2019-2020年高中物理 第16章 動(dòng)量守恒定律限時(shí)測(cè)試題 新人教版選修3-5.doc

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2019-2020年高中物理 第16章 動(dòng)量守恒定律限時(shí)測(cè)試題 新人教版選修3-5一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第16小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第710小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1(清遠(yuǎn)市xxxx學(xué)年高二下學(xué)期期末)如圖所示，籃球運(yùn)動(dòng)員接傳來(lái)的籃球時(shí)，通常要先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球迅速引至胸前，這樣做可以()A減小球的動(dòng)量的變化量B減小球?qū)κ肿饔昧Φ臎_量C減小球的動(dòng)量變化率D延長(zhǎng)接球過(guò)程的時(shí)間來(lái)減小動(dòng)量的變化量答案：C解析：籃球的動(dòng)量變化量一定，所以球?qū)κ值臎_量也一定，A、B、D錯(cuò)誤；由動(dòng)量定理Ftp，可知t增大，減小了球的動(dòng)量變化率，C正確。2.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為0.18kg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0.01s。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238.5JD球棒對(duì)壘球做的功為36J答案：A解析：設(shè)球棒對(duì)壘球的平均作用力為F，由動(dòng)量定理得tm(vtv0)，取vt45m/s，則v025m/s，代入上式，得1260N，由動(dòng)能定理得Wmvmv126J，選項(xiàng)A正確。3(濟(jì)南一中xxxx學(xué)年高二下學(xué)期檢測(cè))一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進(jìn)入太空預(yù)定位置，由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離。已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1，后部分的箭體質(zhì)量為m2，分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行，若忽略空氣阻力與分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，則分離后衛(wèi)星的速率v1為()Av0v2Bv0v2Cv0v2Dv0(v0v2)答案：D解析：根據(jù)動(dòng)量守恒定律，得(m1m2)v0m1v1m2v2v1v0(v0v2)選項(xiàng)D正確。4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一定的質(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，二者一起向右運(yùn)動(dòng)C小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來(lái)回往復(fù)碰撞，而木箱一直向右運(yùn)動(dòng)D如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對(duì)木箱靜止，則二者將一起向左運(yùn)動(dòng)答案：B解析：木箱和小木塊具有向右的動(dòng)量，并且相互作用的過(guò)程中總動(dòng)量守恒，A、D錯(cuò)；由于木箱與底板間存在摩擦，小木塊最終將相對(duì)木箱靜止，B對(duì)、C錯(cuò)。5質(zhì)量為ma1kg，mb2kg的小球在光滑的水平面上發(fā)生碰撞，碰撞前后兩球的位移時(shí)間圖象如圖所示，則可知碰撞屬于()A彈性碰撞B非彈性碰撞C完全非彈性碰撞D條件不足，不能確定答案：A解析：由xt圖象知，碰撞前va3m/s，vb0，碰撞后va1m/s，vb2m/s，碰撞前動(dòng)能mavmbvJ，碰撞后動(dòng)能mava2mbvb2J，故機(jī)械能守恒；碰撞前動(dòng)量mavambvb3kgm/s，碰撞后動(dòng)量mavambvb3kgm/s，故動(dòng)量守恒，所以碰撞屬于彈性碰撞。6.人的質(zhì)量m60kg，船的質(zhì)量M240kg，若船用纜繩固定，船離岸1.5m時(shí)，人可以躍上岸。若撤去纜繩，如圖所示，人要安全躍上岸，船離岸至多為(不計(jì)水的阻力，兩次人消耗的能量相等)()A1.5mB1.2mC.1.34mD1.1m答案：C解析：船用纜繩固定時(shí)，設(shè)人起跳的速度為v0，則x0v0t。撤去纜繩，由動(dòng)量守恒0mv1Mv2，兩次人消耗的能量相等，即動(dòng)能不變，mvmvMv，解得v1v0故x1v1tx01.34m，C正確。7.如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量之比mAmB32，原來(lái)靜止在平板小車C上，A、B間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑。當(dāng)兩物體被同時(shí)釋放后，則()A若A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒B若A、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，A、B、C組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒C若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒D若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒答案：BCD解析：彈簧突然釋放后，A、B受到平板車的滑動(dòng)摩擦力fFN，F(xiàn)NAFNB，若相同，則fAfB，A、B組成系統(tǒng)的合外力不等于零，故A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，選項(xiàng)A不正確；若A、B與小車C組成系統(tǒng)，A與C，B與C的摩擦力則為系統(tǒng)內(nèi)力，A、B、C組成的系統(tǒng)受到的合外力為零，該系統(tǒng)動(dòng)量守恒，選項(xiàng)B、D正確；若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B組成系統(tǒng)，A、B受到的摩擦力合力為零，該系統(tǒng)動(dòng)量也是守恒的，選項(xiàng)C正確。8如圖所示，三輛完全相同的平板小車a、b、c成一直線排列，靜止在光滑水平面上。c車上有一小孩跳到b車上，接著又立即從b車跳到a車上。小孩跳離c車和b車時(shí)對(duì)地的水平速度相同。他跳到a車上相對(duì)a車保持靜止，此后()Aa、b兩車運(yùn)動(dòng)速率相等Ba、c兩車運(yùn)動(dòng)速率相等C三輛車的速率關(guān)系vcvavbDa、c兩車運(yùn)動(dòng)方向相反答案：CD解析：若人跳離b、c車時(shí)速度為v，由動(dòng)量守恒定律知，人和c車組成的系統(tǒng)：0M車vcm人v對(duì)人和b車：m人vM車vbm人v對(duì)人和a車：m人v(M車m人)va所以：vc，vb0，va即vcvavb，并且vc與va方向相反。 9.(黃岡中學(xué)xxxx學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖甲所示，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?，F(xiàn)使B瞬時(shí)獲得水平向右的速度3m/s，以此刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，兩物塊的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，從圖象信息可得()A在t1、t3時(shí)刻兩物塊達(dá)到共同速度1m/s，且彈簧都處于伸長(zhǎng)狀態(tài)B從t3到t4時(shí)刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長(zhǎng)C兩物體的質(zhì)量之比為m1m212D在t2時(shí)刻A與B的動(dòng)能之比為Ek1Ek281答案：BD解析：選項(xiàng)A，交點(diǎn)表示速度相同，由A的速度圖象知t1時(shí)刻正在加速，說(shuō)明彈簧被拉伸，t3時(shí)刻，正在減速，說(shuō)明彈簧被壓縮，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B，t3時(shí)刻，A正在減速，說(shuō)明彈簧被壓縮，t4時(shí)刻A的加速度為零，說(shuō)明彈簧處于原長(zhǎng)，故選項(xiàng)B正確；選項(xiàng)C，對(duì)0到t1過(guò)程使用動(dòng)量守恒定律得3m2(m1m2)1，故m1m221，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D，由動(dòng)能結(jié)合t2時(shí)刻各自速度知?jiǎng)幽苤葹?1，故選項(xiàng)D正確。10.(河北衡水中學(xué)xxxx學(xué)年高二下學(xué)期期中)在光滑的水平桌面上有等大的質(zhì)量分別為M0.6kg，m0.2kg的兩個(gè)小球，中間夾著一個(gè)被壓縮的具有Ep10.8J彈性勢(shì)能的輕彈簧(彈簧與兩球不相連)，原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)突然釋放彈簧，球m脫離彈簧后滑向與水平面相切、半徑為R0.425m的豎直放置的光滑半圓形軌道，如圖所示。g取10m/s2。則下列說(shuō)法正確的是()A球m從軌道底端A運(yùn)動(dòng)到頂端B的過(guò)程中所受合外力沖量大小為3.4NsBM離開輕彈簧時(shí)獲得的速度為9m/sC若半圓軌道半徑可調(diào)，則球m從B點(diǎn)飛出后落在水平桌面上的水平距離隨軌道半徑的增大而減小D彈簧彈開過(guò)程，彈力對(duì)m的沖量大小為1.8Ns答案：AD解析：釋放彈簧過(guò)程中，由動(dòng)量守恒定律得Mv1mv2，由機(jī)械能守恒定律得EpMvmv解得v13m/s，v29m/s，故B錯(cuò)誤；對(duì)m，由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程由機(jī)械能守恒定律得mvmvmg2R，得v28m/s由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程由動(dòng)量定理得I合mv2(mv2)3.4Ns，故A正確；球m從B點(diǎn)飛出后，由平拋運(yùn)動(dòng)可知：水平方向xv2t，豎直方向2Rgt2解得x，故C錯(cuò)誤；彈簧彈開過(guò)程，彈力對(duì)m的沖量Imv21.8Ns，故D正確。第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共2小題，共14分。把答案直接填在橫線上)11(6分)如圖所示，在橄欖球比賽中，一個(gè)質(zhì)量為95kg的橄欖球前鋒以5m/s的速度跑動(dòng)，想穿越防守隊(duì)員到底線觸地得分。就在他剛要到底線時(shí)，迎面撞上了對(duì)方兩名質(zhì)量均為75kg的隊(duì)員，一個(gè)速度為2m/s，另一個(gè)為4m/s，然后他們就扭在了一起。(1)他們碰撞后的共同速率是_(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。(2)在框中標(biāo)出碰撞后他們動(dòng)量的方向，并說(shuō)明這名前鋒能否得分：_。答案：(1)0.1m/s(2)能夠得分解析：(1)設(shè)前鋒運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為M1，兩防守隊(duì)員質(zhì)量均為M2，速度分別為v1、v2、v3，碰撞后的速度為v，設(shè)v1方向?yàn)檎较蛴蓜?dòng)量守恒定律得M1v1M2v2M2v3(M12M2)v代入數(shù)據(jù)解得v0.1m/s(2)因v0，故碰后總動(dòng)量p的方向與pA方向相同，碰撞后的狀態(tài)如圖所示，即他們都過(guò)了底線，該前鋒能夠得分。12(8分)(廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)xxxx學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖1所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究?jī)蓚€(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系：先安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙， 白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重垂線所指的位置O。接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上。重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞，重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；步驟3：用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度。(1)對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法正確的是_。A應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下B斜槽軌道必須光滑C斜槽軌道末端必須水平D小球1質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量(2)上述實(shí)驗(yàn)除需測(cè)量線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度外，還需要測(cè)量的物理量有_。AA、B兩點(diǎn)間的高度差h1BB點(diǎn)離地面的高度h2C小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2D小球1和小球2的半徑r(3)當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式_(用所測(cè)物理量的字母表示)時(shí)，即說(shuō)明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律。如果還滿足表達(dá)式_(用所測(cè)物理量的字母表示)時(shí)，即說(shuō)明兩球碰撞時(shí)無(wú)機(jī)械能損失。(4)完成上述實(shí)驗(yàn)后，某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)上述裝置進(jìn)行了改造，如圖2所示。在水平槽末端與水平地面間放置了一個(gè)斜面，斜面的頂點(diǎn)與水平槽等高且無(wú)縫連接。使小球1仍從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟1和2的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)M、P、N。用刻度尺測(cè)量斜面頂點(diǎn)到M、P、N三點(diǎn)的距離分別為l1，l2、l3。則驗(yàn)證兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為_(用所測(cè)物理量的字母表示)。答案：(1)ACD(2)C(3)m1m1m2m1()2m1()2m2()2(4)m1m1m2解析：(1)因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，根據(jù)v，所以用水平射程可以代替速度，則需測(cè)量小球平拋運(yùn)動(dòng)的射程，故應(yīng)保證斜槽末端水平，小球每次都從同一點(diǎn)滑下；同時(shí)為了小球2能飛的更遠(yuǎn)，防止1反彈，球1的質(zhì)量應(yīng)大于球2的質(zhì)量，故A、C、D正確，B錯(cuò)誤。(2)根據(jù)動(dòng)量守恒得：m1m1m2，所以除了測(cè)量線段、的長(zhǎng)度外，還需要測(cè)量的物理量是小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2。(3)因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。則水平位移可以代表速度，是A球不與B球碰撞平拋運(yùn)動(dòng)的位移，該位移可以代表A球碰撞前的速度，是A球碰撞后平拋運(yùn)動(dòng)的位移，該位移可以代表碰撞后A的速度，是碰撞后B球的水平位移，該位移可以代表碰撞后B球的速度，當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式m1m1m2，說(shuō)明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律，由功能關(guān)系可知，只要m1vm1vm2v成立則機(jī)械能守恒，故若m12m12m22成立，說(shuō)明碰撞過(guò)程中機(jī)械能守恒。(4)碰撞前，m1落在圖中的P點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v1，小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點(diǎn)在圖中M點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v1，m2的落點(diǎn)是圖中的N點(diǎn)，設(shè)其水平初速度為v2，設(shè)斜面與水平面的傾角為，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：Lpsingt2，Lpcosv1t解得v1同理v1，v2，可見速度正比于所以只要驗(yàn)證m1m1m2即可。三、論述計(jì)算題(共4小題，共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(10分)2010年1月4日，828米高的全球最高樓哈里發(fā)大樓(此前稱為“迪拜塔”)舉行了落成啟用典禮，如圖所示。風(fēng)速曾是修建的關(guān)鍵，一旦風(fēng)速超過(guò)每秒70米，就必須停止施工，假設(shè)風(fēng)速以v70m/s的速度推進(jìn)，空氣的密度1.3kg/m3，建筑工人的高度h1.7m，平均寬度d25cm，風(fēng)遇到建筑工人后的速度可認(rèn)為是零，由此估算大風(fēng)對(duì)建筑工人的沖擊力為多少？答案：2707N解析：1s內(nèi)，撞擊建筑工人的大風(fēng)的質(zhì)量為：mSvt知Shd又因?yàn)榇箫L(fēng)末速度為零，水平方向只受建筑工人對(duì)風(fēng)的阻力作用所以：Ftmv綜合以上三式并代入數(shù)據(jù)可得：Fv2hd2707N即大風(fēng)對(duì)建筑工人的沖擊力2707N。14(12分)如圖所示，A、B、C三個(gè)木塊的質(zhì)量均為m，置于光滑的水平桌面上，B、C之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸而不固連。將彈簧壓緊到不能再壓縮時(shí)用細(xì)線把B和C緊連，使彈簧不能伸展，以至于B、C可視為一個(gè)整體。現(xiàn)A以初速v0沿B、C的連線方向朝B運(yùn)動(dòng)，與B相碰并粘合在一起。以后細(xì)線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離。已知C離開彈簧后的速度為v0。求彈簧釋放的勢(shì)能。答案：mv解析：設(shè)碰后A、B和C的共同速度的大小為v，由動(dòng)量守恒定律得3mvmv0設(shè)C離開彈簧時(shí)，A、B的速度大小為v1，由動(dòng)量守恒定律得3mv2mv1mv0設(shè)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，從細(xì)線斷開到C與彈簧分開的過(guò)程中機(jī)械能守恒，有(3m)v2Ep(2m)vmv由式得彈簧所釋放的勢(shì)能為Epmv15(12分)40kg的女孩騎自行車帶30kg的男孩(如圖所示)，行駛速度2.5m/s。自行車行駛時(shí)，男孩要從車上下來(lái)。(1)他知道如果直接跳下來(lái)，他可能會(huì)摔跤，為什么？(2)男孩要以最安全的方式下車，計(jì)算男孩安全下車的瞬間，女孩和自行車的速度。(3)以自行車和兩個(gè)孩子為系統(tǒng)，試計(jì)算在男孩下車前、后整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)能的值。如有不同，請(qǐng)解釋。答案：(1)由于慣性(2)4m/s(3)250J400J男孩下車時(shí)用力向前推自行車，對(duì)系統(tǒng)做了正功，使系統(tǒng)的動(dòng)能增加了150J解析：(1)如果直接跳下來(lái)，人具有和自行車相同的速度，腳著地后，腳的速度為零，由于慣性，上身繼續(xù)向前傾斜，因此他可能會(huì)摔跤。所以他下來(lái)時(shí)用力往前推自行車，這樣他下車時(shí)可能不摔跤。(2)男孩最安全的下車方式是：下車瞬間相對(duì)地的速度為零。男孩下車前后，對(duì)整體由動(dòng)量守恒定律有：(m1m2m3)v0(m1m2)v得v4m/s(m1表示女孩質(zhì)量，m2表示自行車質(zhì)量，m3表示男孩質(zhì)量)(3)男孩下車前系統(tǒng)的動(dòng)能Ek(m1m2m3)v(401030)(2.5)2J250J男孩下車后系統(tǒng)的動(dòng)能Ek(m1m2)v2(4010)42J400J男孩下車時(shí)用力向前推自行車，對(duì)系統(tǒng)做了正功，使系統(tǒng)的動(dòng)能增加了150J。16(12分)(江西撫州市xxxx學(xué)年高二下學(xué)期四校期中聯(lián)考)如圖所示，甲車的質(zhì)量是m甲2.0kg，靜止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一個(gè)質(zhì)量為m1.0kg可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體，乙車質(zhì)量為m乙4.0kg，以v乙9.0m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)，與甲車碰撞以后甲車獲得v甲8.0m/s的速度，物體滑到乙車上，若乙車上表面與物體的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.50，則乙車至少多長(zhǎng)才能保證物體不從乙車上滑下？(g取10m/s2)答案：2m解析：乙與甲碰撞動(dòng)量守恒：m乙v乙m乙v乙m甲v甲小物塊m在乙上滑動(dòng)至有共同速度v，對(duì)小物體與乙車運(yùn)用動(dòng)量守恒定律得：m乙v乙(mm乙)v由能量關(guān)系得：mgxm乙v乙2(m乙m)v2代入數(shù)據(jù)得：x2m所以車長(zhǎng)至少為2m。