高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修35 碰撞與動量守恒 章末檢測

1、章末檢測(一)(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分其中17 題為單項(xiàng)選擇題，810題為多項(xiàng)選擇題)1某物體受到一個6 N·s的沖量作用，則()A物體的動量一定減少B物體的末動量一定是負(fù)值C物體動量增量的方向一定與規(guī)定的正方向相反D物體原來動量的方向一定與這個沖量方向相反答案C解析沖量、動量都是矢量，對在一條直線上運(yùn)動的物體，規(guī)定正方向后，可用“”、“”號表示矢量的方向，6 N·s的沖量說明物體所受沖量的大小為6 N·s，方向與規(guī)定的正方向相反，由動量定理可知正確答案為C.而初、末動量的方向、大小由題設(shè)均不能確定2兩輛汽車

2、的質(zhì)量分別為m1和m2，已知m1m2，沿水平方向同方向行駛且具有相等的動能，則此時兩輛汽車的動量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?yàn)閙1m2，Ek1Ek2，所以p1p2，選C.3.如圖1所示，設(shè)車廂長為L，質(zhì)量為M，靜止在光滑水平面上，車廂內(nèi)有一質(zhì)量為m的物體以初速度v0向右運(yùn)動，與車廂壁來回碰撞n次后，靜止在車廂中，則最終車廂速度是()圖1Av0，水平向右 B0C.，水平向右 D.，水平向左答案C解析物體與車廂最終速度相等，由動量守恒定律，有：mv0(Mm)v，所以v，方向與物體初速度同向4動量相等的甲、乙兩車，

3、剎車后沿兩條水平路面滑行若兩車質(zhì)量之比，路面對兩車的阻力相同，則兩車的滑行時間之比為()A11 B12 C21 D14答案A5.如圖2所示，具有一定質(zhì)量的小球A固定在輕桿一端，另一端掛在小車支架的O點(diǎn)用手將小球拉至水平，此時小車靜止于光滑水平面上，放手讓小球擺下與B處固定的橡皮泥碰擊后粘在一起，則在此過程中小車將()圖2A向右運(yùn)動B向左運(yùn)動C靜止不動D小球下擺時，車向左運(yùn)動，碰撞后又靜止答案D解析這是反沖運(yùn)動，由動量守恒定律可知，小球下落時水平分速度方向向右，小車速度方向向左；小球靜止，小車也靜止6如圖3所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為M的木塊，木塊與輕彈簧水平相連，彈簧的另一端連在豎直墻上，木

4、塊處于靜止?fàn)顟B(tài)一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0擊中木塊，并嵌在其中，木塊壓縮彈簧后在水平面上做往復(fù)運(yùn)動木塊自被子彈擊中前到第一次回到原來位置的過程中，木塊受到的合外力的沖量大小為圖3A. B2Mv0C. D2mv0答案A解析子彈射入木塊的時間極短，根據(jù)動量守恒定律mv0(Mm)v，解得v，第一次回到原來位置的速度等于子彈擊中木塊后瞬間的速度根據(jù)動量定理，合外力的沖量IMv，故A正確7.如圖4，光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運(yùn)動兩球質(zhì)量關(guān)系為mB2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動量均為6 kg·m/s，運(yùn)動中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動量增量為4 kg·m

5、/s，則()圖4A左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為25B左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為110C右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為25D右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為110答案A解析A、B發(fā)生碰撞，由動量守恒定律得：pApB，由于碰后A球的動量增量為負(fù)值，所以右邊不可能是A球；碰后A球的動量是2 kg·m/s，碰后B球的動量增加為10 kg·m/s，由于兩球的質(zhì)量關(guān)系mB2mA，所以碰后A、B兩球速度大小之比為25.故選A.8.如圖5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

6、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5A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L答案AD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，A正確，B錯誤；Ms甲(Mm)s乙，s甲s乙L，解得C錯誤，D正確9.恒力F作用在質(zhì)量為m的物體上，如圖6所示，由于地面對物體的摩擦力較大，沒有被拉動，則經(jīng)時間t，下列說法正確的是()圖6A拉力F對物體的沖量大小為零B拉力F對物體的沖量大小為FtC拉力F對物體的沖量大小是Ftcos D合力對物體的沖量大小為零答案BD解析拉力F對

7、物體的沖量大小為Ft，A、C錯誤，B正確；合力對物體的沖量等于物體動量的變化量等于零，D正確10如圖7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(jì)；滑塊M以初速度v0向右運(yùn)動，它與擋板P碰撞后粘連在一起，在以后的運(yùn)動過程中()圖7AM的速度等于0時，彈簧的長度最短BM的速度為時，彈簧的彈性勢能最大C兩滑塊速度相同時，N的動量最大D彈簧的彈力對N做功最多為答案BD解析滑塊M與擋板P碰撞后粘連在一起，擋板壓縮彈簧，彈簧對滑塊N施加彈力，使滑塊N水平向右加速滑動，當(dāng)兩滑塊速度相同時，彈簧的壓縮量最大，彈性勢能最大，彈簧最短，設(shè)這個共

8、同速度為v，滑塊質(zhì)量為m，則mv02mv，所以v，選項(xiàng)A錯誤，B正確；當(dāng)兩滑塊速度相同時，彈簧壓縮量最大，彈簧對N的彈力最大，滑塊N仍做加速運(yùn)動，所以選項(xiàng)C錯誤；由M剛接觸彈簧到彈簧恢復(fù)原長過程，設(shè)M和N的速度分別為v1和v2，由動量守恒定律得mv0mv1mv2，由機(jī)械能守恒定律得mvmvmv，聯(lián)立解得v10，v2v0，即M和N質(zhì)量相等時，在彈簧形變前和恢復(fù)形變后，M和N交換了速度，即滑塊N速度為v0時，M的速度為零，此時滑塊N的動能最大，彈簧對其做功最多為mv (動能定理)，選項(xiàng)D正確二、填空題(本題共2小題，共18分)11(8分)如圖8所示為“探究碰撞中的動量變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖已知

9、a、b小球的質(zhì)量分別為ma、mb，半徑分別是ra、rb，圖中P點(diǎn)為單獨(dú)釋放a球的平均落點(diǎn)，M、N是a、b小球碰撞后落點(diǎn)的平均位置，O點(diǎn)是水平槽末端在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)圖8(1)本實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件是_A斜槽軌道必須是光滑的B斜槽軌道末端的切線水平C入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速釋放D入射球與被碰球滿足mamb，rarb(2)為了探究動量的變化規(guī)律需要測量OP間的距離s1，則還需要測量的物理量有_、_(用相應(yīng)的文字和字母表示)(3)如果動量守恒，須滿足的關(guān)系式是_(用測量物理量的字母表示)答案(1)BC(2)OM的距離s2ON的距離s3(3)mas1mas2mbs312(10分)某同學(xué)

10、利用打點(diǎn)計(jì)時器和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中動量的變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，氣墊導(dǎo)軌裝置如圖9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，壓縮空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，如圖乙所示，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(1)下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：圖9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；向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；把打點(diǎn)計(jì)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(diǎn)計(jì)時器越過彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)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；滑

11、塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；先_，然后_，讓滑塊帶動紙帶一起運(yùn)動；取下紙帶，重復(fù)步驟，選出較理想的紙帶如圖10所示；圖10測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g.(2)已知打點(diǎn)計(jì)時器每隔0.02 s打一個點(diǎn)，計(jì)算可知，兩滑塊相互作用前動量之和為_kg·m/s；兩滑塊相互作用以后動量之和為_kg·m/s(保留三位有效數(shù)字)(3)試說明(2)問中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_.答案(1)接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源放開滑塊1(2)0.6200.618(3)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器的限位孔有摩擦解析作用前滑塊1的速度v1

12、 m/s2 m/s，其動量為0.310 kg×2 m/s0.620 kg·m/s，作用后滑塊1和滑塊2具有相同的速度v m/s1.2 m/s，其動量之和為(0.310 kg0.205 kg)×1.2 m/s0.618 kg·m/s.三、計(jì)算題(本題共4小題，共42分)13(10分)如圖11所示，物體A、B的質(zhì)量分別是4 kg和8 kg，由輕質(zhì)彈簧連接，放在光滑的水平面上，物體B左側(cè)與豎直墻壁相接觸，另有一個物體C水平向左運(yùn)動，在t5 s時與物體A相碰，并立即與A有相同的速度，一起向左運(yùn)動物體C的速度時間圖象如圖12所示 圖11圖12(1)求物體C的質(zhì)量；

13、(2)求彈簧壓縮具有的最大彈性勢能；(3)求在5 s到15 s的時間內(nèi)，墻壁對物體B的作用力的沖量答案(1)2 kg(2)12 J(3)24 N·s，方向水平向右解析(1)由圖象可知，碰前C的速度v06 m/s，碰后的速度v2 m/sA、C碰撞過程動量守恒，由動量守恒定律得mCv0(mCmA)v，解得mC2 kg(2)A、C向左運(yùn)動，當(dāng)它們速度變?yōu)榱銜r，彈簧壓縮量最大，彈簧的彈性勢能最大，由能量守恒定律得，最大彈性勢能Ep(mAmC)v212 J(3)在5 s到15 s的時間內(nèi)，墻壁對B物體的作用力F等于輕彈簧的彈力，輕彈簧的彈力使物體A和C的速度由2 m/s減小到0，再增大到2 m

14、/s，則彈力的沖量等于F的沖量，即I(mAmC)v(mAmC)v24 N·s，方向水平向右14(10分)如圖13所示，一長為R0.6 m的不可伸長的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)另一端系著質(zhì)量m20.1 kg的小球B，小球B剛好與水平面相接觸現(xiàn)使質(zhì)量為m10.3 kg 的物體A以v04 m/s的速度向B運(yùn)動A與水平面間的接觸面光滑A、B碰撞后，物塊A的速度變?yōu)榕銮八查g速度的.小球B能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動已知重力加速度g10 m/s2，A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，試求：圖13(1)在A與B碰撞后瞬間，小球B的速度v2的大小；(2)小球B運(yùn)動到圓周最高點(diǎn)時受到細(xì)繩的拉力大小答案(1)6 m/s(2)1 N

15、解析(1)碰撞過程中，A、B系統(tǒng)水平方向動量守恒，有：m1v0m1·m2v2，可得：v26 m/s(2)小球B在擺至最高點(diǎn)的過程中，機(jī)械能守恒，設(shè)到最高點(diǎn)時的速度為v3，則有：m2vm2vm2g·2R在最高點(diǎn)進(jìn)行受力分析，有FTm2gm2解得：FT1 N15(10分)如圖14所示，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊B相連，B靜止在水平導(dǎo)軌上的O點(diǎn)，此時彈簧處于原長，另一質(zhì)量與B相同的滑塊A從導(dǎo)軌上的P點(diǎn)以初速度v0向B滑行，當(dāng)A滑過距離l時與B相碰碰撞時間極短，碰后A、B粘在一起運(yùn)動設(shè)滑塊A和B均可視為質(zhì)點(diǎn)，與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)均為.重力加速度為g.求：圖14(1)碰后瞬間，A、

16、B共同速度的大??；(2)若A、B壓縮彈簧后恰能返回到O點(diǎn)并停止，求彈簧的最大壓縮量答案(1)(2)解析(1)設(shè)A、B質(zhì)量均為m，A剛接觸B時的速度為v1，碰后瞬間A、B共同的速度為v2，以A為研究對象，從P到O，由功能關(guān)系得：mglmvmv以A、B為研究對象，碰撞瞬間，由動量守恒定律：mv12mv2解得：v2(2)碰后A、B由O點(diǎn)向左運(yùn)動，又返回到O點(diǎn)，設(shè)彈簧的最大壓縮量為s.由功能關(guān)系：(2m)g·2s(2m)v解得：s16(12分)某游樂園入口旁有一噴泉，噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中為計(jì)算方便起見，假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出；玩具底部為平板(面積略大于S)；水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水的速度變?yōu)榱?，在水平方向朝四周均勻散開忽略空氣阻力已知水的密度為，重力加速度大小為g.求：(1)噴泉單位時間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量；(2)玩