2013-2014高中物理 第一章 碰撞與動量守恒章末檢測 教科版選修.doc

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章末檢測(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(共12小題，共60分)1關(guān)于系統(tǒng)動量守恒的條件，下列說法正確的是()A只要系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力，系統(tǒng)動量就不可能守恒B只要系統(tǒng)中有一個物體具有加速度，系統(tǒng)動量就不守恒C只要系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)動量就守恒D系統(tǒng)中所有物體的加速度為零時，系統(tǒng)的總動量不一定守恒解析由動量守恒的條件知C正確D項中所有物體加速度為零時，各物體速度恒定，動量恒定，總動量一定守恒答案C2“蹦極”是勇敢者的運動，如圖1-為蹦極運動過程示意圖某人身系彈性繩自高空p點自由下落，其中a點是彈性繩的原長位置，c是人所到達的最低點，b是人靜止地懸吊著時的平衡位置不計空氣阻力，則下列說法中正確的是()圖1A從p至c的過程中，重力的沖量大小等于彈性繩的沖量大小B從a至c的過程中，重力的沖量大小大于彈性繩的沖量大小C從p至c過程中重力所做的功等于人克服彈力所做的功D從a至c的過程中加速度保持方向不變解析人從p運動到c過程中動量變化為零，而人受重力和繩子彈力作用，故由動量定理知這兩個力的沖量大小相等，方向相反，A正確；對B，從a至c的過程中，重力的沖量大小應(yīng)小于彈性繩的沖量大??；對C，從p至c過程中全過程應(yīng)用動能定理，有WGW彈0，所以重力所做的功等于人克服彈力所做的功；b點處重力和繩子彈力平衡，所以在ab間是重力大于彈力，加速度方向向下；在bc間重力小于彈力，加速度方向向上答案AC3如圖2所示，帶有光滑弧形軌道的小車質(zhì)量為m靜止，放在光滑水平面上，一質(zhì)量也是m的鐵塊，以速度v沿軌道水平端向上滑去，至某一高度后再向下返回，則當鐵塊回到小車右端時，將()圖2A以速度v做平拋運動B以小于v的速度做平拋運動C靜止于車上D自由下落解析由動量守恒：mvmv1mv2，由機械能守恒：mv2mvmv，解得v10，v2v，故D正確答案D4在光滑的水平面上有一質(zhì)量為0.2 kg的球以5.0 m/s的速度向前運動，與質(zhì)量為3.0 kg的靜止木塊發(fā)生碰撞，假設(shè)碰撞后木塊的速度是v木4.2 m/s，則()A碰撞后球的速度為v球1.3 m/sBv木4.2 m/s這一假設(shè)不合理，因而這種情況不可能發(fā)生Cv木4.2 m/s這一假設(shè)是合理的，碰撞后小球被彈回來Dv木4.2 m/s這一假設(shè)是可能發(fā)生的，但由于題給條件不足，v球的大小不能確定解析根據(jù)動量守恒定律，m1vm1v1m2v2，即0.25.00.2v13.04.2得：v158 m/s，這一過程不可能發(fā)生，因為碰撞后機械能增加了答案B5在行車過程中，如果車距不夠，剎車不及時，汽車將發(fā)生碰撞，車里的人可能受到傷害，為了盡可能地減輕碰撞所引起的傷害，人們設(shè)計了安全帶，如圖3所示假定乘客質(zhì)量為70 kg，汽車車速為108 km/h(即30 m/s)，從踩下剎車到車完全停止需要的時間為5 s，安全帶對乘客的作用力大小約為()圖3A400 N B600 N C800 N D1 000 N答案A6如圖4所示，小車開始靜止于光滑的水平面上，一個小滑塊由靜止從小車上端高h處沿光滑圓弧面相對于小車向左滑動，滑塊能到達左端的最大高度h()圖4A大于hB小于hC等于hD停在中點與小車一起向左運動解析由動量守恒定律可知，當滑塊運動到左端的最大高度時滑塊和車速度為零，由于水平面和圓弧面光滑，系統(tǒng)的機械能守恒，所以滑塊到達左端的最大高度h等于h.答案C7質(zhì)量相等的A、B兩球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動，A球的動量pA9 kgm/s，B球的動量pB3 kgm/s，當A球追上B球時發(fā)生碰撞，則碰撞后A、B兩球的動量不可能的是()ApA6 kgm/s，pB6 kgm/sBpA8 kgm/s，pB4 kgm/sCpA2 kgm/s，pB14 kgm/sDpA4 kgm/s，pB17 kgm/s解析由于地面光滑，因此碰撞前后兩球總動量守恒，則pApBpApB，代入數(shù)據(jù)可知D不可能；由于碰撞后的總動能不可能增加，即，代入數(shù)據(jù)可知C不可能；由于碰撞后一球不可能穿越另一個小球，即，可知B不可能，所以B、C、D符合題意答案BCD8一同學(xué)在地面上立定跳遠的最好成績是s(m)，假設(shè)他站在車的A端，如圖5所示，想要跳上距離為l(m)遠的站臺上，不計車與地面的摩擦阻力，則()圖5A只要ls，他一定能跳上站臺B只要ls，他有可能跳上站臺C只要ls，他一定能跳上站臺D只要ls，他有可能跳上站臺解析人起跳的同時，小車要做反沖運動，所以人跳的距離小于s，故ls時，才有可能跳上站臺答案B9甲、乙兩物體質(zhì)量相等，并排靜止在光滑的水平面上，現(xiàn)用一水平外力F推動甲物體，同時與F相同方向給物體乙一個瞬時沖量I，使兩物體開始運動當兩物體重新相遇時()A甲的動量為I B乙的動量為2IC經(jīng)歷的時間為2I/F D所經(jīng)歷的時間為I/F解析由題意知，甲物體將做勻加速直線運動，乙物體將做勻速直線運動，據(jù)此可作出速度時間圖象，如圖所示對乙有，Imv0，從圖中可看出，當相遇時，v甲2v乙，所以甲的動量為2I；乙的動量不變；所經(jīng)歷的時間內(nèi)對甲由動量定理得2IFt，所以時間為2I/F.答案C10小平板車B靜止在光滑水平面上，物體A以某一初速v0從車的一端滑向另一端，由于A、B間存在摩擦，因而A在B上開始做減速運動，若B車足夠長，A的速度最小值應(yīng)發(fā)生在()AB車速度為最大時BA在B車上停止滑行時CA、B速度相等時DB開始做減速運動時解析物體A在B上滑行時，由于摩擦力作用，A做勻減速運動，B做勻加速運動，當A和B的速度相等時，A和B 的相對運動停止，此時的速度即是A的最小速度，也是B的最大速度答案ABC11如圖6所示，一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為m1和m2的兩物塊A、B相連接，并靜止在光滑的水平面上現(xiàn)使B瞬時獲得水平向右的速度v3 m/s，以此刻為計時起點，兩物塊的速度隨時間變化的規(guī)律如圖7所示，從圖象信息可得()A在t1、t3時刻兩物塊達到共同速度1 m/s，且彈簧都處于伸長狀態(tài)B兩物體的質(zhì)量之比m1m221C在t2時刻A與B的動能之比Ek1Ek241D從t3到t4時刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長解析在t1、t3時刻兩物體達到共同速度1 m/s，其中t1時刻彈簧處于伸長狀態(tài)，t3時刻彈簧處于壓縮狀態(tài)故選項A錯誤由動量守恒定律得：m23(m1m2)1解得：m1m221，故選項B正確在t2時刻Ek1Ek281，故選項C錯誤在t4時刻A、B相對速度最大，彈簧處于原長狀態(tài)，故選項D正確答案BD12如圖8所示，兩光滑且平行的固定水平桿位于同一豎直平面內(nèi)，兩靜止小球m1、m2分別穿在兩桿上，兩球間連接一個保持原長的豎直輕彈簧，現(xiàn)給小球m2一個水平向右的初速度v0，如果兩桿足夠長，則在此后的運動過程中，下列說法正確的是()圖8Am1、m2系統(tǒng)動量不守恒B彈簧最長時，其彈性勢能為m2vCm1、m2速度相同時，共同速度為Dm1、m2及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒解析兩球組成系統(tǒng)所受合力為零，則動量守恒，包含彈簧在內(nèi)的系統(tǒng)在整個過程中沒有能量損失故機械能守恒當彈簧伸長最長時兩小球速度相同答案CD二、非選擇題(本題共4小題，共40分)13(8分)氣墊導(dǎo)軌(如圖9)工作時，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，大大減小了滑塊運動時的阻力為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個質(zhì)量均為a的滑塊，每個滑塊的一端分別與穿過打點計時器的紙帶相連，兩個打點計時器所用電源的頻率均為b.氣墊導(dǎo)軌正常工作后，接通兩個打點計時器的電源，并讓兩滑塊以不同的速度相向運動，兩滑塊相碰后粘在一起繼續(xù)運動圖1-0為某次實驗打出的、點跡清晰的紙帶的一部分，在紙帶上以同間距的6個連續(xù)點為一段劃分紙帶，用刻度尺分別量出其長度x1、x2和x3.若題中各物理量的單位均為國際單位，那么，碰撞前兩滑塊的動量大小分別為_、_，兩滑塊的總動量大小為_；碰撞后兩滑塊的總動量大小為_重復(fù)上述實驗，多做幾次若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動量守恒定律得到驗證圖9圖1-0解析由題圖結(jié)合實際情況可以看出，x1和x3是兩物體相碰前打出的紙帶，x2是相碰后打出的紙帶所以碰撞前兩物體的速度分別為v10.2x1b，v20.2x3b，碰撞后兩物體共同速度v0.2x2b，所以碰前兩物的體動量分別為p1mv10.2abx1，p2mv20.2abx3，總動量pp1p20.2ab(x1x3)；碰后總動量p2mv0.4abx2.答案0.2abx30.2abx10.2ab(x1x3)0.4abx214(10分)如圖1-1-所示，光滑水平桌面上有長L2 m的擋板C，質(zhì)量mC5 kg，在其正中央并排放著兩個小滑塊A和B，mA1 kg，mB3 kg，開始時三個物體都靜止在A、B間放有少量塑膠炸藥，爆炸后A以6 m/s速度水平向左運動，A、B中任意一塊與擋板C碰撞后，都粘在一起，不計摩擦和碰撞時間，求：圖1-1(1)當兩滑塊A、B都與擋板C碰撞后，C的速度是多大；(2)A、C碰撞過程中損失的機械能解析(1)A、B、C系統(tǒng)動量守恒0(mAmBmC)vC，vC0.(2)炸藥爆炸時A、B系統(tǒng)動量守恒，mAvAmBvB，解得：vB2 m/sA、C碰撞前后系統(tǒng)動量守恒mAvA(mAmC)v，v1 m/sEmAv(mAmC)v215 J.答案(1)0(2)15 J15(10分)如圖1-2-所示，把一輛質(zhì)量為0.5 kg的電動玩具車，放在質(zhì)量為1 kg的帶有光滑輪子的小車上，當接通玩具車的電源，使它相對于小車以0.5 m/s的速度運動時，小車如何運動？圖1-2解析選取地面為參考系，設(shè)小車相對于地面的速度為v，則電動玩具車相對于地面的速度為(v0.5) m/s，根據(jù)動量守恒定律有Mvm(v0.5)0，得v m/s0.17 m/s.答案以0.17 m/s的速度向相反的方向運動16(12分)如圖1-3-所示，質(zhì)量M為4 kg的平板小車靜止在光滑的水平面上，小車左端放一質(zhì)量為1 kg的木塊，車的右端固定一個輕質(zhì)彈簧現(xiàn)給木塊一個水平向右的10 Ns的瞬間沖量，木塊便沿車向右滑行，在與彈簧相碰后又沿原路返回，并恰好能達到小車的左端，求：圖1-3-(1)彈簧被壓縮到最短時平板車的速度v；(2)木塊返回小車左端時的動能Ek；(3)彈簧獲得的最大彈性勢能Epm.解析：(1)設(shè)木塊的初速度為v0，由動量定理有：Imv0，得v010 m/s(方向向右)當彈簧被壓縮到最短時，木塊和小車速度相等對于木塊和小車構(gòu)成的系統(tǒng)，水平方向動量守恒，所以有：mv0(Mm)v，解得v2 m/s(向右)(2)木塊與彈簧碰后相對小車向左運動，當木塊相對小車靜止時，木塊相對小車到達左邊最遠點因此木塊恰能到小車的左端時，兩者同速由動量守恒可知此時v塊v車2 m/s.木塊的動能Ekmv2 J.(3)木塊往返過程中克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失的機械能為Emv(Mm)v240 J.考慮木塊開始運動到彈簧壓縮到最短的過程，系統(tǒng)克服摩擦力做功損失的機械能為E20 J對這個過程由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律有：mv(Mm)v2EEpm，解得彈簧壓縮到最短時獲得的最大彈性勢能Epm20 J.答案：(1)2 m/s方向向右(2)2 J(3)20 J