高中物理人教版5第十六章動(dòng)量守恒定律（區(qū)一等獎(jiǎng)）

章末過(guò)關(guān)檢測(cè)(一)[學(xué)生用書(shū)P77(獨(dú)立成冊(cè))](時(shí)間：60分鐘，滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1．下列關(guān)于物體動(dòng)量和沖量的說(shuō)法中不正確的是()A．物體所受合外力沖量越大，它的動(dòng)量就越大B．物體所受合外力沖量不為零，它的動(dòng)量一定要改變C．物體動(dòng)量變化的方向，就是合外力沖量的方向D．物體所受合外力越大，它的動(dòng)量變化越快解析：選A.據(jù)動(dòng)量定理得I合＝Δp，即I合與Δp等大同向，A錯(cuò)誤，B、C正確．又I合＝F合Δt，所以F合＝eq\f(Δp,Δt)，故F合越大，eq\f(Δp,Δt)就越大，D正確．2．一裝有柴油的船靜止于水面上，船前艙進(jìn)水，堵住漏洞后用一水泵把前艙的油抽往后艙，如圖所示．不計(jì)水的阻力，船的運(yùn)動(dòng)情況是()A．向前運(yùn)動(dòng) B．向后運(yùn)動(dòng)C．靜止 D．無(wú)法判斷解析：選A.雖然抽油的過(guò)程屬于船與油的內(nèi)力作用，但油的質(zhì)量發(fā)生了轉(zhuǎn)移，從前艙轉(zhuǎn)移到了后艙，相當(dāng)于人從船的一頭走到另一頭的過(guò)程．故A正確．3．甲、乙兩物體分別在恒力F1、F2的作用下，在光滑平面上沿同一直線運(yùn)動(dòng)，它們的動(dòng)量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示．設(shè)甲在t1時(shí)間內(nèi)所受的沖量為I1，乙在t2時(shí)間內(nèi)所受的沖量為I2，則F、I的大小關(guān)系是()A．F1>F2，I1＝I2 B．F1<F2，I1<I2C．F1>F2，I1>I2 D．F1＝F2，I1＝I2解析：選A.沖量I＝Δp，從圖上看，甲、乙兩物體動(dòng)量變化的大小相同，所以沖量大小I1＝I2.又因?yàn)闆_量I1＝F1t1，I2＝F2t2，t2>t1，所以F1>F2.4．如圖所示，足夠長(zhǎng)的長(zhǎng)木板A靜止在光滑的水平地面上，質(zhì)量為1kg的物體B以v0＝3m/s的水平速度沖上A，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上．若從B沖到木板A上到相對(duì)木板A靜止這段時(shí)間內(nèi)摩擦力對(duì)長(zhǎng)木板的沖量大小為2N·s，則A、B最后的共同速度及長(zhǎng)木板的質(zhì)量分別為()A．1m/s1kg B．1m/s2kgC．2m/s1kg D．2m/s2kg解析：選B.摩擦力對(duì)長(zhǎng)木板的沖量大小為2N·s，則摩擦力對(duì)物體B的沖量大小也為2N·s，根據(jù)動(dòng)量定理得：I＝mBv0－mBv，代入數(shù)據(jù)解得：v＝1m/s，對(duì)長(zhǎng)木板用動(dòng)量定理，I＝mAv，代入數(shù)據(jù)解得：mA＝2kg，故B正確．5．質(zhì)量相等的三個(gè)物塊在一光滑水平面上排成一直線，且彼此隔開(kāi)了一定的距離，如圖所示．具有動(dòng)能E0的第1個(gè)物塊向右運(yùn)動(dòng)，依次與其余兩個(gè)靜止物塊發(fā)生碰撞，最后這三個(gè)物塊粘在一起，這個(gè)整體的動(dòng)能為()A．E0 B．eq\f(2E0,3)\f(E0,3) \f(E0,9)解析：選C.碰撞中動(dòng)量守恒mv0＝3mv1，得v1＝eq\f(v0,3)①E0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)②Ek′＝eq\f(1,2)×3mveq\o\al(2,1)③由①②③得Ek′＝eq\f(1,2)×3meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v0,3)))eq\s\up12(2)＝eq\f(1,3)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)mveq\o\al(2,0)))＝eq\f(E0,3)，故C正確．6．如圖所示，光滑水平面上有半徑相同的A、B兩球在同一直線上運(yùn)動(dòng)．兩球質(zhì)量關(guān)系為mB＝2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動(dòng)量均為6kg·m/s，運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動(dòng)量增量為－4kg·m/s，則()A．左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5B．左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10C．右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5D．右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10解析：選A.由兩球的動(dòng)量都是6kg·m/s可知，運(yùn)動(dòng)方向都向右，且能夠相碰，說(shuō)明左方是質(zhì)量小速度大的小球，故左方是A球．碰后A球的動(dòng)量減少了4kg·m/s，即A球的動(dòng)量為2kg·m/s，由動(dòng)量守恒定律得B球的動(dòng)量為10kg·m/s，則碰后二者速度大小之比為2∶5，故選項(xiàng)A是正確的．二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選或不答的得0分)7．雜技演員做高空表演時(shí)，為了安全，常在下面掛起一張很大的網(wǎng)，當(dāng)演員失誤從高處掉下落在網(wǎng)上時(shí)，與從相同高度落在地面上相比較，下列說(shuō)法正確的是()A．演員落在網(wǎng)上時(shí)的動(dòng)量較小B．演員落在網(wǎng)上時(shí)的動(dòng)量變化較小C．演員落在網(wǎng)上時(shí)的動(dòng)量變化較慢D．演員落在網(wǎng)上時(shí)受到網(wǎng)的作用力較小解析：選CD.演員落到網(wǎng)上和地面上時(shí)的速度相同，所以兩種情況下，動(dòng)量的變化相同，但落在網(wǎng)上時(shí)，作用時(shí)間較長(zhǎng)，由動(dòng)量定理可知，作用力較小，故A、B錯(cuò)誤，C、D正確．8．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?5m/s，設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間為s．下列說(shuō)法正確的是()A．球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為1260NB．球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為360NC．球棒對(duì)壘球做的功為126JD．球棒對(duì)壘球做的功為36J解析：選AC.設(shè)球棒對(duì)壘球的平均作用力為F，由動(dòng)量定理得eq\o(F,\s\up6(－))·t＝m(vt－v0)，取vt＝45m/s，則v0＝－25m/s，代入上式，得eq\o(F,\s\up6(－))＝1260N，由動(dòng)能定理得W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,t)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝126J，選項(xiàng)A、C正確．9．質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)物體碰撞前后的位移－時(shí)間圖象如圖所示，以下說(shuō)法正確的是()A．碰撞前兩物體動(dòng)量相同B．m1等于m2C．碰撞后兩物體一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．碰撞前兩物體動(dòng)量大小相等、方向相反解析：選BD.由兩圖線斜率大小相等知，兩個(gè)物體的速率相等，碰撞后v＝0，即p＝0，所以m1v1＝m2v2，即m1＝m2，則B、D正確．10．如圖所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球A和質(zhì)量為eq\f(1,3)m的小球B通過(guò)輕彈簧相連并處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)；質(zhì)量為m的小球C以初速度v0沿AB連線向右勻速運(yùn)動(dòng)，并與小球A發(fā)生彈性碰撞．在小球B的右側(cè)某位置固定一塊彈性擋板(圖中未畫(huà)出)，當(dāng)小球B與擋板發(fā)生正碰后立刻將擋板撤走．不計(jì)所有碰撞過(guò)程中的機(jī)械能損失，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，小球B與擋板的碰撞時(shí)間極短，碰后小球B的速度大小不變，但方向相反．則B與擋板碰后彈簧彈性勢(shì)能的最大值Em可能是()A．mveq\o\al(2,0) B．eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)\f(1,6)mveq\o\al(2,0) \f(1,30)mveq\o\al(2,0)解析：選BC.質(zhì)量相等的C球和A球發(fā)生彈性碰撞后速度交換，當(dāng)A、B兩球的動(dòng)量相等時(shí)，B球與擋板相碰，則碰后系統(tǒng)總動(dòng)量為零，則彈簧再次壓縮到最短即彈性勢(shì)能最大(動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，系統(tǒng)損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能Ep＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，B正確；當(dāng)B球速度恰為零時(shí)與擋板相碰，則系統(tǒng)動(dòng)量不變化，系統(tǒng)機(jī)械能不變；當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí)，mv0＝eq\f(4mv1,3)，彈性勢(shì)能最大，由功能關(guān)系和動(dòng)量關(guān)系可求出Ep＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)×eq\f(4,3)mveq\o\al(2,1)＝eq\f(1,8)mveq\o\al(2,0)，所以，彈性勢(shì)能的最大值介于二者之間都有可能，C正確．三、非選擇題(本題共3小題，共40分．解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)11．(12分)(2023·南通高二檢測(cè))某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做探究碰撞中的不變量的實(shí)驗(yàn)．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(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，導(dǎo)軌空腔內(nèi)不斷通入的壓縮空氣會(huì)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．(1)下面是實(shí)驗(yàn)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(diǎn)計(jì)時(shí)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(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，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；⑥先____________________，然后________________，讓滑塊帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)；⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖乙所示；⑧測(cè)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.試完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容．(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字．計(jì)算碰撞前m1v1＋m2v2＝________kg·m/s；碰撞后m1v1′＋m2v2′＝________kg·m/s.計(jì)算碰撞前m1veq\o\al(2,1)＋m2veq\o\al(2,2)＝________kg·m2/s2；碰撞后m1v′eq\o\al(2,1)＋m2v′eq\o\al(2,2)＝________kg·m2/s2.計(jì)算碰撞前eq\f(v1,m1)＋eq\f(v2,m2)＝________m/(s·kg)；碰撞后eq\f(v1′,m1)＋eq\f(v2′,m2)＝________m/(s·kg)．(3)通過(guò)以上計(jì)算可知，碰撞中的不變量應(yīng)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)試說(shuō)明(2)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.解析：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開(kāi)滑塊1.(2)碰撞前滑塊1的速度v1＝eq\f,m/s＝2m/sm1v1＝×2kg·m/s＝kg·m/s碰撞前滑塊2的速度v2＝0碰撞后兩滑塊具有相同的速度v＝eq\f,m/s＝m/sm1v1′＋m2v2′＝(m1＋m2)v＝＋×kg·m/s＝kg·m/sm1veq\o\al(2,1)＋m2veq\o\al(2,2)＝kg·m2/s2m1v′eq\o\al(2,1)＋m2v′eq\o\al(2,2)＝kg·m2/s2eq\f(v1,m1)＋eq\f(v2,m2)＝m/(s·kg)eq\f(v1′,m1)＋eq\f(v2′,m2)＝m/(s·kg)．(3)通過(guò)以上計(jì)算可知，碰撞中的不變量應(yīng)是滑塊1、2碰撞前后的質(zhì)量與速度乘積的矢量和．(4)計(jì)算結(jié)果不完全相等的主要原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦．答案：(1)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源放開(kāi)滑塊1(2)(3)滑塊1、2碰撞前后的質(zhì)量與速度乘積的矢量和(4)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔有摩擦12.(14分)如圖所示，一對(duì)雜技演員(都視為質(zhì)點(diǎn))乘秋千(秋千繩處于水平位置)從A點(diǎn)由靜止出發(fā)繞O點(diǎn)下擺，當(dāng)擺到最低點(diǎn)B時(shí)，女演員在極短時(shí)間內(nèi)將男演員沿水平方向推出，然后自己剛好能回到高處A.求男演員落地點(diǎn)C與O點(diǎn)的水平距離x.已知男演員質(zhì)量m1和女演員質(zhì)量m2之比eq\f(m1,m2)＝2，秋千的質(zhì)量不計(jì)，秋千的擺長(zhǎng)為R，C點(diǎn)比O點(diǎn)低5R.解析：設(shè)分離前男女演員在秋千最低點(diǎn)B的速度為v0，由機(jī)械能守恒定律有(m1＋m2)gR＝eq\f(1,2)(m1＋m2)veq\o\al(2,0)設(shè)剛分離時(shí)男演員速度的大小為v1，方向與v0相同；女演員速度的大小為v2,方向與v0相反，由動(dòng)量守恒定律有(m1＋m2)v0＝m1v1－m2v2分離后，男演員做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)男演員從被推出到落在C點(diǎn)所需的時(shí)間為t，根據(jù)題給條件，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律4R＝eq\f(1,2)gt2，x＝v1t.根據(jù)題給條件，女演員剛好回到A點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得m2gR＝eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)，已知m1＝2m2，由以上各式可得x＝8R.答案：8R13．(14分)如圖所示，質(zhì)量為m＝kg的物塊A以v0＝m/s速度沿粗糙水平面滑向靜止在水平面上質(zhì)量為M＝kg的物塊B，物塊A和物塊B碰撞時(shí)間極短，碰后兩物塊粘在一起．已知物塊A和物塊B均可視為質(zhì)點(diǎn)，兩物塊間的距離為L(zhǎng)＝m，兩物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝，重力加速度g＝10m/s2.求：(1)物塊A和物塊B碰撞前的瞬間，物塊A的速度v的大?。?2)物塊A和物塊B碰撞的過(guò)程中，物塊A對(duì)物塊B的沖量I；(3)物塊A和物塊B碰撞的