高中物理人教版5第十六章動量守恒定律（區(qū)一等獎）

章末過關檢測(一)[學生用書P77(獨立成冊)](時間：60分鐘，滿分：100分)一、單項選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確)1．下列關于物體動量和沖量的說法中不正確的是()A．物體所受合外力沖量越大，它的動量就越大B．物體所受合外力沖量不為零，它的動量一定要改變C．物體動量變化的方向，就是合外力沖量的方向D．物體所受合外力越大，它的動量變化越快解析：選A.據(jù)動量定理得I合＝Δp，即I合與Δp等大同向，A錯誤，B、C正確．又I合＝F合Δt，所以F合＝eq\f(Δp,Δt)，故F合越大，eq\f(Δp,Δt)就越大，D正確．2．一裝有柴油的船靜止于水面上，船前艙進水，堵住漏洞后用一水泵把前艙的油抽往后艙，如圖所示．不計水的阻力，船的運動情況是()A．向前運動 B．向后運動C．靜止 D．無法判斷解析：選A.雖然抽油的過程屬于船與油的內(nèi)力作用，但油的質(zhì)量發(fā)生了轉(zhuǎn)移，從前艙轉(zhuǎn)移到了后艙，相當于人從船的一頭走到另一頭的過程．故A正確．3．甲、乙兩物體分別在恒力F1、F2的作用下，在光滑平面上沿同一直線運動，它們的動量隨時間變化的關系如圖所示．設甲在t1時間內(nèi)所受的沖量為I1，乙在t2時間內(nèi)所受的沖量為I2，則F、I的大小關系是()A．F1>F2，I1＝I2 B．F1<F2，I1<I2C．F1>F2，I1>I2 D．F1＝F2，I1＝I2解析：選A.沖量I＝Δp，從圖上看，甲、乙兩物體動量變化的大小相同，所以沖量大小I1＝I2.又因為沖量I1＝F1t1，I2＝F2t2，t2>t1，所以F1>F2.4．如圖所示，足夠長的長木板A靜止在光滑的水平地面上，質(zhì)量為1kg的物體B以v0＝3m/s的水平速度沖上A，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上．若從B沖到木板A上到相對木板A靜止這段時間內(nèi)摩擦力對長木板的沖量大小為2N·s，則A、B最后的共同速度及長木板的質(zhì)量分別為()A．1m/s1kg B．1m/s2kgC．2m/s1kg D．2m/s2kg解析：選B.摩擦力對長木板的沖量大小為2N·s，則摩擦力對物體B的沖量大小也為2N·s，根據(jù)動量定理得：I＝mBv0－mBv，代入數(shù)據(jù)解得：v＝1m/s，對長木板用動量定理，I＝mAv，代入數(shù)據(jù)解得：mA＝2kg，故B正確．5．質(zhì)量相等的三個物塊在一光滑水平面上排成一直線，且彼此隔開了一定的距離，如圖所示．具有動能E0的第1個物塊向右運動，依次與其余兩個靜止物塊發(fā)生碰撞，最后這三個物塊粘在一起，這個整體的動能為()A．E0 B．eq\f(2E0,3)\f(E0,3) \f(E0,9)解析：選C.碰撞中動量守恒mv0＝3mv1，得v1＝eq\f(v0,3)①E0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)②Ek′＝eq\f(1,2)×3mveq\o\al(2,1)③由①②③得Ek′＝eq\f(1,2)×3meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v0,3)))eq\s\up12(2)＝eq\f(1,3)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)mveq\o\al(2,0)))＝eq\f(E0,3)，故C正確．6．如圖所示，光滑水平面上有半徑相同的A、B兩球在同一直線上運動．兩球質(zhì)量關系為mB＝2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動量均為6kg·m/s，運動中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動量增量為－4kg·m/s，則()A．左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5B．左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10C．右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5D．右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10解析：選A.由兩球的動量都是6kg·m/s可知，運動方向都向右，且能夠相碰，說明左方是質(zhì)量小速度大的小球，故左方是A球．碰后A球的動量減少了4kg·m/s，即A球的動量為2kg·m/s，由動量守恒定律得B球的動量為10kg·m/s，則碰后二者速度大小之比為2∶5，故選項A是正確的．二、多項選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分．在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯選或不答的得0分)7．雜技演員做高空表演時，為了安全，常在下面掛起一張很大的網(wǎng)，當演員失誤從高處掉下落在網(wǎng)上時，與從相同高度落在地面上相比較，下列說法正確的是()A．演員落在網(wǎng)上時的動量較小B．演員落在網(wǎng)上時的動量變化較小C．演員落在網(wǎng)上時的動量變化較慢D．演員落在網(wǎng)上時受到網(wǎng)的作用力較小解析：選CD.演員落到網(wǎng)上和地面上時的速度相同，所以兩種情況下，動量的變化相同，但落在網(wǎng)上時，作用時間較長，由動量定理可知，作用力較小，故A、B錯誤，C、D正確．8．如圖所示，一個質(zhì)量為kg的壘球，以25m/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)?5m/s，設球棒與壘球的作用時間為s．下列說法正確的是()A．球棒對壘球的平均作用力大小為1260NB．球棒對壘球的平均作用力大小為360NC．球棒對壘球做的功為126JD．球棒對壘球做的功為36J解析：選AC.設球棒對壘球的平均作用力為F，由動量定理得eq\o(F,\s\up6(－))·t＝m(vt－v0)，取vt＝45m/s，則v0＝－25m/s，代入上式，得eq\o(F,\s\up6(－))＝1260N，由動能定理得W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,t)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝126J，選項A、C正確．9．質(zhì)量分別為m1和m2的兩個物體碰撞前后的位移－時間圖象如圖所示，以下說法正確的是()A．碰撞前兩物體動量相同B．m1等于m2C．碰撞后兩物體一起做勻速直線運動D．碰撞前兩物體動量大小相等、方向相反解析：選BD.由兩圖線斜率大小相等知，兩個物體的速率相等，碰撞后v＝0，即p＝0，所以m1v1＝m2v2，即m1＝m2，則B、D正確．10．如圖所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球A和質(zhì)量為eq\f(1,3)m的小球B通過輕彈簧相連并處于靜止狀態(tài)，彈簧處于自然伸長狀態(tài)；質(zhì)量為m的小球C以初速度v0沿AB連線向右勻速運動，并與小球A發(fā)生彈性碰撞．在小球B的右側(cè)某位置固定一塊彈性擋板(圖中未畫出)，當小球B與擋板發(fā)生正碰后立刻將擋板撤走．不計所有碰撞過程中的機械能損失，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，小球B與擋板的碰撞時間極短，碰后小球B的速度大小不變，但方向相反．則B與擋板碰后彈簧彈性勢能的最大值Em可能是()A．mveq\o\al(2,0) B．eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)\f(1,6)mveq\o\al(2,0) \f(1,30)mveq\o\al(2,0)解析：選BC.質(zhì)量相等的C球和A球發(fā)生彈性碰撞后速度交換，當A、B兩球的動量相等時，B球與擋板相碰，則碰后系統(tǒng)總動量為零，則彈簧再次壓縮到最短即彈性勢能最大(動能完全轉(zhuǎn)化為彈性勢能)，根據(jù)機械能守恒定律可知，系統(tǒng)損失的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能Ep＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，B正確；當B球速度恰為零時與擋板相碰，則系統(tǒng)動量不變化，系統(tǒng)機械能不變；當彈簧壓縮到最短時，mv0＝eq\f(4mv1,3)，彈性勢能最大，由功能關系和動量關系可求出Ep＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)×eq\f(4,3)mveq\o\al(2,1)＝eq\f(1,8)mveq\o\al(2,0)，所以，彈性勢能的最大值介于二者之間都有可能，C正確．三、非選擇題(本題共3小題，共40分．解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11．(12分)(2023·南通高二檢測)某同學利用打點計時器和氣墊導軌做探究碰撞中的不變量的實驗．氣墊導軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成．在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，導軌空腔內(nèi)不斷通入的壓縮空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差．(1)下面是實驗的主要步驟：①安裝好氣墊導軌，調(diào)節(jié)氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導軌水平；②向氣墊導軌通入壓縮空氣；③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器，調(diào)節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2放在氣墊導軌的中間；⑥先____________________，然后________________，讓滑塊帶動紙帶一起運動；⑦取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖乙所示；⑧測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205g.試完善實驗步驟⑥的內(nèi)容．(2)已知打點計時器每隔s打一個點，計算結果保留三位有效數(shù)字．計算碰撞前m1v1＋m2v2＝________kg·m/s；碰撞后m1v1′＋m2v2′＝________kg·m/s.計算碰撞前m1veq\o\al(2,1)＋m2veq\o\al(2,2)＝________kg·m2/s2；碰撞后m1v′eq\o\al(2,1)＋m2v′eq\o\al(2,2)＝________kg·m2/s2.計算碰撞前eq\f(v1,m1)＋eq\f(v2,m2)＝________m/(s·kg)；碰撞后eq\f(v1′,m1)＋eq\f(v2′,m2)＝________m/(s·kg)．(3)通過以上計算可知，碰撞中的不變量應是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)試說明(2)中兩結果不完全相等的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.解析：(1)實驗時應先接通打點計時器的電源，再放開滑塊1.(2)碰撞前滑塊1的速度v1＝eq\f,m/s＝2m/sm1v1＝×2kg·m/s＝kg·m/s碰撞前滑塊2的速度v2＝0碰撞后兩滑塊具有相同的速度v＝eq\f,m/s＝m/sm1v1′＋m2v2′＝(m1＋m2)v＝＋×kg·m/s＝kg·m/sm1veq\o\al(2,1)＋m2veq\o\al(2,2)＝kg·m2/s2m1v′eq\o\al(2,1)＋m2v′eq\o\al(2,2)＝kg·m2/s2eq\f(v1,m1)＋eq\f(v2,m2)＝m/(s·kg)eq\f(v1′,m1)＋eq\f(v2′,m2)＝m/(s·kg)．(3)通過以上計算可知，碰撞中的不變量應是滑塊1、2碰撞前后的質(zhì)量與速度乘積的矢量和．(4)計算結果不完全相等的主要原因是紙帶與打點計時器限位孔有摩擦．答案：(1)接通打點計時器的電源放開滑塊1(2)(3)滑塊1、2碰撞前后的質(zhì)量與速度乘積的矢量和(4)紙帶與打點計時器限位孔有摩擦12.(14分)如圖所示，一對雜技演員(都視為質(zhì)點)乘秋千(秋千繩處于水平位置)從A點由靜止出發(fā)繞O點下擺，當擺到最低點B時，女演員在極短時間內(nèi)將男演員沿水平方向推出，然后自己剛好能回到高處A.求男演員落地點C與O點的水平距離x.已知男演員質(zhì)量m1和女演員質(zhì)量m2之比eq\f(m1,m2)＝2，秋千的質(zhì)量不計，秋千的擺長為R，C點比O點低5R.解析：設分離前男女演員在秋千最低點B的速度為v0，由機械能守恒定律有(m1＋m2)gR＝eq\f(1,2)(m1＋m2)veq\o\al(2,0)設剛分離時男演員速度的大小為v1，方向與v0相同；女演員速度的大小為v2,方向與v0相反，由動量守恒定律有(m1＋m2)v0＝m1v1－m2v2分離后，男演員做平拋運動，設男演員從被推出到落在C點所需的時間為t，根據(jù)題給條件，由運動學規(guī)律4R＝eq\f(1,2)gt2，x＝v1t.根據(jù)題給條件，女演員剛好回到A點，由機械能守恒定律得m2gR＝eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)，已知m1＝2m2，由以上各式可得x＝8R.答案：8R13．(14分)如圖所示，質(zhì)量為m＝kg的物塊A以v0＝m/s速度沿粗糙水平面滑向靜止在水平面上質(zhì)量為M＝kg的物塊B，物塊A和物塊B碰撞時間極短，碰后兩物塊粘在一起．已知物塊A和物塊B均可視為質(zhì)點，兩物塊間的距離為L＝m，兩物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ＝，重力加速度g＝10m/s2.求：(1)物塊A和物塊B碰撞前的瞬間，物塊A的速度v的大??；(2)物塊A和物塊B碰撞的過程中，物塊A對物塊B的沖量I；(3)物塊A和物塊B碰撞的