物理大一輪復(fù)習(xí)章末檢測(cè)6

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末檢測(cè)六碰撞動(dòng)量守恒定律(時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題（本題共8小題,每小題6分，共48分，1~5題每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，6~8小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全選對(duì)得6分，選對(duì)但不全得3分，有選錯(cuò)的得0分）1.如圖所示，水平輕彈簧與物體A和B相連，放在光滑水平面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體A的質(zhì)量為m,物體B的質(zhì)量為M,且M＞m.現(xiàn)用大小相等的水平恒力F1、F2拉A和B，從它們開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到彈簧第一次為最長(zhǎng)的過(guò)程中(）A．因F1＝F2，所以A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．因F1＝F2，所以A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．由于F1、F2大小不變，所以m，M各自一直做勻加速運(yùn)動(dòng)D．彈簧第一次最長(zhǎng)時(shí)，A和B總動(dòng)能最大解析：選B.此過(guò)程F1、F2均做正功,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增大,系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,故A錯(cuò)誤;兩拉力大小相等方向相反，系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒,故B正確;在拉力作用下，A、B開(kāi)始做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤;彈簧第一次最長(zhǎng)時(shí)，A、B的總動(dòng)能最小,故D錯(cuò)誤；故選B。2。如圖所示,兩輛質(zhì)量相同的小車置于光滑的水平面上，有一個(gè)人靜止站在A車上，兩車靜止，若這個(gè)人自A車跳到B車上,接著又跳回A車，靜止于A車上,則A車的速率（）A．等于零 B．小于B車的速率C．大于B車的速率 D．等于B車的速率解析：選B.兩車和人組成的系統(tǒng)位于光滑的水平面上，因而該系統(tǒng)動(dòng)量守恒,設(shè)人的質(zhì)量為m1，車的質(zhì)量為m2，A、B車的速率分別為v1、v2，則由動(dòng)量守恒定律得（m1＋m2）v1－m2v2＝0，所以，有v1＝eq\f（m2，m1＋m2）v2,eq\f(m2，m1＋m2）<1，故v1〈v2，所以B正確．3．有甲、乙兩碰碰車沿同一直線相向而行，在碰前雙方都關(guān)閉了動(dòng)力，且兩車動(dòng)量關(guān)系為p甲>p乙．假設(shè)規(guī)定p甲方向?yàn)檎?，不?jì)一切阻力，則(）A．碰后兩車可能以相同的速度沿負(fù)方向前進(jìn)，且動(dòng)能損失最大B．碰撞過(guò)程甲車總是對(duì)乙車做正功，碰撞后乙車一定沿正方向前進(jìn)C．碰撞過(guò)程甲車可能反彈，且系統(tǒng)總動(dòng)能減小,碰后乙車一定沿正方向前進(jìn)D．兩車動(dòng)量變化量大小相等，方向一定是Δp甲沿正方向，Δp乙沿負(fù)方向解析：選C.由于規(guī)定p甲方向?yàn)檎瑑绍噭?dòng)量關(guān)系為p甲＞p乙．碰后兩車可能以相同的速度沿正方向前進(jìn)，且動(dòng)能損失最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤．碰撞過(guò)程甲車先對(duì)乙車做負(fù)功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．碰撞過(guò)程甲車可能反彈，且系統(tǒng)總動(dòng)能減小,碰后乙車一定沿正方向前進(jìn)，選項(xiàng)C正確．由動(dòng)量守恒定律，兩車動(dòng)量變化量大小相等，方向可能是Δp甲沿負(fù)方向,Δp乙沿正方向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4.如圖所示，在光滑的水平面上有一物體M，物體上有一光滑的半圓弧軌道，最低點(diǎn)為C,兩端A、B一樣高．現(xiàn)讓小滑塊m從A點(diǎn)靜止下滑，則()A．m不能到達(dá)小車上的B點(diǎn)B．m從A到C的過(guò)程中M向左運(yùn)動(dòng),m從C到B的過(guò)程中M向右運(yùn)動(dòng)C．m從A到B的過(guò)程中小車一直向左運(yùn)動(dòng)，m到達(dá)B的瞬間,M速度為零D．M與m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動(dòng)量守恒解析:選C。A.M和m組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒所以m恰能達(dá)到小車上的B點(diǎn)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)小車與滑塊的速度都是0,故A錯(cuò)誤；B。M和m組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，m從A到C的過(guò)程中以及m從C到B的過(guò)程中m一直向右運(yùn)動(dòng)，所以M一直向左運(yùn)動(dòng)，m到達(dá)B的瞬間，M與m速度都為零，故B錯(cuò)誤，C正確；D.小滑塊m從A點(diǎn)靜止下滑，物體M與滑塊m組成的系統(tǒng)水平方向所受合力為零,系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，豎直方向有加速度,合力不為零,所以系統(tǒng)動(dòng)量不守恒．M和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故D錯(cuò)誤．5．質(zhì)量為m的物體，以v0的初速度沿斜面上滑，到達(dá)最高點(diǎn)處返回原處的速度為vt，且vt＝0.5v0，則(）A．上滑過(guò)程中重力的沖量比下滑時(shí)大B．上滑時(shí)和下滑時(shí)支持力的沖量都等于零C．合力的沖量在整個(gè)過(guò)程中大小為eq\f（3，2）mv0D．整個(gè)過(guò)程中物體動(dòng)量變化量為eq\f（1,2）mv0解析:選C。以v0的初速度沿斜面上滑，返回原處時(shí)速度為vt＝0.5v0,說(shuō)明斜面不光滑．設(shè)斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，則上滑過(guò)程所需時(shí)間t1＝eq\f(l,\f(v0,2）)＝eq\f(2l,v0)，下滑過(guò)程所需時(shí)間t2＝eq\f（l，\f(vt,2））＝eq\f(4l，v0)，t1<t2。根據(jù)沖量的定義，可知上滑過(guò)程中重力的沖量比下滑時(shí)小，A錯(cuò)誤；上滑和下滑時(shí)支持力的大小都不等于零，B錯(cuò)誤；對(duì)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理，則I合＝Δp＝－mvt－mv0＝－eq\f(3,2)mv0，C正確，D錯(cuò)誤．6．質(zhì)量為M的物塊以速度v運(yùn)動(dòng)，與質(zhì)量為m的靜止物塊發(fā)生正撞,碰撞后兩者的動(dòng)量正好相等，兩者質(zhì)量之比M/m可能為(）A．2 B．3C．4 D．5解析:選AB。碰后動(dòng)量相等，設(shè)此動(dòng)量為p，方向一定與v相同，則可知碰后速度關(guān)系，碰后m的速度v2一定要大于或等于碰后M的速度v1即v2≥v1由mv2＝Mv1,可知eq\f(M，m）＝eq\f（v2,v1)≥1，由能量關(guān)系可知eq\f(2p2,2M)≥eq\f（p2,2m）＋eq\f(p2,2M)，解得：eq\f（M，m）≤3,由上述結(jié)論可知，A、B項(xiàng)正確．7。如圖所示，質(zhì)量相等的兩個(gè)滑塊位于光滑水平桌面上．其中,彈簧兩端分別與靜止的滑塊N和擋板P相連接,彈簧與擋板的質(zhì)量均不計(jì)；滑塊M以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，它與擋板P碰撞后開(kāi)始?jí)嚎s彈簧，最后,滑塊N以速度v0向右運(yùn)動(dòng)．在此過(guò)程中（）A．M的速度等于0時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大B．M與N具有相同的速度時(shí)，兩滑塊動(dòng)能之和最小C．M的速度為v0/2時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度最長(zhǎng)D．M的速度為v0/2時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度最短解析：選BD.M、N兩滑塊碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，當(dāng)M與N具有相同的速度v0/2時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)能損失最大，損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，即彈簧彈性勢(shì)能最大，A錯(cuò)誤,B正確；M的速度為v0/2時(shí),彈簧的壓縮量最大，彈簧的長(zhǎng)度最短，C錯(cuò)誤，D正確．8．在光滑的水平桌面上有等大的質(zhì)量分別為M＝0.6kg，m＝0。2kg的兩個(gè)小球，中間夾著一個(gè)被壓縮的具有Ep＝10.8J彈性勢(shì)能的輕彈簧(彈簧與兩球不相連），原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)突然釋放彈簧,球m脫離彈簧后滑向與水平面相切、半徑為R＝0。425m的豎直放置的光滑半圓形軌道，如圖所示．g取10m/s2。則下列說(shuō)法正確的是()A．球m從軌道底端A運(yùn)動(dòng)到頂端B的過(guò)程中所受合外力沖量大小為3.4N·sB．M離開(kāi)輕彈簧時(shí)獲得的速度為9m/sC．若半圓軌道半徑可調(diào)，則球m從B點(diǎn)飛出后落在水平桌面上的水平距離隨軌道半徑的增大而減小D．彈簧彈開(kāi)過(guò)程，彈力對(duì)m的沖量大小為1。8N·s解析:選AD。釋放彈簧過(guò)程中,由動(dòng)量守恒定律得Mv1＝mv2，由機(jī)械能守恒定律得Ep＝eq\f(1,2)Mveq\o\al（2，1）＋eq\f（1，2)mveq\o\al(2,2)，解得v1＝3m/s，v2＝9m/s，故B錯(cuò)誤;對(duì)m，由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程由機(jī)械能守恒定律得eq\f（1，2)mveq\o\al（2,2）＝eq\f(1,2）mv2′2＋mg×2R，得v2′＝8m/s，由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程由動(dòng)量定理得I合＝mv2′－(－mv2)＝3。4N·s，故A正確;球m從B點(diǎn)飛出后，由平拋運(yùn)動(dòng)可知水平方向x＝v2′t,豎直方向2R＝eq\f（1，2)gt2,解得x＝eq\r（25.6R），故C錯(cuò)誤；彈簧彈開(kāi)過(guò)程，彈力對(duì)m的沖量I＝mv2＝1.8N·s，故D正確．二、非選擇題（共4小題，52分)9．（12分）某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成．在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差．下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟:①安裝好氣墊導(dǎo)軌,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣;③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向;④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間,已知碰后兩滑塊一起運(yùn)動(dòng)；⑥先________，然后________,讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；⑦取下紙帶,重復(fù)步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如圖乙所示；⑧測(cè)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。(1)試著完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容．（2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為_(kāi)_______kg·m/s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為_(kāi)_______kg·m/s.(保留3位有效數(shù)字）(3）試說(shuō)明(2)問(wèn)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_______________.解析：(1)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先接通電源，后放開(kāi)滑塊1。(2)作用前滑塊1的速度v1＝eq\f(0.2,0.1)m/s＝2m/s，其質(zhì)量與速度的乘積為0.310×2kg·m/s＝0。620kg·m/s，作用后滑塊1和滑塊2具有相同的速度v＝eq\f（0。168,0。14)m/s＝1。2m/s，其質(zhì)量與速度的乘積之和為（0。310＋0.205)×1.2kg·m/s＝0.618kg·m/s.（3）相互作用前后動(dòng)量減小的主要原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔有摩擦．答案：（1)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源放開(kāi)滑塊1(2)0.6200。618(3)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔有摩擦10．(12分)如圖，一長(zhǎng)木板位于光滑水平面上，長(zhǎng)木板的左端固定一擋板，木板和擋板的總質(zhì)量為M＝3.0kg，木板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝1.5m，在木板右端有一小物塊,其質(zhì)量m＝1。0kg，小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0。10，它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)令小物塊以初速度v0沿木板向左運(yùn)動(dòng),重力加速度g＝10m/s2。(1）若小物塊剛好能運(yùn)動(dòng)到左端擋板處，求v0的大??；（2）若初速度v0＝3m/s，小物塊與擋板相撞后，恰好能回到右端而不脫離木板，求碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能．解析:（1）設(shè)木板和物塊最后共同的速度為v，由動(dòng)量守恒定律mv0＝(m＋M)v①對(duì)木板和物塊系統(tǒng)，由功能關(guān)系μmgL＝eq\f(1，2)mveq\o\al(2,0）－eq\f（1，2）(M＋m）v2②由①②兩式解得:v0＝eq\r（\f（2μgLM＋m,M）)＝eq\r(\f（2×0.1×10×1.5×3＋1，3）)m/s＝2m/s（2)同樣由動(dòng)量守恒定律可知，木板和物塊最后也要達(dá)到共同速度v。設(shè)碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為ΔE.對(duì)木板和物塊系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,由功能關(guān)系有μmg2L＋ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al（2,0)－eq\f(1，2）(m＋M）v2③由①③兩式解得：ΔE＝eq\f(mM,2M＋m)veq\o\al（2,0)－2μmgL＝eq\f(1×3,23＋1)×32－2×0。1×10×1。5J＝0.375J答案：(1)2m/s(2)0。375J11．(14分)如圖所示,在光滑的水平面上有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板B，其右側(cè)邊緣放有小滑塊C，與木板B完全相同的木板A以一定的速度向左運(yùn)動(dòng)，與木板B發(fā)生正碰,碰后兩者粘在一起并繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，最終滑塊C剛好沒(méi)有從木板上掉下．已知木板A、B和滑塊C的質(zhì)量均為m，C與A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。求:（1)木板A與B碰前的速度v0；(2）整個(gè)過(guò)程中木板B對(duì)木板A的沖量I.解析:(1)A、B碰后瞬時(shí)速度為v1，碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，以A的初速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得：mv0＝2mv1A、B粘為一體后通過(guò)摩擦力與C發(fā)生作用，最后有共同的速度v2，此過(guò)程中動(dòng)量守恒,以A的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：2mv1＝3mv2C在A上滑動(dòng)過(guò)程中，由能量守恒定律得：－μmgL＝eq\f（1,2)·3mveq\o\al（2,2）－eq\f(1，2）·2mveq\o\al（2,1)聯(lián)立以上三式解得：v0＝2eq\r（3μgL）（2)根據(jù)動(dòng)量定理可知，B對(duì)A的沖量與A對(duì)B的沖量等大反向,則I的大小等于B的動(dòng)量變化量，即：I＝－mv2＝－eq\f(2m\r（3μgL），3），負(fù)號(hào)表示B對(duì)A的沖量方向向右．答案：(1)2eq\r（3μgL)（2）－eq\f(2m\r(3μgL）,3)，負(fù)號(hào)表示B對(duì)A的沖量方向向右12．(14分）水平光滑的桌面上平放有一質(zhì)量為2m的均勻圓環(huán)形細(xì)管道，管道內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量都為m的小球(管道的半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小球的半徑)，位于管道直徑AB的兩端．開(kāi)始時(shí),環(huán)靜止，兩個(gè)小球沿著向右的切線方向，以相同的初速度v0（1)當(dāng)兩個(gè)小球在管道內(nèi)第一次相碰前瞬間，試求兩個(gè)小球之間的相對(duì)速度大?。?2)兩小球碰后在第一次返回到A、B時(shí)，兩小球相對(duì)桌面的速度方向（朝左還是朝右）和速度大小．解析:(1)根據(jù)對(duì)稱性,兩球運(yùn)動(dòng)相同的路程在細(xì)圓管的最右端相遇，相遇前，兩小球與細(xì)圓管在左右方向上共速，共同速度設(shè)為v1，此時(shí)兩球相對(duì)于細(xì)圓管的速度方向沿切線，大小相同設(shè)為vy。左右方向上兩球與細(xì)圓管動(dòng)量守恒2mv0＝（2m＋2m）v1，解得v1＝eq\f(v0,2）根據(jù)能量守恒定律可得2×eq\f(1,2)mveq\o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