碰撞后的瞬間乙木板的速度大小為v′，兩木板碰撞的過程動(dòng)量守恒，取向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v′，代入數(shù)據(jù)解得v′＝5m/s。(2)設(shè)最終三者共速速度為v3，從開始到最終小物塊停留在乙木板上，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得(m1＋m)v1＋m2v2＝(m1＋m2＋m)v3，代入數(shù)據(jù)解得v3＝5.6m/s設(shè)小物塊最終距乙木板左端的距離為L，根據(jù)功能關(guān)系得μmgL＝eq\f(1,2)(m1＋m2)v′2＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)(m1＋m2＋m)veq\o\al(2,3)，代入數(shù)據(jù)解得L＝0.72m?！即鸢浮?1)5m/s(2)0.72m15.(12分)兒童智力拼裝玩具“云霄飛車”的部分軌道簡化為如圖所示的模型。光滑水平軌道MN與半徑為R的豎直光滑圓弧軌道相切于N點(diǎn)，質(zhì)量為m的小球A靜止于P點(diǎn)，小球半徑遠(yuǎn)小于R。與A相同的小球B以速度v0向右運(yùn)動(dòng)，A、B碰后粘連在一起。當(dāng)v0的大小在什么范圍時(shí)，兩小球在圓弧軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)不會脫離圓弧軌道？(已知重力加速度為g)〖解析〗設(shè)A、B碰撞后的速度為v1，A、B恰好運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度為v2對A、B，碰撞過程中動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得mv0＝2mv1欲使A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)不脫離圓弧軌道，有兩種臨界情況：①當(dāng)v0較小時(shí)，A、B恰能運(yùn)動(dòng)到與圓弧軌道圓心等高的地方。對A、B整體，從碰后至運(yùn)動(dòng)到與圓弧軌道圓心等高的地方，由動(dòng)能定理有－2mgR＝0－eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,1)聯(lián)立解得v0＝2eq\r(2gR)②當(dāng)v0較大時(shí)，A、B恰好能夠運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最高點(diǎn)。對A、B，從碰后至運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最高點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理有－2mg×2R＝eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,1)在最高點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得2mg＝2meq\f(veq\o\al(2,2