2024-2025學(xué)年高中物理第十六章動(dòng)量守恒定律測(cè)評(píng)含解析新人教版選修3-5

PAGE8-第十六章測(cè)評(píng)(時(shí)間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分。其中第1~6題為單選題;第7~10題為多選題,全部選對(duì)得4分,選不全得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分)1.關(guān)于沖量、動(dòng)量、動(dòng)量改變量的下列說(shuō)法正確的是()A.沖量的方向肯定和動(dòng)量的方向相同B.沖量的大小肯定和動(dòng)量改變量的大小相同C.動(dòng)量改變量方向肯定和動(dòng)量的方向相同D.動(dòng)量改變量的大小肯定和動(dòng)量大小的改變量相同解析由動(dòng)量定理可知,沖量的方向肯定和動(dòng)量改變量的方向相同,沖量的大小肯定和動(dòng)量改變量的大小相同。答案B2.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,在相等的時(shí)間內(nèi),物體動(dòng)量的改變量()A.始終相同 B.只有大小相同C.只有方向相同 D.以上說(shuō)法均不正確解析做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,只受重力作用,重力是恒力,其在相等時(shí)間內(nèi)的沖量始終相等,依據(jù)動(dòng)量定理,在相等的時(shí)間內(nèi),物體動(dòng)量的改變量始終相同。答案A3.如圖所示,一個(gè)木箱原來(lái)靜止在光滑水平面上,木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個(gè)小木塊。木箱和小木塊都具有肯定的質(zhì)量?，F(xiàn)使木箱獲得一個(gè)向右的初速度v0,則()A.小木塊和木箱最終都將靜止B.小木塊最終將相對(duì)木箱靜止,兩者一起向右運(yùn)動(dòng)C.小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來(lái)回往復(fù)碰撞,而木箱始終向右運(yùn)動(dòng)D.假如小木塊與木箱的左壁碰撞后相對(duì)木箱靜止,則兩者將一起向左運(yùn)動(dòng)解析依據(jù)動(dòng)量守恒定律,木塊最終將與木箱之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng),且兩者總動(dòng)量等于最初木箱的動(dòng)量,所以兩者最終一起向右運(yùn)動(dòng)。選項(xiàng)B正確。答案B4.在光滑水平面上有三個(gè)完全相同的小球,它們成一條直線,2、3小球靜止,并靠在一起,1球以速度v0射向它們,如圖所示。設(shè)碰撞中不損失機(jī)械能,則碰后三個(gè)小球的速度可能是()A.v1=v2=v3=13vB.v1=0,v2=v3=12vC.v1=0,v2=v3=12vD.v1=v2=0,v3=v0解析三個(gè)小球在碰撞過(guò)程中動(dòng)量和機(jī)械能守恒,設(shè)各球質(zhì)量均為m,則碰撞前系統(tǒng)總動(dòng)量為mv0,總動(dòng)能為12mv02。假如選項(xiàng)A正確,則碰后總動(dòng)量為33mv0,違反了動(dòng)量守恒定律,故不行能。假設(shè)選項(xiàng)B正確,則碰后總動(dòng)量為22mv0也違反了動(dòng)量守恒定律,故也不行能。假如選項(xiàng)C正確,則碰后總動(dòng)量為mv0,但總動(dòng)能為1答案D5.質(zhì)量為60kg的建筑工人,不慎從高空跌下,幸好彈性平安帶的愛(ài)護(hù),使他懸掛起來(lái)。已知彈性平安帶的緩沖時(shí)間是1.2s,平安帶長(zhǎng)5m,g取10m/s2,則平安帶所受的平均沖力的大小為()A.500N B.1100NC.600N D.100N解析選取人為探討對(duì)象,人下落過(guò)程中由v2=2gh,得v=10m/s,緩沖過(guò)程由動(dòng)量守恒得(F-mg)t=mv,F=mvt+mg=1100N。由牛頓第三定律可知,平安答案B6.如圖所示,質(zhì)量為m的人立于平板車上,人與車的總質(zhì)量為M,人與車以速度v1在光滑水平面上向東運(yùn)動(dòng)。當(dāng)此人相對(duì)于車以速度v2豎直跳起時(shí),車的速度變?yōu)?)A.Mv1B.MvC.Mv1D.v1,向東解析人和車組成的系統(tǒng),在水平方向上所受合外力等于零,系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒。設(shè)車的速度v1的方向?yàn)檎较?選地面為參考系。初態(tài)車和人的總動(dòng)量為Mv1,末態(tài)車的動(dòng)量為(M-m)v,因?yàn)槿嗽谒椒较蛏蠜](méi)有受到?jīng)_量,其水平動(dòng)量保持不變。人在水平方向上對(duì)地的動(dòng)量仍為mv1,則有Mv1=(M-m)v+mv1,(M-m)v1=(M-m)v,所以v=v1,正確答案應(yīng)為D。答案D7.下列說(shuō)法中正確的是()A.作用在物體上的合外力越大,物體動(dòng)量的改變就越快B.作用在物體上的合外力的沖量越大,物體動(dòng)量的改變就越快C.作用在物體上的沖量恒定時(shí),物體的動(dòng)量保持不變D.延長(zhǎng)物體間的相互作用時(shí)間,可以減小物體間的相互作用力解析由動(dòng)量定理知,物體合外力沖量越大,動(dòng)量的改變量越大,沖量恒定時(shí),動(dòng)量的改變量恒定,合外力越大,動(dòng)量改變?cè)娇?延長(zhǎng)作用時(shí)間可以減小相互作用力,故A、D正確。答案AD8.質(zhì)量為m的小球A,沿光滑水平面以速度v0與質(zhì)量為2m的靜止小球B發(fā)生正碰。碰撞后,A球的動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的19,那么小球B的速度可能是(A.13v0 B.23v0 C.49v0 D.解析以A球原來(lái)的速度方向?yàn)檎较驎r(shí),則vA'=±13v0,依據(jù)兩球碰撞前、后的總動(dòng)量守恒,有mv0+0=m×13v0+2mvB',mv0+0=m×-13v0+2mvB″。解得vB'=13v0,vB″=23答案AB9.如圖所示,ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿,a、b、c、d位于同一圓周上,a點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn),d點(diǎn)為圓周的最低點(diǎn)。每根桿上都套著一個(gè)質(zhì)量相同的小滑環(huán)(圖中未畫出),三個(gè)滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速度為零),關(guān)于它們下滑的過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是()A.重力對(duì)它們的沖量相同B.彈力對(duì)它們的沖量相同C.合外力對(duì)它們的沖量相同D.它們的動(dòng)能增量不同解析由運(yùn)動(dòng)學(xué)學(xué)問(wèn)可知三個(gè)滑環(huán)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,故A正確。由于三種情形下彈力的方向不同,故B錯(cuò)誤。由機(jī)械能守恒定律知D正確。而合外力沖量大小為mv,由于v大小不等,故C錯(cuò)誤。答案AD10.如圖所示,A、B兩物體質(zhì)量mA=2mB,水平面光滑,當(dāng)燒斷細(xì)線后(原來(lái)彈簧被壓縮),下列說(shuō)法正確的是()A.彈開(kāi)過(guò)程中A的速率小于B的速率B.彈開(kāi)過(guò)程中A的動(dòng)量小于B的動(dòng)量C.A、B同時(shí)達(dá)到速度最大值D.當(dāng)彈簧復(fù)原原長(zhǎng)時(shí)兩物體同時(shí)脫離彈簧解析燒斷細(xì)線前總動(dòng)量為零,燒斷細(xì)線后兩物體的動(dòng)量大小相等,方向相反。速度大小跟它們的質(zhì)量成反比,選項(xiàng)A對(duì),B錯(cuò)。彈簧復(fù)原原長(zhǎng)時(shí),物體A、B速度達(dá)到最大值并與彈簧脫離,選項(xiàng)C、D對(duì)。答案ACD二、填空題(本題共2小題,共18分。把答案填在題中的橫線上)11.(8分)在探究碰撞中的不變量試驗(yàn)中,裝置如圖所示,兩個(gè)小球的質(zhì)量分別為mA和mB。(1)現(xiàn)有下列器材,為完成本試驗(yàn),哪些是必需的?請(qǐng)將這些器材前面的字母填在橫線上。

A.停表 B.刻度尺C.天平 D.圓規(guī)(2)假如碰撞中動(dòng)量守恒,依據(jù)圖中各點(diǎn)間的距離,則下列式子可能成立的有。(填字母)

A.mAmC.mAm解析(1)由試驗(yàn)原理可知,須要測(cè)小球質(zhì)量,測(cè)OM、OP、ON距離,為精確確定落點(diǎn),用圓規(guī)把多次試驗(yàn)的落點(diǎn)用完可能小的圓圈起,把圓心作為落點(diǎn),所以須要天平、刻度尺、圓規(guī)。(2)依據(jù)動(dòng)量守恒定律有:mAOP=mAOM+mBON,即mA(OP-OM)=mBON,A正確。答案(1)BCD(2)A12.(10分)氣墊導(dǎo)軌是常用的一種試驗(yàn)儀器,它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上,滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦。我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和B驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,試驗(yàn)裝置如圖所示。采納的試驗(yàn)步驟如下:a.用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB。b.調(diào)整氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌處于水平。c.在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧,用電動(dòng)卡銷鎖定,靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上。d.用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L1。e.按下電鈕放開(kāi)卡鎖,同時(shí)分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器起先工作,當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束,登記A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2。(1)試驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量及其符號(hào)是。

(2)利用上述測(cè)量的試驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是,上式中算得的A、B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等,產(chǎn)生誤差的緣由有(至少答出兩點(diǎn))。

答案(1)B的右端至D板的距離L2(2)mA=L1t1=mBL2三、解答題(本題共4小題,共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)13.(8分)在水平力F=30N的作用下,質(zhì)量m=5kg的物體由靜止起先沿水平面運(yùn)動(dòng)。已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,若F作用6s后撤去,撤去F后物體還能向前運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間才停止?(g取10m/s2)解析選物體作為探討對(duì)象,探討整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程,這個(gè)過(guò)程的始、終狀態(tài)的物體速度都等于零。取水平力F的方向?yàn)檎较?依據(jù)動(dòng)量定理得(F-μmg)t1+(-μmg)t2=0,解得t2=F-μmgμmgt1=30-答案12s14.(10分)如圖所示,質(zhì)量為m的子彈,以速度v水平射入用輕繩懸掛在空中的木塊,木塊的質(zhì)量為m0,繩長(zhǎng)為L(zhǎng),子彈射入木塊即停留在木塊中,求子彈射入木塊的瞬間繩子張力的大小。解析設(shè)子彈射入木塊瞬間木塊(含子彈)速度為v',則由動(dòng)量守恒定律mv=(m0+m)v'①木塊(含子彈)做圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓定律得F-(m0+m)g=(m0+m)v'由①②可求得張力大小F=(m0+m)g+m2答案(m0+m)g+m15.(10分)如圖,光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體,斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上。某時(shí)刻小孩將冰塊以相對(duì)冰面3m/s的速度向斜面體推出,冰塊平滑地滑上斜面體,在斜面體上上升的最大高度為h=0.3m(h小于斜面體的高度)。已知小孩與滑板的總質(zhì)量為m1=30kg,冰塊的質(zhì)量為m2=10kg,小孩與滑板始終無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。取重力加速度的大小g取10m/s2。(1)求斜面體的質(zhì)量;(2)通過(guò)計(jì)算推斷,冰塊與斜面體分別后能否追上小孩?解析(1)規(guī)定向右為速度正方向。冰塊在斜面體上運(yùn)動(dòng)到最大高度時(shí)兩者達(dá)到共同速度,設(shè)此共同速度為v,斜面體的質(zhì)量為m3。由水平方向動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律得m2v20=(m2+m3)v①12m2v202=12(m2+m3)式中v20=-3m/s為冰塊推出時(shí)的速度。聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得m3=20kg③(2)設(shè)小孩推出冰塊后的速度為v1,由動(dòng)量守恒定律有m1v1+m2v20=0④代入數(shù)據(jù)得v1=1m/s⑤設(shè)冰塊與斜面體分別后的速度分別為v2和v3,由動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律有m2v20=m2v2+m3v3⑥12m2v202=12m聯(lián)立③⑥⑦式并代入數(shù)據(jù)得v2=1m/s⑧由于冰塊與斜面體分別后的速度與小孩推出冰塊后的速度相同且處在后方,故冰塊不能追上小孩。答案(1)20kg(2)不能16.(14分)一質(zhì)量為m的煙花彈獲得動(dòng)能E后,從地面豎直升空。當(dāng)煙花彈上升的速度為零時(shí),彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分,兩部分獲得的動(dòng)能之和也為E,且均沿豎直方向運(yùn)動(dòng)。爆炸時(shí)間極短,重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量。求(1)煙花彈從地面起先上升到彈中火藥爆炸所經(jīng)過(guò)的時(shí)間;(2)爆炸后煙花彈向上運(yùn)動(dòng)的部分距地面的最大高度。解析(1)由動(dòng)能定理可