物理大一輪復(fù)習(xí)章末檢測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六碰撞動量守恒定律(時間：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題每小題只有一個選項正確，6~8小題有多個選項符合題目要求，全選對得6分，選對但不全得3分，有選錯的得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，從它們開始運動到彈簧第一次為最長的過程中(）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動D．彈簧第一次最長時，A和B總動能最大解析：選B.此過程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)動量守恒,故B正確;在拉力作用下，A、B開始做加速度減小的加速運動，后做加速度增大的減速運動，故C錯誤;彈簧第一次最長時，A、B的總動能最小,故D錯誤；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，有一個人靜止站在A車上，兩車靜止，若這個人自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)閉了動力，且兩車動量關(guān)系為p甲>p乙．假設(shè)規(guī)定p甲方向為正，不計一切阻力，則(）A．碰后兩車可能以相同的速度沿負(fù)方向前進(jìn)，且動能損失最大B．碰撞過程甲車總是對乙車做正功，碰撞后乙車一定沿正方向前進(jìn)C．碰撞過程甲車可能反彈，且系統(tǒng)總動能減小,碰后乙車一定沿正方向前進(jìn)D．兩車動量變化量大小相等，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甲方向為正，兩車動量關(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)，且動能損失最大,選項A錯誤．碰撞過程甲車先對乙車做負(fù)功，選項B錯誤．碰撞過程甲車可能反彈，且系統(tǒng)總動能減小,碰后乙車一定沿正方向前進(jìn)，選項C正確．由動量守恒定律，兩車動量變化量大小相等，方向可能是Δp甲沿負(fù)方向,Δp乙沿正方向，選項D錯誤．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，最低點為C,兩端A、B一樣高．現(xiàn)讓小滑塊m從A點靜止下滑，則()A．m不能到達(dá)小車上的B點B．m從A到C的過程中M向左運動,m從C到B的過程中M向右運動C．m從A到B的過程中小車一直向左運動，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，動量守恒解析:選C。A.M和m組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，機(jī)械能守恒所以m恰能達(dá)到小車上的B點，到達(dá)B點時小車與滑塊的速度都是0,故A錯誤；B。M和m組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，m從A到C的過程中以及m從C到B的過程中m一直向右運動，所以M一直向左運動，m到達(dá)B的瞬間，M與m速度都為零，故B錯誤，C正確；D.小滑塊m從A點靜止下滑，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)水平方向動量守恒，豎直方向有加速度,合力不為零,所以系統(tǒng)動量不守恒．M和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故D錯誤．5．質(zhì)量為m的物體，以v0的初速度沿斜面上滑，到達(dá)最高點處返回原處的速度為vt，且vt＝0.5v0，則(）A．上滑過程中重力的沖量比下滑時大B．上滑時和下滑時支持力的沖量都等于零C．合力的沖量在整個過程中大小為eq\f（3，2）mv0D．整個過程中物體動量變化量為eq\f（1,2）mv0解析:選C。以v0的初速度沿斜面上滑，返回原處時速度為vt＝0.5v0,說明斜面不光滑．設(shè)斜面長為L，則上滑過程所需時間t1＝eq\f(l,\f(v0,2）)＝eq\f(2l,v0)，下滑過程所需時間t2＝eq\f（l，\f(vt,2））＝eq\f(4l，v0)，t1<t2。根據(jù)沖量的定義，可知上滑過程中重力的沖量比下滑時小，A錯誤；上滑和下滑時支持力的大小都不等于零，B錯誤；對全過程應(yīng)用動量定理，則I合＝Δp＝－mvt－mv0＝－eq\f(3,2)mv0，C正確，D錯誤．6．質(zhì)量為M的物塊以速度v運動，與質(zhì)量為m的靜止物塊發(fā)生正撞,碰撞后兩者的動量正好相等，兩者質(zhì)量之比M/m可能為(）A．2 B．3C．4 D．5解析:選AB。碰后動量相等，設(shè)此動量為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項正確．7。如圖所示，質(zhì)量相等的兩個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；滑塊M以初速度v0向右運動，它與擋板P碰撞后開始壓縮彈簧，最后,滑塊N以速度v0向右運動．在此過程中（）A．M的速度等于0時，彈簧的彈性勢能最大B．M與N具有相同的速度時，兩滑塊動能之和最小C．M的速度為v0/2時，彈簧的長度最長D．M的速度為v0/2時，彈簧的長度最短解析：選BD.M、N兩滑塊碰撞過程中動量守恒，當(dāng)M與N具有相同的速度v0/2時，系統(tǒng)動能損失最大，損失的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，即彈簧彈性勢能最大，A錯誤,B正確；M的速度為v0/2時,彈簧的壓縮量最大，彈簧的長度最短，C錯誤，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的兩個小球，中間夾著一個被壓縮的具有Ep＝10.8J彈性勢能的輕彈簧(彈簧與兩球不相連），原來處于靜止?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。則下列說法正確的是()A．球m從軌道底端A運動到頂端B的過程中所受合外力沖量大小為3.4N·sB．M離開輕彈簧時獲得的速度為9m/sC．若半圓軌道半徑可調(diào)，則球m從B點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．彈簧彈開過程，彈力對m的沖量大小為1。8N·s解析:選AD。釋放彈簧過程中,由動量守恒定律得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錯誤;對m，由A運動到B的過程由機(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運動到B的過程由動量定理得I合＝mv2′－(－mv2)＝3。4N·s，故A正確;球m從B點飛出后，由平拋運動可知水平方向x＝v2′t,豎直方向2R＝eq\f（1，2)gt2,解得x＝eq\r（25.6R），故C錯誤；彈簧彈開過程，彈力對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)利用打點計時器和氣墊導(dǎo)軌做驗證動量守恒定律的實驗，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．下面是實驗的主要步驟: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把打點計時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器和彈射架并固定在滑塊1的左端，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(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動；⑥先________，然后________,讓滑塊帶動紙帶一起運動；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)試著完善實驗步驟⑥的內(nèi)容．（2)已知打點計時器每隔0.02s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為________kg·m/s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為________kg·m/s.(保留3位有效數(shù)字）(3）試說明(2)問中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_______________.解析：(1)使用打點計時器時應(yīng)先接通電源，后放開滑塊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）相互作用前后動量減小的主要原因是紙帶與打點計時器的限位孔有摩擦．答案：（1)接通打點計時器的電源放開滑塊1(2)0.6200。618(3)紙帶與打點計時器的限位孔有摩擦10．(12分)如圖，一長木板位于光滑水平面上，長木板的左端固定一擋板，木板和擋板的總質(zhì)量為M＝3.0kg，木板的長度為L＝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沿木板向左運動,重力加速度g＝10m/s2。(1）若小物塊剛好能運動到左端擋板處，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，由動量守恒定律mv0＝(m＋M)v①對木板和物塊系統(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)碰撞過程中損失的機(jī)械能為ΔE.對木板和物塊系統(tǒng)的整個運動過程,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為L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動，與木板B發(fā)生正碰,碰后兩者粘在一起并繼續(xù)向左運動，最終滑塊C剛好沒有從木板上掉下．已知木板A、B和滑塊C的質(zhì)量均為m，C與A、B之間的動摩擦因數(shù)均為μ。求:（1)木板A與B碰前的速度v0；(2）整個過程中木板B對木板A的沖量I.解析:(1)A、B碰后瞬時速度為v1，碰撞過程中動量守恒，以A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mv0＝2mv1A、B粘為一體后通過摩擦力與C發(fā)生作用，最后有共同的速度v2，此過程中動量守恒,以A的速度方向為正方向，由動量守恒定律得：2mv1＝3mv2C在A上滑動過程中，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)動量定理可知，B對A的沖量與A對B的沖量等大反向,則I的大小等于B的動量變化量，即：I＝－mv2＝－eq\f(2m\r（3μgL），3），負(fù)號表示B對A的沖量方向向右．答案：(1)2eq\r（3μgL)（2）－eq\f(2m\r(3μgL）,3)，負(fù)號表示B對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．開始時,環(huán)靜止，兩個小球沿著向右的切線方向，以相同的初速度v0（1)當(dāng)兩個小球在管道內(nèi)第一次相碰前瞬間，試求兩個小球之間的相對速度大??；(2)兩小球碰后在第一次返回到A、B時，兩小球相對桌面的速度方向（朝左還是朝右）和速度大?。馕?(1)根據(jù)對稱性,兩球運動相同的路程在細(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，此時兩球相對于細(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\