高中物理人教版5第十六章動量守恒定律單元測試 第16章第5節(jié)

第十六章第五節(jié)基礎(chǔ)夯實一、選擇題(單選題)1．下列不屬于反沖運動的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140094)()A．噴氣式飛機的運動 B．直升機的運動C．火箭的運動 D．反擊式水輪機的運動答案：B解析：直升機運動是飛機螺旋槳與外部空氣作用的結(jié)果，不屬于反沖運動。2．運送人造地球衛(wèi)星的火箭開始工作后，火箭做加速運動的原因是eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140095)()A．燃料燃燒推動空氣，空氣反作用力推動火箭B．火箭發(fā)動機將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出，氣體的反作用力推動火箭C．火箭吸入空氣，然后向后推出，空氣對火箭的反作用力推動火箭D．火箭燃料燃燒發(fā)熱，加熱周圍空氣，空氣膨脹推動火箭答案：B解析：火箭工作的原理是利用反沖運動，是火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵鰰r，使火箭獲得的反沖速度，故正確答案為選項B。3．裝有炮彈的大炮總質(zhì)量為M，炮彈的質(zhì)量為m，炮筒水平放置，炮彈水平射出時相對炮口的速度為v0，則炮車后退的速度大小為eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140096)()A．eq\f(m,M)v0 B．eq\f(mv0,M＋m)C．eq\f(mv0,M－m) D．v0答案：A解析：設(shè)炮車后退速度大小為v1，則炮彈對地的水平速度大小為(v0－v1)，根據(jù)動量守恒定律，(M－m)v1＝m(v0－v1)，所以v1＝eq\f(m,M)v0。故正確答案為A。4．(河北邢臺一中2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期檢測)一質(zhì)量為M的航天器，正以速度v0在太空中飛行，某一時刻航天器接到加速的指令后，發(fā)動機瞬間向后噴出一定質(zhì)量的氣體，氣體噴出時速度大小為v1，加速后航天器的速度大小v2，則噴出氣體的質(zhì)量m為eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140097)()A．m＝eq\f(v2－v0,v1)M B．m＝eq\f(v2,v2＋v1)MC．m＝eq\f(v2－v0,v2＋v1)M D．m＝eq\f(v2－v0,v2－v1)M答案：C解析：規(guī)定航天器的速度方向為正方向，由動量守恒定律可得：Mv0＝(M－m)v2－mv1解得m＝eq\f(v2－v0,v2＋v1)M，故選C。5．(濰坊市2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期三校聯(lián)考)如圖所示，質(zhì)量為M的小船在靜止水平面上以速度v0向右勻速行駛，一質(zhì)量為m的救生員站在船尾，相對小船靜止。若救生員以相對水面速率v水平向左躍入水中，則救生員躍出后小船的速率為eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140098)()A．v0＋eq\f(m,M)v B．v0－eq\f(m,M)vC．v0＋eq\f(m,M)(v0＋v) D．v0＋eq\f(m,M)(v0－v)答案：C解析：根據(jù)動量守恒定律，選向右方向為正方向，則有(M＋m)v0＝Mv′－mv，解得v′＝v0＋eq\f(m,M)(v0＋v)，故選項C正確。二、非選擇題6．課外科技小組制作一只“水火箭”，用壓縮空氣壓出水流使火箭運動。假如噴出的水流流量保持為2×10－4m3/s，噴出速度保持為對地10m/s。啟動前火箭總質(zhì)量為1.4kg，則啟動2s末火箭的速度可以達(dá)到多少？已知火箭沿水平軌道運動阻力不計，水的密度是103kg/m3。eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140099答案：4m/s解析：“水火箭”噴出水流做反沖運動，設(shè)火箭原來總質(zhì)量為M，噴出水流的流量為Q，水的密度為ρ，水流的噴出速度為v，火箭的反沖速度為v′，由動量守恒定律得(M－ρQt)v′＝ρQtv火箭啟動后2s末的速度為v′＝eq\f(ρQtv,M－ρQt)＝eq\f(103×2×10－4×2×10,－103×2×10－4×2)m/s＝4m/s7．如圖所示，光滑水平面上有兩輛車，甲車上面有發(fā)射裝置，甲車連同發(fā)射裝置質(zhì)量M1＝1kg，車上另有一個質(zhì)量為m＝0.2kg的小球。甲車靜止在平面上，乙車以v0＝8m/s的速度向甲車運動，乙車上有接收裝置，總質(zhì)量M2＝2kg，問：甲車至少以多大的水平速度將小球發(fā)射到乙車上，兩車才不會相撞？(球最終停在乙車上)eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140100)答案：25m/s解析：要使兩車不相撞，則兩車速度相等。以三者為系統(tǒng)，動量守恒：0＋M2v0＝(M1＋m＋M2)v共，解得v共＝5m/s，以球與乙車為系統(tǒng)，動量守恒：M2v0－mv＝(m＋M2)v共，解得v＝25m/s。能力提升一、選擇題(1～4題為單選題，5題為多選題)1．(九江一中2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期中)有一條捕魚小船停靠在湖邊碼頭，小船又窄又長，一位同學(xué)想用一個卷尺粗略測定它的質(zhì)量，他進(jìn)行了如下操作：首先將船平行碼頭自由停泊，然后他輕輕從船尾上船，走到船頭后停下，而后輕輕下船，用卷尺測出船后退的距離d，然后用卷尺測出船長L。已知他自身的質(zhì)量為m，則漁船的質(zhì)量為eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140101)()A．eq\f(mL＋d,d) B．eq\f(mL－d,d)C．eq\f(mL,d) D．eq\f(mL＋d,L)答案：B解析：設(shè)人走動時船的速度大小為v，人的速度大小為v′，人從船尾走到船頭所用時間為t，取船的速度為正方向。則v＝eq\f(d,t)，v′＝eq\f(L－d,t)，根據(jù)動量守恒定律得：Mv－mv′＝0，解得，船的質(zhì)量：M＝eq\f(mL－d,d)，故選B。2．(山東壽光實驗中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期質(zhì)檢)如圖所示，設(shè)質(zhì)量為M的導(dǎo)彈運動到空中最高點時速度為v0，突然炸成兩塊，質(zhì)量為m的一塊以速度v沿v0的方向飛去，則另一塊的運動eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140102)()A．一定沿v0的方向飛去 B．一定沿v0的反方向飛去C．可能做自由落體運動 D．以上說法都不對答案：C解析：根據(jù)動量守恒得v′＝eq\f(Mv0－mv,M－m)，mv可能大于、小于或等于Mv0，所以v′可能小于、大于或等于零。3．質(zhì)量為m、半徑為R的小球，放在半徑為2R、質(zhì)量為2m的大空心球內(nèi)，大球開始靜止在光滑水平面上。當(dāng)小球從如圖所示的位置無初速度沿內(nèi)壁滾到最低點時，大球移動的距離是eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140103)()A．eq\f(R,2) B．eq\f(R,3)C．eq\f(R,4) D．eq\f(R,6)答案：B解析：由水平方向平均動量守恒有：mx小球＝2mx大球，又x小球＋x大球＝R，所以x大球＝eq\f(1,3)R。4．(廣東省實驗中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖，小車由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC組成，靜止在光滑水平面上，當(dāng)小車固定時，從A點由靜止滑下的物體到C點恰好停止。如果小車不固定，物體仍從A點由靜止滑下，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140104)()A．仍滑到小車上的C點停住B．滑到小車上的BC間某處停住C．會沖出C點落到車外D．小車向左運動，其位移與物體在水平方向的位移大小一定相等答案：A解析：小車固定時，根據(jù)能量守恒定律可知，小球下滑過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為因摩擦力產(chǎn)生的內(nèi)能。設(shè)小球離BC高度為h，BC部分長度為L，與BC摩擦力為f，此時有：Q1＝mgh＝fL ①當(dāng)小車不固定時，假設(shè)物塊不會從車上滑下來，根據(jù)系統(tǒng)水平方向動量守恒可知最終小車和物塊均靜止，再根據(jù)能量守恒可知，物塊的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為因克服小車與木塊之間的摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能，此時有：Q2＝mgh＝fL1 ②由①②可知：Q1＝Q2，L1＝L，故兩次產(chǎn)生熱量一樣，物塊還是滑到C點停住，故A正確，B、C、D錯誤。5．A、B兩船的質(zhì)量均為M，它們都靜止在平靜的湖面上，當(dāng)A船上質(zhì)量為eq\f(M,2)的人以水平速度v從A船跳到B船，再從B船跳回A船。設(shè)水對船的阻力不計，經(jīng)多次跳躍后，人最終跳到B船上，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140105)()A．A、B兩船的速度大小之比為3∶2B．A、B(包括人)動量大小之比為1∶1C．A、B(包括人)動量之和為零D．因跳躍次數(shù)未知，故以上答案均無法確定答案：ABC解析：選A船、B船和人這三個物體為一系統(tǒng)，則它們的初始總動量為0。由動量守恒定律可知，系統(tǒng)以后的總動量將一直為0。選最終B船的運動方向為正方向，則由動量守恒定律可得：0＝(M＋eq\f(M,2))vB＋MvA解得：vB＝－eq\f(2,3)vA所以A、B兩船的速度大小之比為3∶2，選項A正確。A和B(包括人)的動量大小相等，方向相反，動量大小之比為1∶1，選項B正確。由于系統(tǒng)的總動量始終守恒為零，故A、B(包括人)動量之和也始終為零，選項C正確。二、非選擇題6．以初速度v0與水平方向成60°角斜向上拋出的手榴彈，到達(dá)最高點時炸成質(zhì)量分別為m和2m的兩塊。其中質(zhì)量大的一塊沿著原來的方向以2v0的速度飛行。eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140106)求(1)質(zhì)量較小的另一塊彈片速度的大小和方向。(2)爆炸過程有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為彈片的動能？答案：(1)，方向與爆炸前速度的方向相反(2)eq\f(27,4)mveq\o\al(2,0)解析：手榴彈爆炸過程，爆炸力是內(nèi)力，遠(yuǎn)大于重力，因此爆炸過程各彈片組成的系統(tǒng)動量守恒，因為爆炸過程火藥的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，進(jìn)而有一部分轉(zhuǎn)化為彈片的動能，所以此過程系統(tǒng)的機械能(動能)增加。(1)斜拋的手榴彈在水平方向上做勻速直線運動，在最高點處爆炸前的速度v1＝v0cos60°＝eq\f(1,2)v0。設(shè)v1的方向為正方向，如圖所示，由動量守恒定律得：3mv1＝2mv′1＋mv2其中爆炸后大塊彈片速度v′1＝2v0，解得v2＝－，“－”號表示v2的速度與爆炸前速度方向相反。(2)爆炸過程中轉(zhuǎn)化為動能的化學(xué)能等于系統(tǒng)動能的增量，ΔEk＝eq\f(1,2)×2mv′eq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)(3m)veq\o\al(2,1)＝eq\f(27,4)mveq\o\al(2,0)。7．平板車停在水平光滑的軌道上，平板車上有一人從固定在車上的貨箱邊緣沿水平方向順著軌道方向跳出，落在平板車地板上的A點，距貨箱水平距離為l＝4m，如圖所示。人的質(zhì)量為m，車連同貨箱的質(zhì)量為M＝4m，貨箱高度為h＝1.25m。求車在人跳出后到落到地板前的反沖速度為多大。eq\x(導(dǎo)學(xué)號96140107)答案：1.6m/s解析：人從貨箱邊跳離的過程，系統(tǒng)(人、車和貨箱)水