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

第十六章 動(dòng)量守恒定律綜合評(píng)估對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P21本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分。滿(mǎn)分100分，考試時(shí)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(duì)物體的沖量的說(shuō)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(dòng)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(gè)力合力的沖量大小相等方向相反，因此C正確，A、B、D錯(cuò)誤。2一質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)開(kāi)始起跳，經(jīng)t的時(shí)間，身體伸直并剛好離開(kāi)地面，速度為v，在此過(guò)程中地面對(duì)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(lái)為零，起跳后變?yōu)関，則由動(dòng)量定理可得：Imgtmvmv，故地面對(duì)人的沖量為Imvmgt；因?yàn)橹С至Φ淖饔命c(diǎn)沒(méi)有位移，故地面對(duì)人做功為零，故C正確。3人從高處跳到低處時(shí)，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(dòng)量的變化量C延長(zhǎng)與地面的作用時(shí)間，從而減小沖力D增大人對(duì)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(dòng)量為p，最后減為零，讓腳尖先著地，并未改變動(dòng)量的變化量，由動(dòng)量定理知，是為了延長(zhǎng)和地面的作用時(shí)間來(lái)減小沖力大小，故C正確。4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(dòng)量分別為pAmAvA12 kgm/s，pBmBvB6 kgm/s，動(dòng)能分別為EkAmAv18 J，EkBmBv9 J，因碰撞前后動(dòng)量守恒，動(dòng)能不增加，因此B、D錯(cuò)誤；因碰撞中兩球不會(huì)彼此穿過(guò)對(duì)方，所以C錯(cuò)誤，故答案為A。5.在光滑水平地面上放置一輛小車(chē)，車(chē)上放置有木盆，在車(chē)與木盆以共同的速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(guò)程中，小車(chē)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(chē)的質(zhì)量為M，則由水平方向動(dòng)量守恒可得：Mv0(Mm)v，不難看出小車(chē)的速度將減小。6如圖所示，三輛完全相同的平板小車(chē)a、b、c成一直線(xiàn)排列，靜止在光滑水平面上。c車(chē)上有一個(gè)小孩跳到b車(chē)上，接著又立即從b車(chē)跳到a車(chē)上。小孩跳離c車(chē)和b車(chē)時(shí)對(duì)地的水平速度相同。他跳到a車(chē)上相對(duì)a車(chē)保持靜止，此后()Aa、c兩車(chē)速率相等B三輛車(chē)的速率關(guān)系vcvavbCa、b兩車(chē)速度相等Da、c兩車(chē)運(yùn)動(dòng)方向相同答案B解析設(shè)小車(chē)的質(zhì)量均為M，人的質(zhì)量為m，人跳離c車(chē)和b車(chē)的速度大小為v0，規(guī)定向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律，人跳離c車(chē)過(guò)程有0mv0Mvc，所以vc，方向向右；人跳上和跳離b車(chē)過(guò)程，mv0mv0Mvb，所以vb0；人跳上a車(chē)過(guò)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(cuò)誤。7如圖所示，一個(gè)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(shí)間為0.01 s。下列說(shuō)法正確的是()A球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為1260 NB球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為360 NC球棒對(duì)壘球做的功為126 JD球棒對(duì)壘球做的功為36 J答案AC解析設(shè)球棒對(duì)壘球的平均作用力為，由動(dòng)量定理得tm(vtv0)，取vt45 m/s，則v025 m/s，代入上式，得1260 N，由動(dòng)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(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，下落的高度為h，速度大小為v。在這段時(shí)間內(nèi)，該物體的動(dòng)量變化量大小為()Amvmv0 BmgtCm Dm答案BCD解析由動(dòng)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(zhǎng)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(lái)靜止的長(zhǎng)木板A的表面，由于A(yíng)、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時(shí)間變化情況如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是()A木板獲得的動(dòng)能為2 JB系統(tǒng)損失的機(jī)械能為1 JC木板A的最小長(zhǎng)度為1 mDA、B間的動(dòng)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(dòng)量守恒定律得mv0(Mm)v，得M2 kg，則木板獲得的動(dòng)能EkMv21 J，故A錯(cuò)誤。系統(tǒng)損失的機(jī)械能Emv(Mm)v22 J，故B錯(cuò)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(lái)回碰幾次后停下來(lái)，而箱子始終靜止，則整個(gè)過(guò)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(duì)鐵球的沖量為mv，向右D地面摩擦力對(duì)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(gè)力作用，鐵球?qū)ο渥拥淖饔昧偷孛鎸?duì)箱子的摩擦力，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(duì)箱子的沖量等值反向，合沖量為零，故A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量定理，鐵球受到的沖量為I0mvmv，即箱子對(duì)鐵球的沖量Imv，負(fù)號(hào)表示方向向右，而箱子受到的沖量始終為零，故B錯(cuò)誤，C正確；箱子對(duì)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?yàn)榈孛婺Σ亮εc鐵球?qū)ο渥拥淖饔昧Φ戎捣聪颍缘孛婺Σ亮?duì)箱子的沖量為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(dòng)甲物體，同時(shí)給乙一個(gè)與F同方向的瞬時(shí)沖量I，使兩物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩物體重新相遇時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為_(kāi)，甲的動(dòng)量為_(kāi)。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(shí)，x甲x乙，聯(lián)立得t，此時(shí)甲的動(dòng)量pmv甲，v甲at，得p2I。12(8分)如圖甲所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。(1)實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通過(guò)測(cè)量_(選填選項(xiàng)前的符號(hào))，間接地解決這個(gè)問(wèn)題。A小球開(kāi)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(dòng)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(shí)驗(yàn)時(shí)，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(cè)量平拋射程O(píng)P。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(lái)要完成的必要步驟是_(填選項(xiàng)前的符號(hào))。A用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1、m2B測(cè)量小球m1開(kāi)始釋放高度hC測(cè)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(cè)量平拋射程O(píng)M、ON(3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為_(kāi)(用(2)中測(cè)量的量表示)；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿(mǎn)足的表達(dá)式為_(kāi)(用(2)中測(cè)量的量表示)。(4)經(jīng)測(cè)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(dòng)量分別為p1與p1，則p1p1_11；若碰撞結(jié)束時(shí)m2的動(dòng)量為p2，則p1p211_。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，碰撞前、后總動(dòng)量的比值為_(kāi)。答案(1)C(2)ADE(3)m1OMm2ONm1OPm1OM2m2ON2m1OP2(4)142.91.01解析(1)小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由Hgt2知t，即小球的下落時(shí)間一定，則初速度v可用平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程來(lái)表示，選項(xiàng)C正確。 (2)本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的是m1OMm2ONm1OP，因此要測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1和m2以及它們的水平射程O(píng)M和ON，而要確定水平射程，應(yīng)先分別確定兩個(gè)小球落地的平均落點(diǎn)，沒(méi)有必要測(cè)量小球m1開(kāi)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(dòng)量守恒，應(yīng)有m1v1m2v2m1v0(v0是m1單獨(dú)下落時(shí)離開(kāi)軌道時(shí)的速度，v1、v2是兩球碰后m1、m2離開(kāi)軌道時(shí)的速度)，又v，則有m1m2m1，即m1OMm2ONm1OP；若碰撞是彈性碰撞，則碰撞過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能損失，則有m1vm2vm1v，同樣整理可得m1OM2m2ON2m1OP2。 (4)碰前m1的動(dòng)量p1m1v0m1，碰后m1的動(dòng)量p1m1v1m1，則p1p1OPOM1411；碰后m2的動(dòng)量p2m2v2m2，所以p1p2(m1OM)(m2ON)112.9；碰撞前、后總動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(dòng)可視為沒(méi)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(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì))，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：a用天平分別測(cè)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(gè)被壓縮的輕彈簧，用電動(dòng)卡銷(xiāo)鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上。d用刻度尺測(cè)出滑塊A的左端至擋板C的距離L1。e按下電鈕放開(kāi)卡銷(xiāo)，同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作。當(dāng)滑塊A、B分別碰撞擋板C、D時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下滑塊A、B分別到達(dá)擋板C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2。(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是_。(2)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)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(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是_。(3)利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能否測(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大??？_。如能，請(qǐng)寫(xiě)出表達(dá)式_。答案(1)B的右端至D擋板的距離L2(2)mAmB0測(cè)量時(shí)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(yàn)證動(dòng)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(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)知，要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律須滿(mǎn)足mAmB0，誤差不可避免，時(shí)間、距離的測(cè)量有誤差，阻力、導(dǎo)軌不水平等都可造成誤差。(3)由實(shí)驗(yàn)裝置知，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為A、B的動(dòng)能，所以有EpmA2mB2。三、計(jì)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(guò)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(guò)物塊后物塊的速度為v，由動(dòng)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(shí)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(jiān)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(lái)，正好打中小物塊A，并嵌在小物塊A內(nèi)一起向左運(yùn)動(dòng)，已知R0.4 m，g10 m/s2。求：(1)子彈打中小物塊A并合成一個(gè)整體時(shí)的共同速度大?。?2)小物塊A在C點(diǎn)對(duì)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(guò)程，取向左為正方向，由動(dòng)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(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律得：(Mm)v2(Mm)v(mM)g2R代入數(shù)據(jù)計(jì)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(jì)算得出：N12.625 N由牛頓第三定律知，小物塊在C點(diǎn)對(duì)軌道頂端的壓力大小為：NN12.625 N。(3)小物塊離開(kāi)C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，則有：2Rgt2xvCt計(jì)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(zhǎng)為L(zhǎng)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(shí)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(shí)與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞，然后向左運(yùn)動(dòng)，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(shí)，有：FfL0mv解得Ff。(2)設(shè)小滑塊以速度v滑上木板，運(yùn)動(dòng)至碰墻時(shí)速度為v1，則有FfLmvmv2滑塊與墻碰撞后向左運(yùn)動(dòng)到木板左端，此時(shí)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(gè)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(guò)B點(diǎn)時(shí)