20182019學(xué)年粵教版高中物理選修35 第一章 碰撞與動(dòng)量守恒 單元測(cè)試

2019-2019學(xué)年粵教版高中物理選修3-5 第一章 碰撞與動(dòng)量守恒 單元測(cè)試一、單選題1.在光滑水平地面上有兩個(gè)相同的彈性小球A、B，質(zhì)量都為m現(xiàn)B球靜止，A球向B球運(yùn)動(dòng)，發(fā)生正碰已知碰撞過程中總機(jī)械能守恒，兩球壓縮最緊時(shí)的彈性勢(shì)能為EP ， 則碰前A球的速度等于（ ） A.B.C.2 D.2 2.一質(zhì)量為58g的網(wǎng)球，以40m/s的速度水平飛來，某運(yùn)動(dòng)員以60m/s的速度反向擊回的過程中，網(wǎng)球的動(dòng)量變化為（ ） A.大小1.16kgm/s，方向與初速度方向相同B.大小1.16kgm/s，方向與初速度方向相反C.大小5.8kgm/s，方向與初速度方向相同D.大小5.8kgm/s，方向與初速度方向相反3.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(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6kgm/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4kgm/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1：104.一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)F隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，則（ ）A.t=1 s時(shí)物塊的動(dòng)量為1 m/sB.t=2 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4 kgm/sC.t=3 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5 kgm/sD.t=4 s時(shí)物塊的速度為零5.兩轎車迎面相撞，相撞時(shí)兩車的速度均為30m/s，相撞的時(shí)間為0.02s，那么車內(nèi)質(zhì)量為70kg的人受到的平均撞擊力大小為（ ） A.1.050105NB.2.100105NC.1.575106ND.3.150106N6.水平恒定推力F1和F2分別作用于水平面上原來靜止的、質(zhì)量相等的a、b兩物體上，作用一段時(shí)間后撤去推力，由于慣性物體將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后才能停下，兩物體的vt圖象如圖所示，已知圖中線段ABCD，則（）A.a物體受到的摩擦力小于b物體受到的摩擦力B.a物體受到的摩擦力大于b物體受到的摩擦力C.F1的沖量大于F2的沖量D.F1的沖量小于F2的沖量7.某人從高處跳到低處時(shí)，為了安全，一般都讓腳尖著地后膝蓋彎曲，這樣做是為了（ ） A.增大人的動(dòng)量變化量B.減小人的動(dòng)量變化量C.增大人的動(dòng)量變化率D.減小人的動(dòng)量變化率8.如圖所示，兩個(gè)小球A、B在光滑水平地面上相向運(yùn)動(dòng)，它們的質(zhì)量分別為mA=4kg，mB=2kg，速度分別是vA=3m/s（設(shè)為正方向），vB=3m/s則它們發(fā)生正碰后，速度的可能值分別為（ ）A.vA=1 m/s，vB=1 m/sB.vA=4 m/s，vB=5 m/sC.vA=2 m/s，vB=1 m/sD.vA=1 m/s，vB=5 m/s二、多選題9.質(zhì)量為M和m0的滑塊用輕彈簧連接，以恒定的速度v沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止滑塊發(fā)生碰撞，如圖1所示，碰撞時(shí)間極短，在此過程中，下列哪個(gè)或哪些說法是可能發(fā)生的？（ ）A.M、m0、m速度均發(fā)生變化，分別為v1、v2、v3 ， 而且滿足（M+m0）v=Mv1+m0v2+mv3B.m0的速度不變，M和m的速度變?yōu)関1和v2 ， 而且滿足Mv=Mv1+mv2C.m0的速度不變，M、m的速度都變?yōu)関，且滿足Mv=（M+m）vD.M、m0、m速度均發(fā)生變化，M和m0速度都變?yōu)関，m速度變?yōu)関2 ， 而且滿足（M+m）v0=（M+m0）v1+mv210.如圖所示，光滑水平面上有一矩形長(zhǎng)木板，木板左端放一小物塊，已知木板質(zhì)量大于物塊質(zhì)量，t=0時(shí)兩者從圖中位置以相同的水平速度v0向右運(yùn)動(dòng)，碰到右面的豎直擋板后木板以與原來等大反向的速度被反彈回來，運(yùn)動(dòng)過程中物塊一直未離開木板，則關(guān)于物塊運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化的圖象可能正確的是（ ）A.B.C.D.11.如圖某物體在拉力F的作用下沒有運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t后（ ）A.拉力的沖量為FtB.拉力的沖量為FtcosC.合力的沖量為零D.重力的沖量為零三、填空題12.靜止在水面上的船長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為M，一個(gè)質(zhì)量為m的人站在船頭，當(dāng)此人由船頭走到船尾時(shí)，不計(jì)水的阻力，船移動(dòng)的距離是_ 13.一質(zhì)量為0.5kg的小球A以2.0m/s的速度和靜止于光滑水平面上質(zhì)量為1kg的另一大小相等的小球B發(fā)生正碰，碰撞后它以0.2m/s的速度反彈則B球獲得的速度大小為_四、解答題14.質(zhì)量m70 kg的撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員從h50 m高處落到海綿墊上，經(jīng)t11 s后停止，則該運(yùn)動(dòng)員身體受到的平均沖力約為多少？如果是落到普通沙坑中，經(jīng)t201 s停下，則沙坑對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均沖力約為多少？（g取10 m/s2） 五、綜合題15.一質(zhì)量為 的小球A以 的速度和靜止與光滑水平面上質(zhì)量為 的另一個(gè)大小相等的小球B發(fā)生正碰，碰撞后它以 的速度反彈，求： （1）原來靜止小球獲得的速度大??； （2）碰撞過程中損失的機(jī)械能。 16.如圖所示，質(zhì)量分別為m1=1kg，m2=3kg的小車A和B靜止在水平面圖1上，小車A的右端水平連接一根輕彈簧，小車B以水平向左的初速度v0向A駛來，與輕彈簧相碰之后，小車A獲得的最大速度為v=6m/s，如果不計(jì)摩擦，也不計(jì)相互作用過程中機(jī)械能損失，求：（1）小車B的初速度v0； （2）A和B相互作用過程中，彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能 答案解析部分一、單選題1.【答案】C 【解析】【解答】解：設(shè)碰撞前A球的速度為v，當(dāng)兩球壓縮最緊時(shí)，速度相等，根據(jù)動(dòng)量守恒得，mv=2mv，則 在碰撞過程中總機(jī)械能守恒，有 ，得v= 故C正確，A、B、D錯(cuò)誤故選C【分析】?jī)汕驂嚎s最緊時(shí)，兩球速度相等根據(jù)碰撞過程中動(dòng)量守恒，以及總機(jī)械能守恒求出碰前A球的速度2.【答案】D 【解析】【解答】解：規(guī)定v1方向?yàn)檎较?，網(wǎng)球初狀態(tài)的動(dòng)量為：P1=mv1=0.05840kgm/s=2.32kgm/s末狀態(tài)的動(dòng)量為：P2=mv2=0.058（60）kgm/s=3.48kgm/s，則動(dòng)量的變化量為：P=P2P1=3.482.32=5.8kgm/s，負(fù)號(hào)表示方向，可知?jiǎng)恿孔兓康姆较蚺cv1方向相反，D符合題意，ABC不符合題意答案為：D【分析】一定要注意方向，變化量是末動(dòng)量減初動(dòng)量。3.【答案】C 【解析】【解答】解：規(guī)定向右為正方向，碰撞前A、B兩球的動(dòng)量均為6kgm/s，說明A、B兩球的速度方向向左，兩球質(zhì)量關(guān)系為 mB=2mA ， 由P=mv知碰撞前有 vAvB ， 要發(fā)生碰撞，所以右方是A球碰撞后A球的動(dòng)量增量為：PA=4kgm/s所以碰撞后A球的動(dòng)量為：PA=PA+PA=（6+4）kgm/s=2kgm/s碰撞過程系統(tǒng)總動(dòng)量守恒有：PA+PB=PA+PB解得碰撞后B球的動(dòng)量為：PB=10kgm/s，根據(jù)mB=2mA ， PA=mAvA，PB=mBvB得碰撞后A、B兩球速度大小之比為：vA：vB=2：5故C正確，ABD錯(cuò)誤故選：C【分析】光滑水平面上有大小相同的A、B 兩球在發(fā)生碰撞，在碰撞過程中動(dòng)量守恒因此可根據(jù)兩球質(zhì)量關(guān)系，碰前的動(dòng)量大小及碰后A的動(dòng)量增量可得出A球在哪邊，及碰后兩球的速度大小之比4.【答案】B 【解析】【解答】解：A、根據(jù)動(dòng)量定理可知，1s末物體的動(dòng)量等于1s內(nèi)物體受到的沖量，即：P1=I1=F1t1=21=2kgm/s，故A錯(cuò)誤；B、2s末物體的動(dòng)量等于2s內(nèi)物體受到的沖量，即：P2=I2=F1t2=22=4kgm/s，故B正確；C、3s末物體的動(dòng)量等于3s內(nèi)物體受到的沖量，即：P3=I3=F1t2F2（t3t2）=221（32）=3kgm/s故C錯(cuò)誤；D、4s末物體的動(dòng)量等于4s內(nèi)物體受到的沖量，即：P4=I4=F1t2F2（t4t2）=221（42）=2kgm/s，所以4s末的速度是：v= m/s，故D錯(cuò)誤；故答案為：B【分析】應(yīng)用動(dòng)量定理時(shí)要注意，表達(dá)式中的F是物體所受的合外力，因此解題時(shí)要注意求解的是合外力的沖量還是某個(gè)外力的沖量。5.【答案】A 【解析】【解答】解：由題可知，兩車相撞后的末速度都是0相撞時(shí)兩車的速度均為30m/s，則速度的變化量為30m/s人隨車一起運(yùn)動(dòng)，可知人在0.02s內(nèi)的速度變化量也是30m/s，根據(jù)動(dòng)量定理，人受到的平均作用力：F= = N故A正確，BCD錯(cuò)誤故選：A【分析】人隨車一起做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)量定理求解平均沖擊力即可6.【答案】D 【解析】【解答】A、由圖，AB與CD平行，說明推力撤去后兩物體的加速度相同，而撤去推力后物體的合力等于摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律可知，兩物體受到的摩擦力大小相等；故AB錯(cuò)誤C、根據(jù)動(dòng)量定理，對(duì)整個(gè)過程研究得F1t1FtOB=0，F(xiàn)2t2FtOD=0由圖看出，tOBtOD ， 則有F1t1F2t2 ， 即F1的沖量小于F2的沖量故C錯(cuò)誤，D正確故選：D【分析】由速度圖象分析可知，水平推力撤去后，AB與CD平行，說明加速度相同，動(dòng)摩擦因數(shù)相同，兩物體的質(zhì)量相等，說明摩擦力大小相等根據(jù)動(dòng)量定理，研究整個(gè)過程，確定兩個(gè)推力的沖量關(guān)系7.【答案】D 【解析】【解答】人在和地面接觸時(shí)，人的速度減為零，由動(dòng)量定理可知（F-mg）t=mv； 而腳尖著地可以增加人著地的時(shí)間，由公式可知可以減小受到地面的沖擊力，即減小人動(dòng)量的變化率，D符合題意，ABC不符合題意。故答案為：D?！痉治觥縿?dòng)量一定時(shí)，作用時(shí)間越長(zhǎng)，力越小，屈膝可以延長(zhǎng)時(shí)間，從而減小作用力的大小。8.【答案】A 【解析】【解答】解：以向右方向?yàn)檎较?，碰前系統(tǒng)的總動(dòng)量為：p=mAvA+mBvB=43+2（3）=6kgm/s，碰前系統(tǒng)的總動(dòng)能為：EK= mAvA2+ mBvB2= 432+ 232=27J；A、如果vA=1m/s、vB=1m/s，碰后系統(tǒng)動(dòng)量為 p=mAvA+mBvB=41+21=6kgm/s，碰后系統(tǒng)的總動(dòng)能為：EK= mAvA2+ mBvB2= 412+ 212=3J；可知，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒、動(dòng)能不增加，符合實(shí)際，是可能的，A符合題意；B、如果vA=4m/s、vB=5m/s，碰后系統(tǒng)總動(dòng)量為 p=mAvA+mBvB=44+2（5）=6kgm/s，碰后系統(tǒng)的總動(dòng)能為：EK= mAvA2+ mBvB2= 442+ 252=57J；系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，總動(dòng)能增加，不可能B不符合題意；C、如果vA=2m/s、vB=1m/s，碰后速度方向相反，相向運(yùn)動(dòng)，還要發(fā)生一次碰撞，這是不可能的C不符合題意；D、如果vA=1m/s、vB=5m/s，碰后總動(dòng)量為：p=mAvA+mBvB=4（1）+2（5）=16kgm/s碰后系統(tǒng)的總動(dòng)能為：EK= mAvA2+ mBvB2= 412+ 252=27J系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒，總動(dòng)能增加不變，不可能的D不符合題；故答案為：A【分析】根據(jù)動(dòng)量守恒定律，列式求解。二、多選題9.【答案】B,C 【解析】【解答】解：碰撞的瞬間M和m組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，m0的速度在瞬間不變，以M的初速度方向?yàn)檎较?，若碰后M和m的速度變v1和v2 ， 由動(dòng)量守恒定律得：Mv=Mv1+mv2；若碰后M和m速度相同，由動(dòng)量守恒定律得：Mv=（M+m）v故BC正確，AD錯(cuò)誤故選：BC【分析】在M和m碰撞的過程中，由于碰撞時(shí)間極短，M和m組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，m0在瞬間速度不變，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律分析答題10.【答案】A 【解析】【解答】解：木板碰到擋板前，物塊與木板一直做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為v0；木板碰到擋板后，物塊向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，速度減至零后向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，木板向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，最終兩者速度相同，設(shè)為v設(shè)木板的質(zhì)量為M，物塊的質(zhì)量為m，取向左為正方向，則由動(dòng)量守恒得：Mv0mv0=（M+m）v，得 v= v0故A正確，BCD錯(cuò)誤故選：A【分析】木板碰到擋板前，物塊與木板一直做勻速運(yùn)動(dòng)，木板碰到擋板后，物塊繼續(xù)向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，木板向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，最終兩者速度相同，由動(dòng)量守恒分析最終的速度，即可選擇圖象11.【答案】A,C 【解析】【解答】解：A、根據(jù)動(dòng)量的公式，豎直方向拉力的沖量為：Ix=Fsint，水平拉力的沖量為Iy=Fcost，則拉力的沖量為Ft= ，所以A符合題意，B不符合題意；C、根據(jù)動(dòng)量定理：I合=mv，物體沒有運(yùn)動(dòng)，則v=0，所以I合=0，所以C不符合題意；D、根據(jù)動(dòng)量定理，豎直方向上：Fsintmgt=0，得mgt=Fsint0，所以D不符合題意；故答案為：AC【分析】根據(jù)沖量的計(jì)算公式I=Ft和動(dòng)量定理進(jìn)行計(jì)算判斷。三、填空題12.【答案】【解析】【解答】解：船和人組成的系統(tǒng)，在水平方向上動(dòng)量守恒，人在船上行進(jìn)，船向后退，規(guī)定人的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律有：mvMV=0人從船頭走到船尾，設(shè)船后退的距離為x，則人相對(duì)于地面的距離為L(zhǎng)x則有：m =M 解得：x= 故答案為： 【分析】不計(jì)水的阻力，人和小船組成的系統(tǒng)水平方向不受外力，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出船移動(dòng)的位移大小13.【答案】1.1m/s 【解析】【解答】解：碰撞過程，由動(dòng)量守恒定律得：m1v1=m1v1+m2v2 ， 代入數(shù)據(jù)解得：v2=1.1m/s；故答案為：1.1m/s【分析】碰撞過程中動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可以求出小球速度四、解答題14.【答案】解:以全過程為研究對(duì)象，初、末動(dòng)量的數(shù)值都是0，所以運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化量為零，根據(jù)動(dòng)量定理，合力的沖量為零，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，物體下落到地面上所需要的時(shí)間是t 1 s從開始下落到落到海綿墊上停止時(shí)，mg（tt1）Ft10代入數(shù)據(jù)，解得F1 400 N下落到沙坑中時(shí)，mg（tt2）Ft20代入數(shù)據(jù)，解得F7 700 N 【解析】【分析】求平均力，已知位移用動(dòng)能定理，已知時(shí)間用動(dòng)量定理，所以