2017-2018學(xué)年高中物理第十六章動量守恒定律章末質(zhì)量評估新人教版選修3-5

1、第十六章動量守恒定律（時間：90 分鐘滿分：100 分）一、單項選擇題（本大題共 10 小題，每小題 3 分，共 30 分.每小題給出的四個選項中， 只有一個選項正確）1.在不計空氣阻力作用的條件下，下列說法中不正確的是（）A. 自由下落的小球在空中運(yùn)動的任意一段時間內(nèi)，其增加的動能一定等于其減少的重 力勢能B. 做平拋運(yùn)動的小球在空中運(yùn)動的任意相同的時間內(nèi)，其速度的變化量一定相同C. 做勻速圓周運(yùn)動的小球在任意一段時間內(nèi)其合外力做的功一定為零，合外力的沖量 也一定為零D. 單擺在一個周期內(nèi)，合外力對擺球做的功一定為零，合外力的沖量也一定為零解析：不計空氣阻力，自由下落的小球，其所受合外力為重

2、力， 則小球在運(yùn)動的過程 中 機(jī)械能守恒，其增加的動能一定等于其減小的重力勢能，故 A 正確；做平拋運(yùn)動的小球所受合外力為重力，加速度的大小與方向都不變，所以小球在空中運(yùn)動的任意相同的時間內(nèi)，其速度的變化量一定相同，故 B 正確；做勻速圓周運(yùn)動的小球，其所受合外力的方向一定指向 圓心，小球在任意一段時間內(nèi)其合外力做的功一定為零，但由于速度的方向不斷變化，所以速度的變化量不一定等于 0，合外力的沖量也不一定為零，故C 錯誤；經(jīng)過一個周期，單擺的小球又回到初位置，所有的物理量都與開始時相等，所以單擺在一個周期內(nèi)，合外力對擺 球做的功一定為零，合外力的沖量也一定為零，故D 正確.答案：C2小車上裝有

3、一桶水，靜止在光滑水平地面上，桶的前、后、底及側(cè)面各裝有一個閥門，分別為 S、S、Q、S4,要使小車向前運(yùn)動，可采用的方法是（）A.打開閥門 SiB.打開閥門 S2C.打開閥門 S3D.打開閥門 S答案：B3.如圖所示，一光滑地面上有一質(zhì)量為m的足夠長的木板ab,質(zhì)量為m的人站在 木板的a端，關(guān)于人由靜止開始運(yùn)動到木板的b端（M N表示地面上原a、b對應(yīng)的點(diǎn)），下 列圖示正確的是（）解析：根據(jù)動量守恒定律，木板與人組成的系統(tǒng)動量守恒，對于題中的“人板模型”，2設(shè)各自對地的位移為XmXm,且有m Xm=mXn,Xm+Xm=L板長，以M點(diǎn)為參考點(diǎn)，人向 右運(yùn)動，木板向左運(yùn)動，易得D 是正確的.答案

4、：D4.兩輛汽車的質(zhì)量分別為m和m,已知mm,沿水平方向同方向行駛且具有相等的動 能，則此時兩輛汽車動量P1和P2的大小關(guān)系是（ ）A. pi等于p2B.pi小于P2C. pi大于 P2D.無法比較2解析：由打=2m得p= p2mE，因為mm,氐=氐，所以pip2,選 C.答案：C5.如圖所示，在光滑水平地面上放著兩個物體，其間用一根不能伸長的細(xì)繩相連，開始時繩松弛、B靜止，A具有 4 kg m/s 的動量（令向右為正）.在繩拉緊（可能拉斷）的過程中，A B動量的變化可能為（）BA-VA.PA=4 kg m/s， PB=4kgm/sB.pA= 2 kg m/s， PB= 2kgm/sC.PA=

5、2 kg m/s， pB= 2kgm/sD.PA=pB=2 kg m/sp= mvA= 4 kg m/s，而繩子的拉力為內(nèi)力，總動量守恒.動量減小，B的動量增加，故A的動量改變應(yīng)為負(fù)值，B的動量改變應(yīng)為正值.而繩子可能 會被拉斷，說明在拉斷繩子前A的速度不可能為零，故只有 C 正確.答案：C6.如圖所示，物體A B靜止在光滑水平面上，且mAmB，現(xiàn)用大小相等的兩個力F和F分別作用在A和B上，使A、B沿一條直線相向運(yùn)動，然后又先后撤去這兩個力，使這兩個力對物體做的功相同，接著兩物體碰撞并合為一體后，它們（）rIF尸尸-A H B77777777777777777777A. 可能停止運(yùn)動B. 一定

6、向右運(yùn)動C. 可能向左運(yùn)動D. 仍運(yùn)動，但運(yùn)動方向不能確定解析：由動能定理可知：兩個力對物體做的功相同，則合為一體前兩物體動能相同，由解析：它們的總動量為3物體動量 和動能的關(guān)系p= 2mE知，pApB,選碰前A的方向為正方向，則B的動量為負(fù)值， 由動量守恒定律：PA+pB=（m+m）v,v必為正，故碰后速度v的方向一定與pA相同，向右.答案：B7. 1966 年，在地球的上空完成了用動力學(xué)方法測質(zhì)量的實(shí)驗.實(shí)驗時，用雙子星號宇 宙飛船m去接觸正在軌道上運(yùn)行的火箭組m（后者的發(fā)動機(jī)已熄火）接觸以后，開動雙子星號飛船的推進(jìn)器，使飛船和火箭組共同加速推進(jìn)器的平均推力F= 895 N，推進(jìn)器開動時間

7、t= 7 s 測出飛船和火箭組的速度變化v= 0.91 m/s.已知雙子星號飛船的質(zhì)量 m= 3400 kg.由以上實(shí)驗數(shù)據(jù)，可測出火箭組的質(zhì)量m為（）A. 3 400 kgB. 3 485 kgC. 6 265 kgD. 6 885 kg解析：根據(jù)動量定理，得FAt= （m+m） v，代入數(shù)據(jù)得m的大小為 3 485 kg , B 選 項正確.答案：B8.質(zhì)量 m= 100 kg 的小船靜止在平靜水面上，船兩端載著口甲=40 kg、口乙=60 kg 的游泳者，在同一水平線上甲向左、乙向右冋時以相對于岸 3 m/s 的速度躍入水中，如圖所示，則小船的運(yùn)動速率和方向為（）甲乙 L A. 0.6

8、m/s，向左B. 3 m/s，向左C. 0.6 m/s，向右D. 3 m/s，向右解析：甲、乙和船組成的系統(tǒng)動量守恒，以水平向右為正方向，開始時總動量為零，根據(jù)動量守恒定律有：0=m甲v甲+m乙v乙+mv代入數(shù)據(jù)解得v= 0.6 m/s，負(fù)號說明小船的速度方向向左，故選項A 正確.答案：A9如圖所示的裝置中，木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短.現(xiàn)將子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對象（系統(tǒng)），則此系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中（）解得：v= （m?v甲+nxv乙）m4A.動量守恒、機(jī)械能守恒5B. 動量不守恒、機(jī)械能不

9、守恒C. 動量守恒、機(jī)械能不守恒D. 動量不守恒、機(jī)械能守恒解析：若以子彈、木塊和彈簧合在一起作為研究對象（系統(tǒng)），從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短時，彈簧固定端墻壁對彈簧有外力作用，因此動量不守恒.而在子彈射入木塊時，存在劇烈摩擦作用，有一部分能量將轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能也不守恒.實(shí)際上，在子彈射入木塊這一瞬間過程，取子彈與木塊為系統(tǒng)則可認(rèn)為動量守恒（此瞬間彈簧尚未形變）子 彈射入木塊后木塊壓縮彈簧過程中，機(jī)械能守恒，但動量不守恒.物理規(guī)律總是在一定條件得出的，因此在分析問題時，不但要弄清取誰作研究對象，還要弄清過程的階段的選取，判 斷各階段滿足物理規(guī)律的條件.故B 正確.答案：B10.如圖所

10、示，位于光滑水平桌面上的滑塊P和Q都可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量相等.Q與輕質(zhì) 彈簧相連.設(shè)Q靜止，P以某一初速度向Q運(yùn)動并與彈簧發(fā)生碰撞.在整個碰撞過程 中，彈 簧具有的最大彈性勢能等于（ ）PQ1A.P的初動能B.P的初動能的 211C. P 的初動能的D. P 的初動能的-34解析：兩者速度相等時，彈簧最短，彈性勢能最大.設(shè)P的初速度為v,兩者質(zhì)量為m彈簧最短時兩者的共同速度為v,彈簧具有的最大彈性勢能為巳.根據(jù)動量守恒，有mx1212122mv，根據(jù)能量守恒有 gmv=目x2mv+巳，以上兩式聯(lián)立求解得 巳=4mv.可見彈簧具有 的最大彈性勢能等于滑塊P原來動能的一半，B 正確.答案：B二、多項選

11、擇題（本題共 4 小題，每小題 4 分，共 16 分.每小題有多個選項是正確的，全選對得 4 分，漏選得 2 分，錯選或不選得 0 分）11.質(zhì)量為m的物體以速度vo從地面豎直上拋（不計空氣阻力）到落回地面，在此過程中（）A.上升過程和下落過程中動量的變化量大小均為mv,但方向相反B.整個過程中重力的沖量為 2mvC.整個過程中重力的沖量為 06D.上升過程沖量大小為mv,方向向下解析：物體上升、下降動量變化量相同，大小均為mv,都向下.A 錯、B 對，C 錯、D對.7答案：BD12如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端固定在墻上，另一端與質(zhì)量為m的物體A相連，A放在光滑水平面上，有一質(zhì)量與A相同的物體B,

12、從高h(yuǎn)處由靜止開始沿光滑曲面滑下，與A相A.彈簧被壓縮時所具有的最大彈性勢能為mghC. B 能達(dá)到的最大高度為D. B 能達(dá)到的最大高度為 4解析：根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得B剛到達(dá)水平地面的速度vo=、2gh,根據(jù)動量守恒定 律可得A與B碰撞后的速度為v=Vo，所以彈簧被壓縮時所具有的最大彈性勢能為EPm=2x12mV= qmgh即 B 正確；當(dāng)彈簧再次恢復(fù)原長時，A與B將分開，B以v的速度沿斜面上滑，12h根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得mgh= qmv,B能達(dá)到的最大高度為 4 即 D 正確.答案：BD13.在光滑的水平面上，動能為曰、動量大小為p。的小鋼球 1與靜止小鋼球 2 發(fā)生碰撞，碰撞前后小

13、鋼球 1 的運(yùn)動方向相反，將碰撞后小鋼球1 的動能和動量的大小分別記為E、P1,小鋼球 2 的動能和動量的大小分別記為巳、P2,則必有（）A.E1VE0B.P1Vp。C.曰E0D. p2vpo解析：設(shè)碰撞前球 1 的運(yùn)動方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律有：po=P1+P2,可得到碰撞后球 2 的動量P2=po+P1.由于碰撞前球 2 靜止，所以碰撞后球 2 一定沿正方向運(yùn)動，所以P2Po,選項 D 錯誤.由于碰撞后系統(tǒng)的機(jī)械能總量不可能大于碰撞前系統(tǒng)機(jī)械能總量，即EDE+E故有EoE1和2丘巳，選項 A 正確，選項 C 錯誤.由動能和動量的關(guān)系Em;步驟 2：安裝好實(shí)驗裝置，使斜槽的末端所在的平

14、面保持水平；步驟 3 :先不在斜槽的末端放小球B,讓小球A從斜槽上某位置P由靜止開始釋放，小311球離開斜槽后，用頻閃照相記錄下小球A兩個時刻的位置(如圖乙所示)；步驟 4：將小球B放在斜槽的末端，讓小球A從位置P處由靜止開始釋放，使它們碰撞, 用頻閃照相記錄下兩個小球在兩個時刻的位置(如圖丙所示)；步驟 5:直接測量需要的物理量，根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù)，驗證自己的猜想.請回答：(1) 在步驟 5 中，該同學(xué)需要在照片中直接測量的物理量有 _ ;(選填“X。、yo、XA、yA、XB、yB)(2) 用實(shí)驗中測量的物理量來表示該同學(xué)的猜想結(jié)果：解析：頻閃照相相鄰曝光時間相等，測出X。、XAXB,就可以

15、知道它們碰撞前后水平方mAXomxAmxB向的速度.該同學(xué)的猜想可表示為t=t+t，化簡得mAXo=mAXA+mBXB.答案：(1)xo、XA、XB(2)mAXo=mxA+RIBXB16.(10 分)在光滑的水平面上，質(zhì)量m= 1 kg 的物體與另一質(zhì)量為m2的物體相碰，碰撞前后它們的位移隨時間變化的情況如圖所示求：4812矗矗(1) 碰撞前mi的速度V1和 mi 的速度V2；(2) 另一物體的質(zhì)量ma.s16 0 解析：(1)由s-t圖象可知，碰前：mi 的速度 v=X7 = 4_o m/s = 4 m/s ,m處于靜止?fàn)顟B(tài)；速度V2= 0.(2)由s-t圖象可知，碰后兩物體有共同速度，即發(fā)

16、生完全非彈性碰撞.s24 16碰后的共同速度v=7 m/s = 1 m/s ,t12 4又根據(jù)動量守恒定律，有mv1= (m+m)v,V1v故另一物體的質(zhì)量m=m= 3m= 3 kg.v答案：(1)4 m/s 0(2)3 kg17.(12 分)如圖所示， 在光滑的水平面上靜止著一個質(zhì)量為4m的木板B, B的左端靜止著一個質(zhì)量為 2m的物塊A已知A、B之間的動摩擦因數(shù)為卩,現(xiàn)有質(zhì)量為m的小球以水平速度V0飛來，與A物塊碰撞后立即以大小為 詈的速率彈回，在整個過程中物塊A始終未滑離12木板B,且物塊A可視為質(zhì)點(diǎn)求:13相對 B 靜止后的速度;(2)木板B至少多長?解析：(1)設(shè)小球m與物塊A碰撞后

17、A的速度為vi，以Vo的方向為正方向,mv得mv=3+ 2mv；3(2)設(shè)A在B上滑過的距離為L,由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，得2 卩mgL=2mv；(2 m 4m)v2,18. (12 分)如圖所示，水平固定一個光滑長桿，有一個質(zhì)量為m小滑塊A套在細(xì)桿上可自由滑動在水平桿上豎直固定一個擋板P,小滑塊靠在擋板的右側(cè)處于靜止?fàn)顟B(tài)，在小 滑塊的下端用長為L的細(xì)線懸掛一個質(zhì)量為 2m的小球B將小球拉至左端水平位置使細(xì)線 處于自然長 度，由靜止釋放，已知重力加速度為g.求：(1) 小球運(yùn)動過程中，相對最低點(diǎn)所能上升的最大高度；(2) 小滑塊運(yùn)動過程中，所能獲得的最大速度._-Ji-12解析：(1)小球第一次

18、擺到最低點(diǎn)過程中，由機(jī)械能守恒，得2mgL= -(2m)v,解得v=2gL;小球與小滑塊達(dá)到共速時，小球上升到最大高度，設(shè)此高度為h,系統(tǒng)動量守恒和機(jī)械能守恒，得2mv=(2 mm)v共,|(2m)v2= 2(3m)v共+ 2mgh1由動量守恒定律,設(shè)物塊A與木塊B共同的速度V2,由動量守恒定律,得 2mv= (2 m 4n)V2,聯(lián)立兩式，解得:2vo2vovi=3，v2=9 .解得L=24vo27i g答案：(1)2vo4v227ig14聯(lián)立解得h=3L.(2)小球擺回最低點(diǎn)時， 小滑塊獲得最大速度，設(shè)此時小球速度為v1，滑塊的速度為v2,15由系統(tǒng)動量守恒及機(jī)械能守恒，得2mx2mv+mv.1(2m)v2= 2(2n)v1+ fmV,4 ,_解得V2=32gL.答案:；L(2)42gL19.(12 分)兩質(zhì)量均為 2m的劈A和B,高度相同，放在光滑水平面上，A和B的傾斜面 都是光滑曲面，曲面下端與水平面相切， 如圖所示.