動量守恒定律單元過關(guān)題

動量守恒定律單元過關(guān)題(時間:60分鐘滿分:100分)一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分,每小題只有一個選項符合題目要求)1.下列圖片所描述的事例或應用中,沒有利用反沖現(xiàn)象的是()解析噴灌裝置是利用水流噴出時的反沖作用而運動的,章魚在水中前行和轉(zhuǎn)向利用了噴出的水的反沖,火箭發(fā)射是利用噴氣的方式而獲得動力的,利用了反沖,故A、B、C不符合題意;碼頭邊輪胎的作用是延長碰撞時間,從而減小作用力,利用的是動量定理而不是反沖,故D符合題意。答案D2.運動員從高處跳到低處時,為了安全,一般都是讓腳尖先著地,然后逐漸整個腳著地,這樣做是為了()A.減小沖量B.減小動量的變化量C.延長運動員與地面的沖擊時間,從而減小沖力D.增大運動員對地面的壓強,起到安全作用解析腳尖先著地,然后逐漸整個腳著地,延緩了運動員落地時動量變化所用的時間,人落地過程中動量變化量為定值,根據(jù)動量定理可知,這樣就減小了地面對人的沖力,故C項正確。答案C3.跳水運動員進行跳水訓練時,從起跳到落水前的路徑為拋物線,將運動員從最高點到入水前的運動過程記為Ⅰ,運動員入水后到最低點的運動過程記為Ⅱ,忽略空氣阻力,則()A.過程Ⅰ中運動員的動量變化率逐漸增大B.過程Ⅰ、Ⅱ中運動員的總動量改變量為零C.過程Ⅰ中運動員的動量改變量等于重力的沖量D.過程Ⅱ中運動員的動量改變量等于重力的沖量解析過程Ⅰ中運動員只受重力作用,所以運動員在該過程的動量改變量等于重力的沖量,有mgΔt=Δp,則ΔpΔt=mg,故A錯誤,C正確;過程Ⅰ中運動員的初速度不為0,過程Ⅱ中運動員的末速度為0,故過程Ⅰ、Ⅱ中運動員的總動量改變量不為0,B錯誤;過程Ⅱ中運動員的動量改變量等于合外力的沖量,不等于重力的沖量,答案C4.(2020安徽太和第一中學高二開學考試)質(zhì)量為m的物體沿平直的路面做直線運動,其速度—時間圖像如圖所示。則此物體在0~t0和t0~2t0時間內(nèi)受到的合外力的沖量分別為()-2mv0 B.mv002mv0mv00解析物體在0~t0時間內(nèi)初速度和末速度均為-v0,根據(jù)動量定理得到合外力沖量I=0;物體在t0~2t0時間內(nèi)初速度為v0,末速度為-v0,根據(jù)動量定理得合外力的沖量I=-2mv0,選項A正確。答案A5.(2020江蘇常州期中)如圖所示,質(zhì)量為M的盒子放在光滑的水平面上,盒子內(nèi)表面不光滑,盒內(nèi)放有一個質(zhì)量為m的物體。某時刻給物體一個水平向右的初速度v0,則在物體與盒子前、后壁多次往復碰撞后()A.兩者的速度均為零B.兩者的速度總不會相等C.盒子的最終速度為mv0D.盒子的最終速度為mv0解析選物體與盒子組成的系統(tǒng)為研究對象,由動量守恒定律得mv0=(M+m)v,解得v=mv0M+m,v與v0答案D6.(2020遼寧大連第三十八中學月考)如圖所示,一小車停在光滑水平面上,車上一人持槍向車的豎直擋板連續(xù)平射,所有子彈全部嵌在擋板內(nèi)沒有穿出,當射擊持續(xù)了一會兒后停止,則射擊停止后小車()A.速度為零B.將向射擊方向做勻速運動C.將向射擊相反方向做勻速運動D.無法確定解析整個系統(tǒng)水平方向上不受外力,動量守恒,由于初動量為零,所以當子彈向右飛行時,車一定向左運動,根據(jù)動量守恒定律,當停止射擊時,車速度為零,A正確,B、C、D錯誤。答案A7.(2020山東月考)質(zhì)量為2kg的物體B靜止在光滑水平面上,質(zhì)量為2kg的物體A在光滑水平面上以速度6m/s與物體B發(fā)生碰撞,則碰后A、B兩小球的速度(以A的初速度方向為正方向)可能為()A.vA=5m/s,vB=1m/s B.vA=-1m/s,vB=7m/sC.vA=4m/s,vB=2m/s D.vA=2m/s,vB=4m/s解析若碰撞后兩球速度方向相同,則A的速度不會大于B的速度,故A、C錯誤;碰撞前瞬間,A、B系統(tǒng)總動量為p=mAv0=2×6kg·m/s=12kg·m/s,碰撞前瞬間,A、B系統(tǒng)總動能為Ek=12mAv02=12×2×62J=36J,將B選項的數(shù)據(jù)代入,碰撞后瞬間,A、B系統(tǒng)總動量為p'=mAvA+mBvB=2×(-1)kg·m/s+2×7kg·m/s=12kg·m/s,碰撞后瞬間,A、B系統(tǒng)總動能為Ek'=12mAvA2+12mBvB2=12×2×(-1)2J+12×2×72J=50J,碰撞后動能變大了,不符合實際情況,故B錯誤;將D選項的數(shù)據(jù)代入,碰撞后瞬間,A、B系統(tǒng)總動量為p'=mAvA+mBvB=2×2kg·m/s+2×4kg·m/s=12kg·m/s,碰撞后瞬間,A、B系統(tǒng)總動能為Ek'=12mAvA2+12mBvB2=12×2答案D二、多項選擇題(本題共3小題,每小題5分,共15分,每小題有多個選項符合題目要求,全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)8.(2020河北石家莊二中月考)水平拋出的在空中飛行的物體,不計空氣阻力,下列說法正確的是()A.在相等的時間間隔內(nèi)動量的變化相同B.在任何時間內(nèi),動量的變化方向都在豎直方向C.在任何時間內(nèi),動量對時間的變化率恒定D.在剛拋出的瞬間,動量對時間的變化率為零解析物體所受的合力為重力,相等時間內(nèi)重力的沖量相等,根據(jù)動量定理知,動量的變化相同,故A正確;合力的沖量等于動量的變化量,合力沖量的方向豎直向下,則動量變化的方向豎直向下,故B正確;根據(jù)動量定理有mgΔt=Δp,則動量的變化率ΔpΔt=mg,知動量的變化率恒定,等于重力,故C答案ABC9.放在光滑水平面上的甲、乙兩小車中間夾了一壓縮輕質(zhì)彈簧,但不連接,用兩手分別控制小車處于靜止狀態(tài),下列說法正確的是()A.兩手同時放開后,系統(tǒng)的總動量為零B.先放開右手,后放開左手,系統(tǒng)的總動量向右C.先放開左手,后放開右手,系統(tǒng)的總動量向右D.兩手同時放開,系統(tǒng)總動量不守恒解析當兩手同時放開時,系統(tǒng)的合外力為零,所以系統(tǒng)的動量守恒,又因為開始時總動量為零,故系統(tǒng)總動量始終為零,故A正確;先放開右手,右邊的小車就向右運動,當再放開左手后,系統(tǒng)所受合外力為零,故系統(tǒng)的動量守恒,開始時總動量方向向右,放開左手后總動量方向也向右,故B正確;先放開左手,左邊的小車就向左運動,當再放開右手后,系統(tǒng)所受合外力為零,故系統(tǒng)的動量守恒,且開始時總動量方向向左,放開右手后總動量方向也向左,故C錯誤;當兩手同時放開時,系統(tǒng)的合外力為零,系統(tǒng)的動量守恒,故D錯誤。答案AB10.如圖所示,在光滑的水平支撐面上,有A、B兩個小球,A球動量為10kg·m/s,B球動量為12kg·m/s,A球追上B球并相碰,碰撞后,A球動量變?yōu)?kg·m/s,方向沒變,則A、B兩球質(zhì)量的比值可能為().5.6.65.75解析A、B兩球同向運動,A球要追上B球應滿足條件vA>vB。兩球碰撞過程中動量守恒,動能不會增加,且碰撞結(jié)束滿足條件vB'≥vA'。由vA>vB得,pAmA>pBmB,即mAmB<pApB=56=0.83,由碰撞過程動量守恒得pA+pB=pA'+pB',解得pB'=14kg·m/s,由碰撞過程的動能關(guān)系得pA22mA+pB22mB≥答案BC三、非選擇題(本題共5小題,共57分)11.(7分)(2020四川自貢高二開學考試)某同學用如圖甲所示裝置驗證動量守恒定律。主要實驗步驟如下:(Ⅰ)將斜槽固定在水平桌面上,調(diào)整末端切線水平;(Ⅱ)將白紙固定在水平地面上,白紙上面放上復寫紙;(Ⅲ)確定斜槽末端在水平地面上的投影點O;(Ⅳ)讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放,記錄小球的落地點,重復多次,確定落點的中心位置Q;(Ⅴ)將小球B放在斜槽末端,讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放,記錄兩小球的落地點,重復多次,確定A、B兩小球落點的中心位置P、R;(Ⅵ)用刻度尺測量P、Q、R距O點的距離x1、x2、x3;(Ⅶ)用天平測量小球A、B的質(zhì)量m1、m2;(Ⅷ)分析數(shù)據(jù),驗證等式m1x2=m1x1+m2x3是否成立,從而驗證動量守恒定律。請回答下列問題:(1)步驟(Ⅶ)用天平測得A的質(zhì)量為17.0g。測量小球B的質(zhì)量時將小球B放在天平的左盤,右盤放上一個5g砝碼,游碼如圖乙所示位置時天平平衡,則小球B的質(zhì)量為;

(2)如圖丙所示是步驟(Ⅵ)的示意圖。該同學為完成步驟(Ⅷ)設(shè)計了一個表格,并進行了部分填寫,請將其補充完整①,

②。

物理量碰前碰后x/cmx2=54.35x1=①,x3=79.75

mx/g·cmm1x2=923.95m1x1+m2x3=②

解析(1)根據(jù)天平的測量原理可知物體B的質(zhì)量m2=5g+0.8g=5.8g。(2)由題圖丙所示刻度尺可知,其分度值為1mm,則x1=26.50cm,由表中實驗數(shù)據(jù)可知m1x1+m2x3=17.0×26.50g·cm+5.8×79.75g·cm=913.05g·cm。答案(1)5.8(2)①26.50②913.0512.(10分)利用如圖所示的方式驗證碰撞中的動量守恒,豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道下端與水平桌面相切,先將小滑塊A從圓弧軌道的最高點無初速度釋放,測量出滑塊在水平桌面滑行的距離x1(圖甲);然后將小滑塊B放在圓弧軌道的最低點,再將A從圓弧軌道的最高點無初速度釋放,A與B碰撞后結(jié)合為一個整體,測量出整體沿桌面滑動的距離x2(圖乙)。圓弧軌道的半徑為R,A和B完全相同,重力加速度為g。(1)滑塊A運動到圓弧軌道最低點時的速度v=(用R和g表示);

(2)滑塊與桌面的動摩擦因數(shù)μ=(用R和x1表示);

(3)若x1和x2的比值x1x2=,則驗證了A和解析(1)A在光滑圓弧面上運動時機械能守恒,則有mgR=12mv2,解得v=2(2)對A下滑的全過程由動能定理分析可知mgR-μmgx1=0,解得μ=Rx(3)如果碰撞中動量守恒,則有mv=2mv',對碰后的A、B物體分析,由動能定理可知12·2mv'2=μ·2mgx2,解得x1x2=4,因此只要滿足答案(1)2gR(2)Rx13.(10分)(2020黑龍江雞西第一中學高一期末)某物業(yè)公司的宣傳欄提醒大家:一枚60g的雞蛋從17樓(離地面安全帽為45m高)落下,能砸破安全帽。若雞蛋與安全帽的作用時間為6×10-4s,人的質(zhì)量為52kg,重力加速度g取10m/s2,忽略空氣阻力,求安全帽受到的平均沖擊力的大小。(結(jié)果保留小數(shù)點后一位)解析假設(shè)雞蛋到達地面安全帽時的速度為v,雞蛋從45m高處自由下落,由運動學公式得2gh=v2解得v=30m/s對雞蛋與安全帽撞擊的過程,取向上為正方向由動量定理得FΔt-mgΔt=0-(-mv)解得F=3000.6N根據(jù)牛頓第三定律得安全帽受到的平均沖擊力大小為3000.6N。答案3000.6N14.(12分)如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量均為M=2kg的甲、乙兩輛小車,兩車之間通過一感應開關(guān)相連(當滑塊滑過感應開關(guān)時,兩車自動分離)。其中甲車上表面光滑,乙車上表面與滑塊P(可視為質(zhì)點)之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。一被壓縮的輕質(zhì)彈簧固定在甲車的左端,質(zhì)量為m=1kg的滑塊P與彈簧的右端接觸但不相連,此時彈簧儲存的彈性勢能E0=10J,彈簧原長小于甲車長度,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),g取10m/s2?，F(xiàn)釋放彈簧,滑塊P恰好不滑離小車乙,求:(1)滑塊P滑上乙車前瞬間速度的大小;(2)小車乙最終的速度大小。解析(1)設(shè)滑塊P滑上乙車前瞬間的速度大小為v0,此時小車的速度大小為v,選v0的方向為正方向,以整體為研究對象,從滑塊P開始運動(初狀態(tài))到滑上乙車前(末狀態(tài))的過程中動量守恒,則有0=mv0-2Mv在這個過程中系統(tǒng)的機械能守恒,有E0=12mv0聯(lián)立兩式解得v0=4m/sv=1m/s(2)設(shè)滑塊P到達小車乙另一端時與小車乙恰好有共同速度v',根據(jù)動量守恒定律有mv0-Mv=(m+M)v'解得v'=23m/s答案(1)4m/s(2)2315.(18分)(2020山東泰安期末)如圖所示,足夠大的光滑水平面上放著質(zhì)量為M的滑塊,質(zhì)量為m的光滑小球從高h處由靜止開始沿滑塊的曲面下滑,到達水平面后碰到一端固定在豎直擋板上的輕彈簧后,等速率反方向彈回。曲面末端切線水平,重力加速度大小為g。求:(1)彈簧第一次被壓縮時的最大彈性勢能;(2)若M=2m,小球再次滑上滑塊所能達到