2018版高中物理第1章動量守恒研究章末綜合測評魯科版.docx

第1章 動量守恒研究 (時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共7小題，每小題6分，共42分全部選對得6分，選對但不全得3分，有錯選或不答得0分)1質(zhì)量為m的木箱放在水平地面上，在與水平方向成角的拉力F作用下，由靜止開始運動，經(jīng)過時間t速度達到v，在這段時間內(nèi)拉力F和重力的沖量大小分別為()AFt,0BFtcos ，0Cmv,0 DFt，mgt【解析】由沖量的定義式IFt知，某個力與該力對應時間的乘積，便為該力的沖量因此拉力的沖量為Ft，重力的沖量為mgt，故選項D正確【答案】D2在下列幾種現(xiàn)象中，所選系統(tǒng)動量守恒的有()A原來靜止在光滑水平面上的車，從水平方向跳上一個人，人車為一系統(tǒng)B運動員將鉛球從肩窩開始加速推出，以運動員和鉛球為一系統(tǒng)C從高空自由落下的重物落在靜止于地面上的車廂中，以重物和車廂為一系統(tǒng)D光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一個物體沿斜面滑下，以物體和斜面為一系統(tǒng)【解析】判斷動量是否守恒的方法有兩種：第一種，從動量守恒的條件判定，動量守恒成立的條件是系統(tǒng)受到的合外力為零，故分析系統(tǒng)受到的外力是關鍵；第二種，從動量的定義判定B選項敘述的系統(tǒng)，初動量為零，末動量不為零；C選項末動量為零，而初動量不為零D選項，在物體沿斜面下滑時，向下的動量增大，A選項滿足動量守恒【答案】A3靜止在湖面上的小船上有甲、乙兩名運動員，他們的質(zhì)量相等，以相對于湖面相同的水平速率沿相反方向先后躍入水中，如圖1所示，若甲先跳，乙后跳，不計水對船的阻力，則() 【導學號：64772088】圖1A小船末速度向右，乙受小船的沖量大B小船末速度向左，甲受小船的沖量大C小船末速度為零，乙受小船的沖量大D小船末速度為零，甲受小船的沖量大【解析】甲、乙、小船組成的系統(tǒng)動量守恒，取向左為正方向，則有0m甲vm乙vm船v，由于m甲m乙，所以v0，故A、B錯誤；對甲用動量定理I甲m甲v，對乙用動量定理I乙m乙vm乙v，v為甲跳出后乙和船的速率，因此I甲I乙，D正確【答案】D4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時刻發(fā)生正碰，兩球在碰撞前后的速度圖象如圖2所示下列關系正確的是()圖2Amamb BmambCmamb D無法判斷【解析】不妨設a球碰b球前的速度大小為v，則由題圖可知，碰后a、b兩球的速度大小為，由動量守恒得：mavmbma，解得：mb3ma，只有B項正確【答案】B5質(zhì)量為M的木塊在光滑的水平面上以速度v1向右運動，質(zhì)量為m的子彈以速度v2向左射入木塊并停留在木塊中，要使木塊停下來，發(fā)射子彈的數(shù)目是()A. B.C. D.【解析】設需發(fā)射n顆子彈，對整個過程由動量守恒定律可得：Mv1nmv20，所以n.【答案】D6(多選)古時有“守株待兔”的寓言，設兔子的頭部受到大小等于自身重力的撞擊力時即可致死，并設兔子與樹樁的作用時間為0.2 s，則被撞死的兔子奔跑的速度大小可能為(g取10 m/s2)() 【導學號：64772089】A1 m/s B1.5 m/sC2 m/s D2.5 m/s【解析】對兔子由動量定理，可得Ftmv2mv1，選取兔子奔跑的方向為正方向，即Ft0mv1，F(xiàn).當Fmg時，兔子即被撞死，即Fmg.所以v1gt，即v1100.2 m/s2 m/s，故應選C、D.【答案】CD7(多選)質(zhì)量為M、內(nèi)壁間距為L的箱子靜止于光滑的水平面上，箱子中間有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與箱子底板間的動摩擦因數(shù)為.初始時小物塊停在箱子正中間，如圖3所示現(xiàn)給小物塊一水平向右的初速度v，小物塊與箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中間，并與箱子保持相對靜止設碰撞都是彈性的，則整個過程中，系統(tǒng)損失的動能為()圖3A.mv2 B.v2C.NmgL DNmgL【解析】小物塊與箱子作用過程中滿足動量守恒，小物塊最后恰好又回到箱子正中間二者相對靜止，即為共速，設速度為v1，mv(mM)v1，系統(tǒng)損失動能Ekmv2(Mm)v，A錯誤，B正確；由于碰撞為彈性碰撞，故碰撞時不損失能量，系統(tǒng)損失的動能等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量，即EkQNmgL，C錯誤，D正確【答案】BD二、非選擇題(本題共5小題，共58分，按題目要求作答)8.(8分)某同學把兩塊不同的木塊用細線連接，中間夾一被壓縮的彈簧，如圖4所示，將這一系統(tǒng)置于光滑的水平桌面上，燒斷細線，觀察木塊的運動情況，進行必要的測量，驗證木塊間相互作用時動量守恒圖4(1)該同學還必須有的器材是_(2)需要直接測量的數(shù)據(jù)是_(3)用所得數(shù)據(jù)驗證動量守恒的關系式是_【解析】這個實驗的思路與課本上采用的實驗的原理完全相同，也是通過測平拋運動的位移來代替它們作用完畢時的速度【答案】(1)刻度尺、天平(2)兩木塊的質(zhì)量m1、m2和兩木塊落地點分別到桌子兩側(cè)邊緣的水平距離s1、s2.(3)m1s1m2s29(10分)現(xiàn)利用圖5甲所示的裝置驗證動量守恒定律在圖甲中，氣墊導軌上有A、B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點計時器(圖中未畫出)的紙帶相連；滑塊B左側(cè)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實驗測得滑塊A的質(zhì)量m10.310 kg，滑塊B的質(zhì)量m20.108 kg，遮光片的寬度d1.00 cm；打點計時器所用交流電的頻率f50.0 Hz.將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，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tB3.500 ms，碰撞前后打出的紙帶如圖乙所示若實驗允許的相對誤差絕對值最大為5%，本實驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律？寫出運算過程甲乙圖5【解析】按定義，滑塊運動的瞬時速度大小v為v式中s為滑塊在很短時間t內(nèi)走過的路程設紙帶上打出相鄰兩點的時間間隔為tA，則tA0.02 stA可視為很短設滑塊A在碰撞前、后瞬時速度大小分別為v0、v1.將式和圖給實驗數(shù)據(jù)代入式得v02.00 m/sv10.970 m/s設滑塊B在碰撞后的速度大小為v2，由式有v2代入題給實驗數(shù)據(jù)得v22.86 m/s設兩滑塊在碰撞前、后的總動量分別為p和p，則pm1v0pm1v1m2v2兩滑塊在碰撞前后總動量相對誤差的絕對值為p100%聯(lián)立式并代入有關數(shù)據(jù)，得p1.7%5%因此，本實驗在允許的誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律【答案】見解析10(12分)如圖6甲所示，物塊A、B的質(zhì)量分別是m14.0 kg和m26.0 kg，用輕彈簧相連接放在光滑的水平面上，物塊B左側(cè)與豎直墻相接觸另有一個物塊C從t0時刻起以一定的速度向左運動，在t5.0 s時刻與物塊A相碰，碰后立即與A粘在一起不再分開，物塊C的vt圖象如圖乙所示試求： 【導學號：64772021】(1)物塊C的質(zhì)量m3；(2)在5.0 s到15 s的時間內(nèi)物塊A的動量變化的大小和方向圖6【解析】(1)根據(jù)圖象可知，物塊C與物塊A相碰前的速度為v16 m/s相碰后的速度為：v22 m/s根據(jù)動量守恒定律得：m3v1(m1m3)v2解得：m32.0 kg.(2)規(guī)定向左的方向為正方向，在第5.0 s和第15 s物塊A的速度分別為：v22 m/s，v32 m/s所以物塊A的動量變化為：pm1(v3v2)16 kgm/s即在5.0 s到15 s的時間內(nèi)物塊A動量變化的大小為：16 kgm/s，方向向右【答案】(1)2.0 kg(2)16 kgm/s，方向向右11(14分)如圖7所示，水平地面上靜止放置一輛小車A，質(zhì)量mA4 kg，上表面光滑，小車與地面間的摩擦力極小，可以忽略不計可視為質(zhì)點的物塊B置于A的最右端，B的質(zhì)量mB2 kg.現(xiàn)對A施加一個水平向右的恒力F10 N，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粘合在一起，共同在F的作用下繼續(xù)運動，碰撞后經(jīng)時間t0.6 s，二者的速度達到vt2 m/s.求：圖7(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??；(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FmAa代入數(shù)據(jù)解得a2.5 m/s2.(2)對A、B碰撞后共同運動t0.6 s的過程，由動量定理得Ft(mAmB)vt(mAmB)v代入數(shù)據(jù)解得v1 m/s.(3)設A、B發(fā)生碰撞前，A的速度為vA，對A、B發(fā)生碰撞的過程，由動量守恒定律有mAvA(mAmB)vA從開始運動到與B發(fā)生碰撞前，由動能定理有FlmAv由式，代入數(shù)據(jù)解得l0.45 m.【答案】(1)2.5 m/s2(2)1 m/s(3)0.45 m12(14分)如圖8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