高中物理 章末綜合測評1 滬科版選修3-5

章末綜合測評(一)(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分，在每小題給出的5個選項(xiàng)有3項(xiàng)符合題目要求.選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得6分，每選錯1個扣3分，最低得分為0分.)1.水平拋出在空中飛行的物體，不考慮空氣阻力，則()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)，動量變化的方向都是豎直向下C.在任何時間內(nèi)，動量對時間的變化率恒定D.在剛拋出物體的瞬間，動量對時間的變化率為零E.在剛拋出物體的瞬間，動量對時間的變化率最大【解析】做平拋運(yùn)動的物體僅受重力作用，由動量定理得pmgt，因?yàn)樵谙嗟鹊臅r間內(nèi)動量的變化量p相同，即大小相等，方向都是豎直向下的，從而動量的變化率恒定，故選項(xiàng)A、B、C正確，D、E錯誤.【答案】ABC2.如圖1所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上，小車上AB部分是半徑為R的四分之一光滑圓弧，BC部分是粗糙的水平面.今把質(zhì)量為m的小物體從A點(diǎn)由靜止釋放，小物體與BC部分間的動摩擦因數(shù)為，最終小物體與小車相對靜止于B、C之間的D點(diǎn)，則B、D間的距離x隨各量變化的情況是()圖1A.其他量不變，R越大x越大B.其他量不變，越大x越小C.其他量不變，m越大x越大D.其他量不變，M越大x越大E.其他量不變，x與m、M均無關(guān)【解析】小車和小物體組成的系統(tǒng)水平方向的動量守恒且為零，所以當(dāng)小車和小物體相對靜止時，系統(tǒng)水平方向的總動量仍為零，則小車和小物體相對于水平面也靜止，由能量守恒得mgxmgR，xR/，選項(xiàng)A、B、E正確.【答案】ABE3.下列說法中正確的是 ()A.根據(jù)F可把牛頓第二定律表述為：物體動量的變化率等于它受的合外力B.力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量，它反映了力的作用對時間的累積效應(yīng)，是一個標(biāo)量C.動量定理的物理實(shí)質(zhì)與牛頓第二定律是相同的，但有時用起來更方便D.易碎品運(yùn)輸時要用柔軟材料包裝，船舷常常懸掛舊輪胎，都是為了延長作用時間以減小作用力E.玻璃杯掉在水泥地上易碎，是因?yàn)槭艿降臎_量太大【解析】A選項(xiàng)是牛頓第二定律的一種表達(dá)方式；沖量是矢量，B錯；F是牛頓第二定律的最初表達(dá)方式，實(shí)質(zhì)是一樣的，C對；柔軟材料起緩沖作用，延長作用時間，D對；由動量定理知E錯.【答案】ACD4.如圖2甲所示，在光滑水平面上的兩小球發(fā)生正碰，小球的質(zhì)量分別為m1和m2.圖乙為它們碰撞前后的xt(位移時間)圖象.已知m10.1 kg.由此可以判斷() 【導(dǎo)學(xué)號：67080014】圖2A.碰前m2靜止，m1向右運(yùn)動 B.碰后m2和m1都向右運(yùn)動C.m20.3 kgD.碰撞過程中系統(tǒng)損失了0.4 J的機(jī)械能E.碰撞過程中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒【解析】分析題圖乙可知，碰前：m2處在位移為8 m的位置靜止，m1位移均勻增大，速度v1 m/s4 m/s，方向向右；碰后：v1 m/s2 m/s，v2 m/s2 m/s，碰撞過程中動量守恒：m1v1m1v1m2v2得：m20.3 kg，碰撞損失的機(jī)械能：Ekm1v0，故正確答案應(yīng)選A、C、E.【答案】ACE5.如圖3所示，甲、乙兩車的質(zhì)量均為M，靜置在光滑的水平面上，兩車相距為L.乙車上站立著一個質(zhì)量為m的人，他通過一條輕繩拉甲車，甲、乙兩車最后相接觸，以下說法正確的是 ()圖3A.甲、乙兩車運(yùn)動中速度之比為B.甲、乙兩車運(yùn)動中速度之比為C.甲車移動的距離為LD.乙車移動的距離為LE.乙車移動的距離為L【解析】本題類似人船模型.甲、乙、人看成一系統(tǒng)，則水平方向動量守恒，甲、乙兩車運(yùn)動中速度之比等于質(zhì)量的反比，即為，A正確，B錯誤；Mx甲(Mm)x乙，x甲x乙L，解得C、D正確，E錯誤.【答案】ACD二、非選擇題(本題共5小題，共70分.按題目要求作答.)6.(14分)某同學(xué)用如圖4(甲)所示的裝置，通過半徑相同的A，B兩球的碰撞來驗(yàn)證動量守恒定律，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽.實(shí)驗(yàn)時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡.重復(fù)上述操作10次，得到10個落點(diǎn)痕跡.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G處由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡.重復(fù)這種操作10次.圖甲中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn).B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G，R，O所在的平面，米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對齊.甲乙圖4(1)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為_cm.(2)在以下選項(xiàng)中，本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行測量的是_(填選項(xiàng)號).A.水平槽上未放B球時，測量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離B.A球與B球碰撞后，測量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離C.測量A球或B球的直徑D.測量A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)E.測量G點(diǎn)相對于水平槽面的高度【解析】(1)如題圖(乙)所示，用一個圓盡可能多地把小球落點(diǎn)圈在里面，由此可見圓心O的位置為67.0 cm，這也是小球落點(diǎn)的平均位置(66.567.5都算對).(2)本實(shí)驗(yàn)中要測量的數(shù)據(jù)有：兩個小球的質(zhì)量m1、m2，三個落點(diǎn)的距離s1、s2、s3，所以應(yīng)選A、B、D，注意此題實(shí)驗(yàn)裝置與我們前面講的實(shí)驗(yàn)裝置的不同，該實(shí)驗(yàn)中被碰小球拋出點(diǎn)即為O點(diǎn)，所以選項(xiàng)C、E不選.【答案】(1)66.567.5(2)ABD7.(14分)如圖5所示，光滑平臺上有兩個剛性小球A和B，質(zhì)量分別為2m和3m，小球A以速度v0向右運(yùn)動并與靜止的小球B發(fā)生碰撞(碰撞過程不損失機(jī)械能)，小球B飛出平臺后經(jīng)時間t剛好掉入裝有沙子向左運(yùn)動的小車中，小車與沙子的總質(zhì)量為m，速度為2v0，小車行駛的路面近似看做是光滑的，求：圖5(1)碰撞后小球A和小球B的速度；(2)小球B掉入小車后的速度.【解析】(1)設(shè)A球與B球碰撞后速度分別為v1、v2，并取方向向右為正，光滑平臺，兩小球?yàn)閺椥孕∏?，碰撞過程遵循動量和機(jī)械能守恒，所以有mAv0mAv1mBv2有mAvmAvmBv由解得v1v0v2v0碰后A球向左，B球向右.(2)B球掉入沙車的過程中系統(tǒng)水平方向動量守恒，有mBv2m車v3(mBm車)v3且v32v0得v3v0.【答案】(1)v1v0，碰后A球向左；v2v0，B球向右(2)v3v0，方向向右8.(14分)如圖6所示，小球A質(zhì)量為m，系在細(xì)線的一端，線的另一端固定在O點(diǎn)，O點(diǎn)到水平面的距離為h.物塊B質(zhì)量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O點(diǎn)正下方，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為.現(xiàn)拉動小球使線水平伸直，小球由靜止開始釋放，運(yùn)動到最低點(diǎn)時與物塊發(fā)生正碰(碰撞時間極短)，反彈后上升至最高點(diǎn)時到水平面的距離為.小球與物塊均視為質(zhì)點(diǎn)，不計空氣阻力，重力加速度為g，求碰撞過程物塊獲得的沖量及物塊在地面上滑行的距離.圖6【解析】設(shè)小球的質(zhì)量為m，運(yùn)動到最低點(diǎn)與物體塊相撞前的速度大小為v1，取小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時的重力勢能為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mghmv解得：v1設(shè)碰撞后小球反彈的速度大小為v1，同理有mgmv12解得：v1設(shè)碰撞后物塊的速度大小為v2，取水平向右為正方向由動量守恒定律有mv1mv15mv2解得：v2由動量定理可得，碰撞過程滑塊獲得的沖量為：I5mv2m物塊在水平面上滑行所受摩擦力的大小為F5mg設(shè)物塊在水平面上滑動的距離為s，由動能定理有Fs05mv解得：s.【答案】m9.(14分)(2014天津高考)如圖7所示，水平地面上靜止放置一輛小車A，質(zhì)量mA4 kg，上表面光滑，小車與地面間的摩擦力極小，可以忽略不計.可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B置于A的最右端，B的質(zhì)量mB2 kg.現(xiàn)對A施加一個水平向右的恒力F10 N，A運(yùn)動一段時間后，小車左端固定的擋板與B發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下繼續(xù)運(yùn)動，碰撞后經(jīng)時間t0.6 s，二者的速度達(dá)到vt2 m/s.求：圖7(1)A開始運(yùn)動時加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大?。?3)A的上表面長度l.【解析】本題應(yīng)從分析小車與物塊的運(yùn)動過程入手，結(jié)合牛頓第二定律、動量定理、動量守恒定律、動能定理等規(guī)律求解.(1)以A為研究對象，由牛頓第二定律有FmAa代入數(shù)據(jù)解得a2.5 m/s2.(2)對A、B碰撞后共同運(yùn)動t0.6 s的過程，由動量定理得Ft(mAmB)vt(mAmB)v代入數(shù)據(jù)解得v1 m/s.(3)設(shè)A、B發(fā)生碰撞前，A的速度為vA，對A、B發(fā)生碰撞的過程，由動量守恒定律有mAvA(mAmB)vA從開始運(yùn)動到與B發(fā)生碰撞前，由動能定理有FlmAv由式，代入數(shù)據(jù)解得l0.45 m.【答案】(1)2.5 m/s2(2)1 m/s(3)0.45 m10.(14分)如圖8所示，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M3.0 kg，木板的長度為L1.5 m.在木板右端有一小物塊，其質(zhì)量m1.0 kg，小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)0.10，它們都處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)令小物塊以初速度v0沿木板向左滑動，重力加速度g取10 m/s2.(1)若小物塊剛好能運(yùn)動到左端擋板處，求v0的大??；(2)若初速度v03 m/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.圖8【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(mM)v對木板和物塊系統(tǒng)，由功能關(guān)系mgLmv(Mm)v2由兩式解得：v0 m/s2 m/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E對木板和物塊系統(tǒng)的整個運(yùn)動過程，由功能關(guān)系有mg2LEmv(mM)v2由兩式解得：Ev2mgL32 J20.1101.5 J0.375 J.【答案】(1)2 m/s(2)0.375 J