高考物理一輪復(fù)習(xí)教科版第六章碰撞與動(dòng)量守恒章末質(zhì)量檢測(cè)（六）

章末質(zhì)量檢測(cè)(六)(時(shí)間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共6小題，每小題7分，共42分。1～4題為單項(xiàng)選擇題，5～6題為多項(xiàng)選擇題)1.(2017·福建泉州質(zhì)檢)將一個(gè)質(zhì)量為3m的爆竹斜向上拋出，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為v0，方向水平向東，在最高點(diǎn)爆炸成質(zhì)量不等的兩塊，其中一塊的質(zhì)量為2m，速度大小為v，方向水平向東，則另一塊的速度大小為()A.3v0－v B.2v0－3vC.3v0－2v D.2v0＋v解析取水平向東為正方向，爆炸過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，3mv0＝2mv＋mvx，可得vx＝3v0－2v，選項(xiàng)C正確。答案C2.某物體受到一個(gè)－6N·s的沖量作用，則()A.物體的動(dòng)量一定減少B.物體的末動(dòng)量一定是負(fù)值C.物體動(dòng)量變化量的方向一定與規(guī)定的正方向相反D.物體原來(lái)動(dòng)量的方向一定與這個(gè)沖量方向相反解析動(dòng)量定理是矢量方程解題時(shí)，注意規(guī)定正方向。沖量、動(dòng)量都是矢量，對(duì)在一條直線上運(yùn)動(dòng)的物體，規(guī)定正方向后，可用“＋”“－”號(hào)表示矢量的方向，－6N·s的沖量說(shuō)明物體所受沖量的大小為6N·s，方向與規(guī)定的正方向相反，由動(dòng)量定理可知選項(xiàng)C正確。而初、末動(dòng)量的方向、大小由題設(shè)均不能確定。答案C3.如圖1所示，一傾角為α、高為h的光滑斜面，固定在水平面上，一質(zhì)量為m的小物塊從斜面的頂端由靜止開始滑下，滑到底端時(shí)速度的大小為v，所用時(shí)間為t，則物塊滑至斜面的底端時(shí)，重力的瞬時(shí)功率及重力的沖量分別為()圖1A.eq\f(mgh,t)、0 B.mgv、mgtsinαC.mgvcosα、mgt D.mgvsinα、mgt解析根據(jù)瞬時(shí)功率的公式可得物塊滑至斜面的底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率為P＝mgvsinα，重力的沖量為I＝mgt，所以選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤。答案D4.一質(zhì)量為M的航天器，正以速度v0在太空中飛行，某一時(shí)刻航天器接到加速的指令后，發(fā)動(dòng)機(jī)瞬間向后噴出一定質(zhì)量的氣體，氣體噴出時(shí)速度大小為v1，加速后航天器的速度大小為v2，則噴出氣體的質(zhì)量m為()A.eq\f(v2－v0,v1)M B.eq\f(v2,v2＋v1)MC.eq\f(v2－v0,v2＋v1)M D.eq\f(v2－v0,v2－v1)M解析規(guī)定航天器的速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律可得Mv0＝(M－m)v2－mv1，解得m＝eq\f(v2－v0,v2＋v1)M，故選項(xiàng)C正確。答案C5.如圖2所示，木塊A的質(zhì)量mA＝1kg，足夠長(zhǎng)的木板B的質(zhì)量mB＝4kg，質(zhì)量為mC＝4kg的木塊C置于木板B上，水平面光滑，B、C之間有摩擦?，F(xiàn)使A以v0＝12m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，與B碰撞后以4m/s的速度彈回，則()圖2A.B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為4m/sB.B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為8m/sC.C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為4m/sD.C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為2m/s解析A與B碰后瞬間，C的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)未變，此時(shí)B的速度最大，由A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒(取向右為正方向)，有mAv0＝－mAvA＋mBvB，代入數(shù)據(jù)得vB＝4m/s，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；B與C相互作用使B減速，C加速，由于B足夠長(zhǎng)，所以B和C能達(dá)到相同速度，二者共速后，C速度最大，由B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有mBvB＝(mB＋mC)vC，代入數(shù)據(jù)得vC＝2m/s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。答案AD6.某研究小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩滑塊碰撞前后運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到如圖3所示的位移—時(shí)間圖像。圖中的線段a、b、c分別表示沿光滑水平面上同一條直線運(yùn)動(dòng)的滑塊Ⅰ、Ⅱ和它們發(fā)生正碰后結(jié)合體的位移變化關(guān)系。已知相互作用時(shí)間極短，由圖像給出的信息可知()圖3A.碰前滑塊Ⅰ與滑塊Ⅱ速度大小之比為5∶2B.碰前滑塊Ⅰ的動(dòng)量大小比滑塊Ⅱ的動(dòng)量大小大C.碰前滑塊Ⅰ的動(dòng)能比滑塊Ⅱ的動(dòng)能小D.滑塊Ⅰ的質(zhì)量是滑塊Ⅱ的質(zhì)量的eq\f(1,6)解析根據(jù)x－t圖像的斜率等于速度，可知碰前滑塊Ⅰ速度為v1＝－2m/s，滑塊Ⅱ的速度為v2＝0.8m/s，則碰前速度大小之比為5∶2，故選項(xiàng)A正確；碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，碰撞前，滑塊Ⅰ的動(dòng)量為負(fù)，滑塊Ⅱ的動(dòng)量為正，由于碰撞后總動(dòng)量為正，故碰撞前總動(dòng)量也為正，故碰撞前滑塊Ⅰ的動(dòng)量大小比滑塊Ⅱ的小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；碰撞后的共同速度為v＝0.4m/s，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v，解得m2＝6m1，由動(dòng)能的表達(dá)式可知，eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)>eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。答案AD二、非選擇題(本題共4小題，共58分)7.(10分)如圖4，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。圖4(1)實(shí)驗(yàn)中，直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通過(guò)僅測(cè)量________(填選項(xiàng)前的符號(hào))，間接地解決這個(gè)問(wèn)題。A.小球開始釋放高度hB.小球拋出點(diǎn)距地面的高度HC.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程(2)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將入射球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測(cè)量平拋射程OP。然后，把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上S位置由靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復(fù)。接下來(lái)要完成的必要步驟是__________。(填選項(xiàng)前的符號(hào))A.用天平測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1、m2B.測(cè)量小球m1開始釋放高度hC.測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度HD.分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、NE.測(cè)量平拋射程OM、ON(3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為______________________[用(2)中測(cè)量的量表示]。解析(1)小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由H＝eq\f(1,2)gt2知t＝eq\r(\f(2H,g))，即小球的下落時(shí)間一定，則初速度v＝eq\f(x,t)可用平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程來(lái)表示，選項(xiàng)C正確。(2)本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的是m1·OM＋m2·ON＝m1·OP，因此要測(cè)量?jī)蓚€(gè)小球的質(zhì)量m1和m2以及它們的水平射程OM和ON，而要確定水平射程，應(yīng)先分別確定兩個(gè)小球落地的平均落點(diǎn)，沒(méi)有必要測(cè)量小球m1開始釋放的高度h和拋出點(diǎn)距地面的高度H。故應(yīng)完成的步驟是ADE。(3)若動(dòng)量守恒，應(yīng)有m1v1＋m2v2＝m1v0(v0是m1單獨(dú)下落離開軌道時(shí)的速度，v1、v2是兩球碰后m1、m2離開軌道時(shí)的速度)，又v＝eq\f(x,t)，則有m1·eq\f(OM,t)＋m2·eq\f(ON,t)＝m1·eq\f(OP,t)，即m1·OM＋m2·ON＝m1·OP。答案(1)C(2)ADE(3)m1·OM＋m2·ON＝m1·OP8.(12分)(2018·福建二模)汽車碰撞試驗(yàn)是綜合評(píng)價(jià)汽車安全性能的有效方法之一。設(shè)汽車在碰撞過(guò)程中受到的平均撞擊力達(dá)到某個(gè)臨界值F0時(shí)，安全氣囊爆開。某次試驗(yàn)中，質(zhì)量m1＝1600kg的試驗(yàn)車以速度v1＝36km/h正面撞擊固定試驗(yàn)臺(tái)，經(jīng)時(shí)間t1＝0.10s碰撞結(jié)束，車速減為零，此次碰撞安全氣囊恰好爆開。忽略撞擊過(guò)程中地面阻力的影響。(1)求此過(guò)程中試驗(yàn)車受到試驗(yàn)臺(tái)的沖量I0的大小及F0的大??；(2)若試驗(yàn)車以速度v1撞擊正前方另一質(zhì)量m2＝1600kg、速度v2＝18km/h同向行駛的汽車，經(jīng)時(shí)間t2＝0.16s兩車以相同的速度一起滑行。試通過(guò)計(jì)算分析這種情況下試驗(yàn)車的安全氣囊是否會(huì)爆開。解析(1)v1＝36km/h＝10m/s，取速度v1的方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量定理有－I0＝0－m1v1將已知數(shù)據(jù)代入解得I0＝1.6×104N·s由沖量定義有I0＝F0t1將已知數(shù)據(jù)代入解得F0＝1.6×105N(2)設(shè)試驗(yàn)車和汽車碰撞后獲得共同速度v，由動(dòng)量守恒定律有m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v對(duì)試驗(yàn)車，由動(dòng)量定理有－Ft2＝m1v－m1v1將已知數(shù)據(jù)代入解得F＝2.5×104N可見(jiàn)F<F0，故試驗(yàn)車的安全氣囊不會(huì)爆開答案(1)1.6×104N·s1.6×105N(2)不會(huì)爆開9.(16分)(2017·天津理綜，10)如圖5所示，物塊A和B通過(guò)一根輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連，跨放在質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪兩側(cè)，質(zhì)量分別為mA＝2kg、mB＝1kg。初始時(shí)A靜止于水平地面上，B懸于空中。現(xiàn)將B豎直向上再舉高h(yuǎn)＝1.8m(未觸及滑輪)，然后由靜止釋放。一段時(shí)間后細(xì)繩繃直，A、B以大小相等的速度一起運(yùn)動(dòng)，之后B恰好可以和地面接觸。取g＝10m/s2，空氣阻力不計(jì)。求：圖5(1)B從釋放到細(xì)繩剛繃直時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；(2)A的最大速度v的大小；(3)初始時(shí)B離地面的高度H。解析(1)B從釋放到細(xì)繩剛繃直前做自由落體運(yùn)動(dòng)，有h＝eq\f(1,2)gt2①代入數(shù)據(jù)解得t＝0.6s②(2)設(shè)細(xì)繩繃直前瞬間B速度大小為vB，有vB＝gt③由于繩子不可伸長(zhǎng)，在細(xì)繩繃直瞬間，細(xì)繩張力遠(yuǎn)大于A、B的重力，由動(dòng)量定理得，對(duì)A：TΔt＝mAv④對(duì)B：－TΔt＝mBv－mBvB⑤聯(lián)立④⑤得mBvB＝(mA＋mB)v⑥之后A做勻減速運(yùn)動(dòng)，所以細(xì)繩繃直后瞬間的速度v即為最大速度，聯(lián)立②③⑥式，代入數(shù)據(jù)解得v＝2m/s⑦(3)細(xì)繩繃直后，A、B一起運(yùn)動(dòng)，B恰好可以和地面接觸，說(shuō)明此時(shí)A、B的速度為零，這一過(guò)程中A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有eq\f(1,2)(mA＋mB)v2＋mBgH＝mAgH⑧代入數(shù)據(jù)解得H＝0.6m⑨答案(1)0.6s(2)2m/s(3)0.6m10.(20分)如圖6甲所示，半徑R＝0.45m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，B為軌道的最低點(diǎn)，在光滑水平面上緊挨B點(diǎn)有一靜止的平板車，其質(zhì)量M＝5kg，長(zhǎng)度L＝0.5m，車的上表面與B點(diǎn)等高?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的物塊從圓弧軌道最高點(diǎn)A由靜止釋放，其質(zhì)量m＝1kg，g取10m/s2。圖6(1)求物塊滑到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大?。?2)若平板車上表面粗糙，物塊最終沒(méi)有滑離平板車，求物塊最終速度的大?。?3)若將平板車固定且在上表面鋪上一種動(dòng)摩擦因數(shù)逐漸增大的特殊材料，物塊在平板車上向右滑動(dòng)時(shí)，所受摩擦力f隨它距B點(diǎn)位移x的變化關(guān)系如圖乙所示，物塊最終滑離了平板車，求物塊滑離平板車時(shí)的速度大小v。解析(1)設(shè)物塊滑到B點(diǎn)時(shí)速度為vB，物塊從圓弧軌道A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒，則有mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得vB＝3m/s在B點(diǎn)，由牛頓第二定律得N－mg＝meq\f(veq\o\al(2,B),R)解得N＝30N由牛頓第三定律可知，物塊滑到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力N′＝N＝30N(2)物塊滑上平板車后，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，設(shè)物塊與平板車的最終速度為