2019高中物理第十六章動量守恒定律綜合評估對點(diǎn)練+鞏固練含解析新人教版選修3.docx

第十六章 動量守恒定律綜合評估對應(yīng)學(xué)生用書P21本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，考試時間90分鐘。第卷(選擇題，共50分)一、選擇題(每小題5分，共50分。其中16題為單選，710題為多選)1重為4 N的物體，靜止在傾角為30的斜面上，在5 s內(nèi)，關(guān)于重力對物體的沖量的說法正確的是()A重力的沖量為零B重力的沖量為10 NsC重力的沖量為20 NsD重力的沖量與摩擦力的沖量相等答案C解析由沖量的公式得IGGt4 N5 s20 Ns，由于物體靜止，由動量定理得合外力沖量為零，所以重力的沖量與摩擦力和支持力這兩個力合力的沖量大小相等方向相反，因此C正確，A、B、D錯誤。2一質(zhì)量為m的運(yùn)動員從下蹲狀態(tài)開始起跳，經(jīng)t的時間，身體伸直并剛好離開地面，速度為v，在此過程中地面對他作用的沖量大小和做的功分別為()Amvmgt；mv2 Bmv；mv2Cmvmgt；0 Dmvmgt；0答案C解析人的速度原來為零，起跳后變?yōu)関，則由動量定理可得：Imgtmvmv，故地面對人的沖量為Imvmgt；因為支持力的作用點(diǎn)沒有位移，故地面對人做功為零，故C正確。3人從高處跳到低處時，為了安全，一般都是讓腳尖先著地，這樣做是為了()A減小沖量B減小動量的變化量C延長與地面的作用時間，從而減小沖力D增大人對地面的壓強(qiáng)，起到安全作用答案C解析人從高處落下，著地瞬間動量為p，最后減為零，讓腳尖先著地，并未改變動量的變化量，由動量定理知，是為了延長和地面的作用時間來減小沖力大小，故C正確。4如圖所示，兩個小球A、B在光滑水平地面上相向運(yùn)動，它們的質(zhì)量分別為mA4 kg，mB2 kg，速度分別是vA3 m/s(設(shè)為正方向)，vB3 m/s。則它們發(fā)生正碰后，速度的可能值分別為()AvA1 m/s，vB1 m/sBvA4 m/s，vB5 m/sCvA2 m/s，vB1 m/s DvA1 m/s，vB5 m/s答案A解析碰前動量分別為pAmAvA12 kgm/s，pBmBvB6 kgm/s，動能分別為EkAmAv18 J，EkBmBv9 J，因碰撞前后動量守恒，動能不增加，因此B、D錯誤；因碰撞中兩球不會彼此穿過對方，所以C錯誤，故答案為A。5.在光滑水平地面上放置一輛小車，車上放置有木盆，在車與木盆以共同的速度向右運(yùn)動時，有雨滴以極小的速度豎直落入木盆中而不濺出，如圖所示，則在雨滴落入木盆的過程中，小車速度將()A保持不變 B變大C變小 D先變大后變小答案C解析設(shè)雨滴的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，則由水平方向動量守恒可得：Mv0(Mm)v，不難看出小車的速度將減小。6如圖所示，三輛完全相同的平板小車a、b、c成一直線排列，靜止在光滑水平面上。c車上有一個小孩跳到b車上，接著又立即從b車跳到a車上。小孩跳離c車和b車時對地的水平速度相同。他跳到a車上相對a車保持靜止，此后()Aa、c兩車速率相等B三輛車的速率關(guān)系vcvavbCa、b兩車速度相等Da、c兩車運(yùn)動方向相同答案B解析設(shè)小車的質(zhì)量均為M，人的質(zhì)量為m，人跳離c車和b車的速度大小為v0，規(guī)定向左為正方向，由動量守恒定律，人跳離c車過程有0mv0Mvc，所以vc，方向向右；人跳上和跳離b車過程，mv0mv0Mvb，所以vb0；人跳上a車過程，mv0(Mm)va，所以va，方向向左；即vcvavb，且va與vc方向相反，故B正確，A、C、D錯誤。7如圖所示，一個質(zhì)量為0.18 kg的壘球，以25 m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?5 m/s，設(shè)球棒與壘球的作用時間為0.01 s。下列說法正確的是()A球棒對壘球的平均作用力大小為1260 NB球棒對壘球的平均作用力大小為360 NC球棒對壘球做的功為126 JD球棒對壘球做的功為36 J答案AC解析設(shè)球棒對壘球的平均作用力為，由動量定理得tm(vtv0)，取vt45 m/s，則v025 m/s，代入上式，得1260 N，由動能定理得Wmvmv126 J，A、C正確。8質(zhì)量為m的物體以速度v0做平拋運(yùn)動，經(jīng)過時間t，下落的高度為h，速度大小為v。在這段時間內(nèi)，該物體的動量變化量大小為()Amvmv0 BmgtCm Dm答案BCD解析由動量定理可知B正確；設(shè)t秒末的豎直分速度為v1，則有v2gh，v2vv，由以上分析可知C和D也正確。9如圖甲所示，長木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m2 kg的另一物體B以水平速度v02 m/s滑上原來靜止的長木板A的表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時間變化情況如圖乙所示，則下列說法正確的是()A木板獲得的動能為2 JB系統(tǒng)損失的機(jī)械能為1 JC木板A的最小長度為1 mDA、B間的動摩擦因數(shù)為0.1答案CD解析由vt圖象知B的加速度大小a1 m/s2，據(jù)牛頓第二定律mgma得0.1，故D正確。最后A、B共速，由動量守恒定律得mv0(Mm)v，得M2 kg，則木板獲得的動能EkMv21 J，故A錯誤。系統(tǒng)損失的機(jī)械能Emv(Mm)v22 J，故B錯誤。由EmgL得L1 m，故C正確。10.如圖所示，箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一質(zhì)量為m的鐵球以速度v向左壁碰去，來回碰幾次后停下來，而箱子始終靜止，則整個過程中()A鐵球?qū)ο渥拥臎_量為零B鐵球和箱子受到的沖量大小相等C箱子對鐵球的沖量為mv，向右D地面摩擦力對箱子的沖量為mv，向右答案CD解析箱子在水平方向上受到兩個力作用，鐵球?qū)ο渥拥淖饔昧偷孛鎸ο渥拥哪Σ亮?，二力始終等值反向，其合力始終為零，故箱子始終靜止。因此，鐵球?qū)ο渥拥臎_量與地面摩擦力對箱子的沖量等值反向，合沖量為零，故A錯誤；根據(jù)動量定理，鐵球受到的沖量為I0mvmv，即箱子對鐵球的沖量Imv，負(fù)號表示方向向右，而箱子受到的沖量始終為零，故B錯誤，C正確；箱子對鐵球的沖量mv，向右，根據(jù)牛頓第三定律，鐵球?qū)ο渥拥臎_量為mv，向左。又因為地面摩擦力與鐵球?qū)ο渥拥淖饔昧Φ戎捣聪颍缘孛婺Σ亮ο渥拥臎_量為mv，向右，故D正確。第卷(非選擇題，共50分)二、填空題(共16分)11(2分)甲、乙兩物體質(zhì)量相等，并排緊靠靜止在光滑的水平面上，現(xiàn)用一水平外力F推動甲物體，同時給乙一個與F同方向的瞬時沖量I，使兩物體開始運(yùn)動，當(dāng)兩物體重新相遇時，經(jīng)歷的時間為_，甲的動量為_。答案2I解析設(shè)甲、乙質(zhì)量均為m，Imv乙，x乙v乙t，F(xiàn)ma，x甲at2，當(dāng)兩物體再次相遇時，x甲x乙，聯(lián)立得t，此時甲的動量pmv甲，v甲at，得p2I。12(8分)如圖甲所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。(1)實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過測量_(選填選項前的符號)，間接地解決這個問題。A小球開始釋放高度hB小球拋出點(diǎn)距地面的高度HC小球做平拋運(yùn)動的射程(2)圖甲中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測量平拋射程OP。然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分末端，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是_(填選項前的符號)。A用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2B測量小球m1開始釋放高度hC測量拋出點(diǎn)距地面的高度HD分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、NE測量平拋射程OM、ON(3)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達(dá)式可表示為_(用(2)中測量的量表示)；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為_(用(2)中測量的量表示)。(4)經(jīng)測定，m145.0 g，m27.5 g，小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖乙所示。碰撞前、后m1的動量分別為p1與p1，則p1p1_11；若碰撞結(jié)束時m2的動量為p2，則p1p211_。實驗結(jié)果說明，碰撞前、后總動量的比值為_。答案(1)C(2)ADE(3)m1OMm2ONm1OPm1OM2m2ON2m1OP2(4)142.91.01解析(1)小球離開軌道后做平拋運(yùn)動，由Hgt2知t，即小球的下落時間一定，則初速度v可用平拋運(yùn)動的水平射程來表示，選項C正確。 (2)本實驗要驗證的是m1OMm2ONm1OP，因此要測量兩個小球的質(zhì)量m1和m2以及它們的水平射程OM和ON，而要確定水平射程，應(yīng)先分別確定兩個小球落地的平均落點(diǎn)，沒有必要測量小球m1開始釋放的高度h和拋出點(diǎn)距地面的高度H。故應(yīng)完成的步驟是ADE。(3)若動量守恒，應(yīng)有m1v1m2v2m1v0(v0是m1單獨(dú)下落時離開軌道時的速度，v1、v2是兩球碰后m1、m2離開軌道時的速度)，又v，則有m1m2m1，即m1OMm2ONm1OP；若碰撞是彈性碰撞，則碰撞過程中沒有機(jī)械能損失，則有m1vm2vm1v，同樣整理可得m1OM2m2ON2m1OP2。 (4)碰前m1的動量p1m1v0m1，碰后m1的動量p1m1v1m1，則p1p1OPOM1411；碰后m2的動量p2m2v2m2，所以p1p2(m1OM)(m2ON)112.9；碰撞前、后總動量的比值1.01。13(6分)如圖所示，氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器。它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動可視為沒有摩擦。我們可以用帶豎直擋板C、D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A、B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示(彈簧的長度忽略不計)，采用的實驗步驟如下：a用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB。b調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平。c在滑塊A、滑塊B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上。d用刻度尺測出滑塊A的左端至擋板C的距離L1。e按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動時間的計時器開始工作。當(dāng)滑塊A、B分別碰撞擋板C、D時停止計時，記下滑塊A、B分別到達(dá)擋板C、D的運(yùn)動時間t1和t2。(1)實驗中還應(yīng)測量的物理量是_。(2)利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達(dá)式是_，由此公式算得的A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是_。(3)利用上述實驗數(shù)據(jù)能否測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小？_。如能，請寫出表達(dá)式_。答案(1)B的右端至D擋板的距離L2(2)mAmB0測量時間、距離等存在誤差，阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差(3)能EpmA2mB2解析(1)驗證動量守恒定律，要知道A、B兩滑塊的速度，所以不僅要知道A到C的距離，也要知道B到D的距離。(2)由實驗所測數(shù)據(jù)知，要驗證動量守恒定律須滿足mAmB0，誤差不可避免，時間、距離的測量有誤差，阻力、導(dǎo)軌不水平等都可造成誤差。(3)由實驗裝置知，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為A、B的動能，所以有EpmA2mB2。三、計算題(共34分)14(8分)如右圖所示，一質(zhì)量為M的物塊靜止在桌面邊緣，桌面離水平地面的高度為h。一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0射入物塊后，以水平速度射出。重力加速度為g。求：(1)此過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；(2)此后物塊落地點(diǎn)離桌面邊緣的水平距離。答案(1)mv(2)解析(1)設(shè)子彈穿過物塊后物塊的速度為v，由動量守恒定律得mv0mMv，解得：v系統(tǒng)損失的機(jī)械能為：Emv解得：Emv。 (2)設(shè)物塊下落到地面所需時間為t，落地點(diǎn)距桌面邊緣的水平距離為s，則：hgt2，svt得：s。15(8分)豎直平面內(nèi)的半圓軌道光滑且與水平地面相切于B點(diǎn)，一質(zhì)量為1 kg的堅硬小物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))，靜止在光滑的水平地面上，如圖所示。一顆質(zhì)量為 10 g 的子彈以505 m/s的速度向左飛來，正好打中小物塊A，并嵌在小物塊A內(nèi)一起向左運(yùn)動，已知R0.4 m，g10 m/s2。求：(1)子彈打中小物塊A并合成一個整體時的共同速度大小；(2)小物塊A在C點(diǎn)對軌道頂端的壓力大?。?3)小物塊A落地點(diǎn)與B點(diǎn)的水平距離。答案(1)5 m/s(2)12.625 N(3)1.2 m解析(1)子彈打中小物塊的過程，取向左為正方向，由動量守恒定律得：mv0(mM)v得共同體的速度大小為：v m/s5 m/s。(2)小物塊(含子彈)從水平面運(yùn)動到C點(diǎn)的過程，由機(jī)械能守恒定律得：(Mm)v2(Mm)v(mM)g2R代入數(shù)據(jù)計算得出：vC3 m/s在C點(diǎn)，由牛頓第二定律得：N(mM)g(mM)代入數(shù)據(jù)計算得出：N12.625 N由牛頓第三定律知，小物塊在C點(diǎn)對軌道頂端的壓力大小為：NN12.625 N。(3)小物塊離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動，則有：2Rgt2xvCt計算得出小物塊落地點(diǎn)與B點(diǎn)的水平距離為：x1.2 m。16.(9分)如圖所示，光滑水平面上一質(zhì)量為M、長為L的木板右端緊靠豎直墻壁。質(zhì)量為m的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度v0滑上木板的左端，滑到木板的右端時速度恰好為零。(1)求小滑塊與木板間的摩擦力大??；(2)現(xiàn)小滑塊以某一速度v滑上木板的左端，滑到木板的右端時與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞，然后向左運(yùn)動，剛好能夠滑到木板左端而不從木板上落下，試求的值。答案(1)(2) 解析(1)小滑塊以水平速度v0右滑時，有：FfL0mv解得Ff。(2)設(shè)小滑塊以速度v滑上木板，運(yùn)動至碰墻時速度為v1，則有FfLmvmv2滑塊與墻碰撞后向左運(yùn)動到木板左端，此時滑塊、木板的共同速度為v2，則有mv1(mM)v2FfLmv(mM)v式聯(lián)立，解得。17(9分)在光滑水平面上靜止有質(zhì)量均為m的木板AB和滑塊CD，木板AB上表面粗糙，滑塊CD上表面是光滑的圓弧，它們緊靠在一起，如圖所示。一個可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊P，質(zhì)量也為m，它從木板AB的右端以初速度v0滑上木板，過B點(diǎn)時