高中物理 第一章 碰撞與動量守恒章末檢測 滬科版選修35

第一章 碰撞與動量守恒章末檢測(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分)圖11.小車上裝有一桶水，靜止在光滑水平地面上，如圖1所示，桶的前、后、底及側(cè)面各裝有一個閥門，分別為S1、S2、S3、S4(圖中未畫出)，要使小車向前運動，可采用的方法是()A打開閥門S1B打開閥門S2C打開閥門S3D打開閥門S4答案B2下列說法中正確的是() A作用在物體上的合外力越大，物體動量的變化就越快B作用在物體上的合外力的沖量越大，物體動量的變化就越快C作用在物體上的沖量恒定時，物體的動量保持不變D動量的變化一定，延長物體間的相互作用時間，可以減小物體間的相互作用力答案AD解析由動量定理，物體合外力沖量越大，動量的變化量越大，沖量恒定時，動量的變化量恒定，故B、C錯動量的變化率反映合外力的大小，合外力越大，動量的變化率越大，即動量的變化越快，因此A正確動量的變化一定，延長作用時間，可減小物體間的相互作用力，故D對圖23.如圖2所示，裝有炮彈的火炮總質(zhì)量為m1，炮彈的質(zhì)量為m2，炮彈射出炮口時對地的速率為v0，若炮管與水平地面的夾角為，則火炮后退的速度大小為(設(shè)水平面光滑)()A.v0 B.C. D.答案C解析炮彈和火炮組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，0m2v0cos (m1m2)v得v，故選項C正確4兩輛汽車的質(zhì)量分別為m1和m2，已知m1>m2，沿水平方向同方向行駛且具有相等的動能，則此時兩輛汽車動量p1和p2的大小關(guān)系是()Ap1等于p2 Bp1小于p2Cp1大于p2 D無法比較答案C解析由Ekmv2得p，因為m1>m2，所以p1>p2，故選項C正確5光滑水平面上放有兩個小車，車上各固定一個磁鐵，由于磁力的作用，兩車由靜止相向運動，在運動過程中()A兩車的動量相同B兩車的總動量始終為零C兩車的總動量增大D在相等的時間內(nèi)，兩車動量改變的大小相等答案BD解析動量是矢量，動量相同時既含大小相等又含方向相同因兩車動量守恒，所以兩車動量改變量大小相等、方向相反，總的改變量為零，故選項B、D正確圖36.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()A甲、乙兩車運動中速度之比為B甲、乙兩車運動中速度之比為C甲車移動的距離為LD乙車移動的距離為L答案ACD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、乙兩車運動中速度之比等于質(zhì)量的反比，A正確，B錯誤；Ms甲(Mm)s乙，s甲s乙L，解得C、D正確7放在光滑水平面上的物體A和B之間用一輕質(zhì)彈簧相連，一顆水平飛來的子彈沿著AB連線擊中A，并留在其中，若A和B及子彈的質(zhì)量分別為mA和mB及m，子彈擊中A之前的速度為v0，則()AA物體的最大速度為BB物體的最大速度為C兩物體速度相同時其速度為D條件不足，無法計算答案AC圖48.在光滑的水平桌面上靜置著長為L的方木塊M，今有A、B兩顆子彈沿同一水平線分別以速度vA、vB從M的兩側(cè)同時射入木塊A、B在木塊中嵌入的深度分別為dA、dB，且dA>dB，dAdB<L，而木塊卻一直保持靜止，如圖4所示，則可判斷A、B子彈在射入前()A速度vA>vBBA的動能大于B的動能CA的動量大小大于B的動量大小DA的動量大小等于B的動量大小答案ABD解析由動量守恒可知D項正確因為木塊一直靜止，所以A、B兩子彈對木塊的作用力等大，即木塊對A、B兩子彈的作用力等大，又A、B在木塊中嵌入深度dA>dB，則由動能定理可知B項正確根據(jù)Ek可知A項正確9如圖5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st(位移時間)圖像已知m10.1 kg.由此可以判斷()圖5A碰前m2靜止，m1向右運動B碰后m2和m1都向右運動Cm20.3 kgD碰撞過程中系統(tǒng)損失了0.4 J的機械能答案AC解析選向右為正方向，分析題圖可知，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向右，故選項A正確碰撞以后：v12 m/s向左，v2 m/s2 m/s向右，故選項B錯誤動量守恒：m1v1m1v1m2v2得：m20.3 kg，故選項C正確碰撞損失的機械能：Ekm1v(m1v12m2v)0，故選項D錯誤，正確答案應(yīng)選A、C.圖610.圖6為兩物體A、B在沒有其他外力作用時相互作用前后的vt圖像，則由圖像可知()AA、B的質(zhì)量之比為53BA、B作用前后總動量守恒CA、B作用前后總動量不守恒DA、B間相互作用力相同答案AB解析A、B兩物體發(fā)生碰撞，沒有其他外力作用，A、B組成的系統(tǒng)總動量守恒，故選項B正確，選項C錯誤由動量守恒定律得mAvAmBvB，53，故選項A正確A、B之間相互作用力大小相等、方向相反，因而A、B間相互作用力不同故選項D錯誤二、實驗題(本題共10分)11某同學(xué)用圖7甲所示裝置結(jié)合頻閃照片來探究碰撞中的不變量經(jīng)過多次實驗，該同學(xué)猜想碰撞前后物體的質(zhì)量和速度的乘積之和是不變的圖7步驟1：用天平測出A、B兩個小球的質(zhì)量mA和mB，并且保證mA>mB；步驟2：安裝好實驗裝置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；步驟3：先不在斜槽的末端放小球B，讓小球A從斜槽上某位置P由靜止開始釋放，小球離開斜槽后，用頻閃照相記錄下小球A兩個時刻的位置(如圖乙所示)；步驟4：將小球B放在斜槽的末端，讓小球A從位置P處由靜止開始釋放，使它們碰撞，用頻閃照相記錄下兩個小球在離開斜槽后兩個時刻的位置(如圖丙所示)；步驟5：直接測量需要的物理量，根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù)，驗證自己的猜想請回答：(1)在步驟5中，該同學(xué)需要在照片中直接測量的物理量有_；(選填“s0、h0、sA、hA、sB、hB”)(2)用實驗中測量的物理量來表示該同學(xué)的猜想結(jié)果：_.答案(1)s0、sA、sB(2)mAs0mAsAmBsB解析頻閃照相相鄰曝光時間相等，測出s0、sA、sB，就可以知道它們碰撞前后水平方向的速度該同學(xué)的猜想可表示為，化簡得mAs0mAsAmBsB.三、計算題(本題共4小題，共50分)圖812(8分)如圖8所示，質(zhì)量為m的木塊和質(zhì)量為M的鐵塊用細線系在一起，浸沒在水中，以速度v0勻速下降，剪斷細線后經(jīng)過一段時間，木塊的速度大小為v0，方向豎直向上，此時木塊還未浮出水面，鐵塊還未沉到水底，求此時鐵塊下沉的速度為多大答案解析剪斷細線后，木塊還未浮出水面、鐵塊還未沉到水底前，系統(tǒng)受到的重力和浮力均不變，合外力仍為零，故系統(tǒng)的動量守恒取豎直向下為正方向，列出系統(tǒng)動量守恒的方程為(Mm)v0MvM(mv0)解得此時鐵塊下沉的速度為vM.圖913(12分)如圖9所示，在距小車的一端高h的支架上固定著一個半徑為R的圓弧光滑導(dǎo)軌，一質(zhì)量為m0.2 kg的物體從圓弧的頂端無摩擦地滑下，離開圓弧后剛好從車的另一端擦過落到水平地面，車的質(zhì)量M2 kg，車身長L0.22 m，車與水平地面間摩擦不計，圖中h0.20 m，重力加速度g10 m/s2，求R.答案0.055 m解析物體從圓弧的頂端無摩擦地滑到圓弧底端的過程中，在水平方向上沒有外力作用設(shè)物體滑到圓弧的底端時車的速度為v1，物體的速度為v2，對物體與車，由動量守恒及機械能守恒得0Mv1mv2mgRMvmv物體滑到圓弧底端后車向右做勻速直線運動，物體向左做平拋運動，所以有hgt2L(v1v2)t由以上各式代入數(shù)據(jù)解得R0.055 m.圖1014(14分)如圖10所示，一質(zhì)量為M的平板車B放在光滑水平面上，在其右端放一質(zhì)量為m的小木塊A，m<M，A、B間動摩擦因數(shù)為.現(xiàn)給A和B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A開始向左運動，B開始向右運動，最后A不會滑離B，求：(1)A、B最后的速度大小和方向；(2)從地面上看，小木塊向左運動到離出發(fā)點最遠處時，平板車向右運動的位移大小答案(1)v0，方向向右(2)v解析(1)A不會滑離B，表示A、B最終具有相同的速度，設(shè)此速度為v，A和B的初速度大小為v0，選取向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律可得Mv0mv0(Mm)v解得vv0，方向向右(2)從地面上看，小木塊向左運動到離出發(fā)點最遠處時，木塊速度為零，設(shè)此時平板車速度為v，由動量守恒定律得Mv0mv0Mv設(shè)這一過程平板車向右運動的位移大小為s，則對平板車由動能定理知mgsMvMv2解得sv即從地面上看，小木塊向左運動到離出發(fā)點最遠處時，平板車向右運動的位移大小為sv.15(16分)(2014·天津·10)如圖11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)運動，碰撞后經(jīng)時間t0.6 s，二者的速度達到vt2 m/s.求：圖11(1)A開始運動時加速度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.答案(1)2.5 m/s2(2)1 m/s(3)0.45 m解析(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 m6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375