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试题
上传: 黄海红     更新时间:2013-3-16 14:56:30

学年高二新课程物理单元过关检测卷(选修3-5·一)

                

第一单元 动量守恒定律

(90分钟  100分)

一.选择题(本题共10小题,每题4分,满分40分。每题所给的选项中,有的只有一个是正确的,有的有几个是正确的。将正确选项的序号选出填入题后的括号中。全部选对的得4分,部分选对的得2分,有错选或不选的得0分)

1.下面的说法正确的是                   (      )

    a.物体运动的方向就是它的动量的方向

    b.如果物体的速度发生变化,则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零

    c.如果合外力对物体的冲量不为零,则合外力一定使物体的动能增大

    d.作用在物体上的合外力冲量不一定能改变物体速度的大小

2.玻璃杯从同一高度落下,掉在石头上比掉在草地上容易碎,这是由于玻璃杯与石头的撞击过程中(     )

 

 

f

θ

a.  玻璃杯的动量较大           b.  玻璃杯受到的冲量较大

 

c.  玻璃杯的动量变化较大       d.  玻璃杯的动量变化较快

3.如图某物体在拉力f的作用下没有运动,经时间t后(     )

a.拉力的冲量为ft           b.拉力的冲量为ftcosθ

c.合力的冲量为零            d.重力的冲量为零

4.把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平地面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、弹、车,下列说法正确的是(     )

a.  枪和弹组成的系统动量守恒         b.  枪和车组成的系统动量守恒

 c.  枪、弹、车组成的系统动量守恒     d.  由于枪与弹间存在摩擦,所以枪、弹、车组成的系统动量不守恒

 

 

a

c

b

v0

5.如图所示,a、b、c三木块质量相等,一切接触面光滑,一子弹由a射入,从b射出,则三木块速度情况(      )

 

a.a木块速度最大            b.b木块速度最大

c.ab木块速度相等        d.c木块速度为零

6.某人站在静浮于水面的船上,从某时刻开始人从船头走向船尾,设水的阻力不计,那么在这段时间内人和船的运动情况是(      )

a.人匀速走动,船则匀速后退,且两者的速度大小与它们的质量成反比

b.人匀加速走动,船则匀加速后退,且两者的速度大小一定相等

c.不管人如何走动,在任意时刻两者的速度总是方向相反,大小与它们的质量成反比

d.人走到船尾不再走动,船则停下

7.在质量为m的小车中挂有一单摆,摆球的质量为 ,小车(和单摆)以恒定的速度v沿光滑水平地面运动,与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,碰撞的时间极短。在此碰撞过程中,下列哪个或哪些说法是可能发生的(      )

a.小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为 ,满足

b.摆球的速度不变,小车和木块的速度变为 ,满足

c.摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为v,满足mv=(m+m)v

d.小车和摆球的速度都变为 ,木块的速度变为 ,满足

8. 物体的质量为m=2.5 kg,静止在水平地面上。物体与地面间滑动摩擦系数μ=0.2,物体受到与地面平行的拉力f作用,f方向不变,大小随时间变化规律如图所示,那么下述判断正确的是(      )

a.前2 s物体静止不动,因拉力f小于摩擦力

b. 6 s内,拉力f对物体的冲量大小等于50n·s

c. 6 s内,摩擦力对物体的冲量大小等于30n·s

d. 6 s末物体的速度大小是12m/s

9.如图所示的装置中,木块b与水平桌面间的接触是光滑的,子弹a沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短.将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的整个过程中(      )

a.动量守恒,机械能守恒

 

 

v0

b

a

b.动量不守恒,机械能不守恒

 

c.动量守恒,机械能不守恒

d.动量不守恒,机械能守恒

10.如图所示,质量为m的子弹以速度υ0水平击穿放在光滑水平地面上的木块。木块长为l,质量为m,木块对子弹的阻力恒定不变,子弹穿过木块后木块获得动能为ek,若仅木块或子弹的质量发生变化,但子弹仍能穿过木块,则 (      )               

 

a.m不变,m变小,则木块获得的动能一定变大

 

b.m不变,m变小,则木块获得的动能可能变大

c.m不变,m变小,则木块获得的动能一定变大

d.m不变,m变小,则木块获得的动能可能变大

二.填空题(本题共3小题,每题4分,满分12分;将正确、完整的答案填入相应的横线中。)

11. 一物体的质量为2kg,此物体竖直下落,以10m/s速度碰到水泥地面上,随后又以8m/s的速度反弹。若取竖直向上为正方向,则小球与地相碰前的动量是_____________,相碰后的动量是___________,相碰过程中小球动量的变化量是________________。(g = 10m/s2

12.两质量均为m的冰船a、b静止在光滑冰面上,轴线在一条直线上,船头相对,质量为m的小球从a船跳入b船,又立刻跳回,a、b两船最后的速度之比是_______________。

13.手榴弹在离地高h处时的速度方向恰好沿水平方向,速度大小为 ,此时,手榴弹炸裂成质量相等的两块,设消耗的火药质量不计,爆炸后前半块的速度方向仍沿水平向左,速度大小为3 ,那么两块弹片落地点之间的水平距离          。

三.科学探究与实验  (本题共2小题,满分10分)

14.某同学利用计算机模拟ab两球碰撞来验证动量守恒,已知ab两球质量之比为2∶3,用a作入射球,初速度为v1=1.2m/s,让a球与静止的b球相碰,若规定以v1的方向为正,则该同学记录碰后的数据中,肯定不合理的是      (    )

 

次数

a

b

c

d

v1/

0.48

0.60

-1.20

-0.24

v2/

0.48

0.40

1.60

0.96

 

15.右图是用来验证动量守恒的实验装置,弹性球1用细线悬挂于o点,o点下方桌子的边沿有一竖直立柱.实验时,将球1拉到a点,并使之静止,同时把球2放在立柱上.释放球1,当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞.碰后球1向左最远可摆到b点,球2

 

a

b

h

o

h

c

a

b

c

落到水平地面上的c点.测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒.现已测出a点离水平桌面的距离为a.b点离水平桌面的距离为b,c点与桌子边沿间的水平距离为c.此外,还需要测量的量是_________、________________、和_____________________.根据测量的数据,该实验中动量守恒的表达式为__________________________.

 

 

四、题:本题包括4个小题,共38分。要求写出必要的文字说明,方程式或重要的演算步骤,只写出最后答案的,不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。

16.(8分)质量m1=10g的小球在光滑的水平桌面上以 =30cm/s的速率向右运动,恰好遇上在同一条直线上向左运动的另一个小球.第二个小球的质量为m2=50g,速率 =10cm/s.碰撞后,小球m2恰好停止.那么,碰撞后小球m1的速度是多大,方向如何?

 

 

 

 

 

 

17.(9分)气球质量为200 ,载有质量为50 的人,静止在空中距地面20 m 高的地方,气球下悬一根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面,为了安全到达地面,则这根绳长至少应为多少米?(不计人的高度)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18.(10分)如图所示,物体a、b的质量分别是 ,用轻弹簧相连结放在光滑的水平面上,物体b左侧与竖直墙相接触。另有一个物体c从t=0时刻起以一定的速度向左运动,在t=0.5s时刻与物体a相碰,碰后立即与a粘在一起不再分开。物体c的v – t图象如图所示。试求:

    (1)物块c的质量m3

(2)在5.0s到15s的时间内物块a的动量变化的大小和方向。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19. (11分)甲、乙两船在平静的湖面上以相同的速度匀速航行,且甲船在前乙船在后.从甲船上以相对于甲船的速度 ,水平向后方的乙船上抛一沙袋,其质量为m.设甲船和沙袋总质量为 ,乙船的质量也为 .问抛掷沙袋后,甲、乙两船的速度变化多少?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

参考答案

1. abd  2. d  3. ac  4.c  5.bd  6.a、c、d  7.b c   8. d  9. b 10. ac

11. -20kg.m/s   ;  16 kg.m/s ; 36 kg.m/s

提示:由动量公式 及动量变化 求得。

12. ;  提示:根据 ,∴

13. 。提示:手榴弹在空中爆炸时间极短,且重力远小于爆炸力,重力的冲量可忽略,手榴弹在爆炸的瞬间动量守恒,设炸后每块质量为 ,向左为正方向,则由动量守恒定律得: ,则后半块速度 方向向右,由平抛运动知,弹片落地时间 ,因此两块弹片落地点间的水平距离

14. bc根据碰撞特点:动量守恒、碰撞后机械能不增加、碰后速度特点可以判断不合理的是bc。

15. 球1和球2的质量m1和m2,立柱的高h,桌面离地面的高h,m1 =m1 +m2c    

16.解析:取相互作用的两个小球为研究的系统。由于桌面光滑,在水平方向上系统不受外力.在竖直方向上,系统受重力和桌面的弹力,其合力为零.故两球碰撞的过程动量守恒.设向右的方向为正方向,则各速度的正、负号分别为: =30cm/s , =-10cm/s, ,据动量守恒定律有:

m1  + m2  = m1  m2 ,(4分)

解得 = -20cm/s.  (3分)

即碰撞后球m1的速度大小为20cm/s,方向向左.(1分)

17.解析:以人和气球为研究对象(系统),这个系统所受重力与空气浮力平衡,故系统动量守恒,此系统类似于人船模型。

设人的质量为 ,气球的质量为m,气球静止时离地高为h,当人到达地面时,气球又上升了h,则有:

, (5分)

其中 , ,  m ,即可求得: m , (2分)

故此人要想从气球上沿绳慢慢安全到达地面,这根绳长至少应为:

  h + h = 25 m。(2分)

18.解析:(1)根据图象可知,物体c与物体a相碰前的速度为:v1=6m/s

    相碰后的速度为:v2=2m/s(2分)

    根据动量守恒定律得: (3分)

    解得:m3=2.0kg(1分)

    (2)规定向左的方向为正方向,在第5.0s和第15s末物块a的速度分别为:

    v2=2m/s,v3=-2m/s(2分)

    所以物块a的动量变化为:

    即在5.0s到15s的时间内物块a动量变化的大小为:16kg·m/s,方向向右(2分)

19.解析:由题意可知,沙袋从甲船抛出落到乙船上,先后出现了两个相互作用的过程,即沙袋跟甲船和沙袋跟乙船的相互作用过程.在这两个过程中的系统,沿水平方向的合外力为零,因此,两个系统的动量都守恒.值得注意的是,题目中给定的速度选择了不同的参照系.船速是相对于地面参照系,而抛出的沙袋的速度 是相对于抛出时的甲船参照系.

取甲船初速度 的方向为正方向,则沙袋的速度应取负值.统一选取地面参照系,则沙袋抛出前,沙袋与甲船的总动量为 .沙袋抛出后,甲船的动量为  ,沙袋的动量为 .  (1分)

根据动量守恒定律有:  =  +    (3分)

取沙袋和乙船为研究对象,在其相互作用过程中有:

+  = (3分)

联立两式解得: , (2分)

 则甲、乙两船的速度变化分别为: , (2分)

 

 

 

 



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