高中物理人教版5第十六章動量守恒定律 優(yōu)秀作品

章末綜合測評(一)(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分，在每小題給出的4個選項中，第1～5題只有一個選項符合要求，第6～8題有多個選項符合要求．全選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．)1．下列說法中正確的是 ()A．根據(jù)F＝eq\f(Δp,Δt)可把牛頓第二定律表述為：物體動量的變化率等于它受的合外力B．力與力的作用時間的乘積叫做力的沖量，它反映了力的作用對時間的累積效應(yīng)，是一個標(biāo)量C．動量定理的物理實質(zhì)與牛頓第二定律是不同的D．玻璃杯掉在水泥地上易碎，是因為受到的沖量太大【解析】A選項是牛頓第二定律的一種表達(dá)方式；沖量是矢量，B錯；F＝eq\f(Δp,Δt)是牛頓第二定律的最初表達(dá)方式，實質(zhì)是一樣的，C錯；玻璃杯掉在水泥地上易碎，是因為玻璃杯與水泥地的作用時間短，并不是所受沖量太大，D錯誤．【答案】A2.如圖1所示，兩木塊A、B用輕質(zhì)彈簧連在一起，置于光滑的水平面上．一顆子彈水平射入木塊A，并留在其中．在子彈打中木塊A及彈簧被壓縮的整個過程中，對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)，下列說法中正確的是()圖1A．動量守恒、機(jī)械能守恒B．動量守恒、機(jī)械能不守恒C．動量不守恒、機(jī)械能守恒D．動量、機(jī)械能都不守恒【解析】子彈擊中木塊A及彈簧被壓縮的整個過程，系統(tǒng)不受外力作用，外力沖量為0，系統(tǒng)動量守恒．但是子彈擊中木塊A過程，有摩擦力做功，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機(jī)械能不守恒，B正確．【答案】B3．將靜置在地面上，質(zhì)量為M(含燃料)的火箭模型點(diǎn)火升空，在極短時間內(nèi)以相對地面的速度v0豎直向下噴出質(zhì)量為m的熾熱氣體．忽略噴氣過程重力和空氣阻力的影響，則噴氣結(jié)束時火箭模型獲得的速度大小是()\f(m,M)v0\f(M,m)v0\f(M,M－m)v0\f(m,M－m)v0【解析】根據(jù)動量守恒定律mv0＝(M－m)v，得v＝eq\f(m,M－m)v0，選項D正確．【答案】D4．如果一個系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變，這就是動量守恒定律．若一個系統(tǒng)動量守恒時，則()A．此系統(tǒng)內(nèi)每個物體所受的合力一定都為零B．此系統(tǒng)內(nèi)每個物體的動量大小不可能都增加C．此系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒D．此系統(tǒng)的機(jī)械能可能增加【解析】若一個系統(tǒng)動量守恒，則整個系統(tǒng)所受的合力為零，但是此系統(tǒng)內(nèi)每個物體所受的合力不一定都為零，A錯誤．此系統(tǒng)內(nèi)每個物體的動量大小可能會都增加，但是方向變化，總動量不變這是有可能的，B錯誤．因系統(tǒng)合外力為零，但是除重力以外的其他力做功不一定為零，故機(jī)械能不一定守恒，系統(tǒng)的機(jī)械能可能增加，也可能減小，C錯誤，D正確．【答案】D5．如圖2所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上，小車上AB部分是半徑為R的四分之一光滑圓弧，BC部分是粗糙的水平面．今把質(zhì)量為m的小物體從A點(diǎn)由靜止釋放，小物體與BC部分間的動摩擦因數(shù)為μ，最終小物體與小車相對靜止于B、C之間的D點(diǎn)，則B、D間的距離x隨各量變化的情況是()圖2A．其他量不變，R越大x越大B．其他量不變，μ越大x越大C．其他量不變，m越大x越大D．其他量不變，M越大x越大【解析】小車和小物體組成的系統(tǒng)水平方向的動量守恒且為零，所以當(dāng)小車和小物體相對靜止時，系統(tǒng)水平方向的總動量仍為零，則小車和小物體相對于水平面也靜止，由能量守恒得μmgx＝mgR，x＝R/μ，選項A正確，B、C、D錯誤．【答案】A6．水平拋出在空中飛行的物體，不考慮空氣阻力，則()A．在相等的時間間隔內(nèi)動量的變化相同B．在任何時間內(nèi)，動量變化的方向都是豎直向下C．在任何時間內(nèi)，動量對時間的變化率恒定D．在剛拋出物體的瞬間，動量對時間的變化率為零【解析】做平拋運(yùn)動的物體僅受重力作用，由動量定理得Δp＝mg·Δt，因為在相等的時間內(nèi)動量的變化量Δp相同，即大小相等，方向都是豎直向下的，從而動量的變化率恒定，故選項A、B、C正確，D錯誤．【答案】ABC7．如圖3所示，三個小球的質(zhì)量均為m，B、C兩球用輕彈簧連接后放在光滑的水平面上，A球以速度v0沿B、C兩球球心的連線向B球運(yùn)動，碰后A、B兩球粘在一起．對A、B、C及彈簧組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是()圖3A．機(jī)械能守恒，動量守恒B．機(jī)械能不守恒，動量守恒C．三球速度相等后，將一起做勻速運(yùn)動D．三球速度相等后，速度仍將變化【解析】因水平面光滑，故系統(tǒng)的動量守恒，A、B兩球碰撞過程中機(jī)械能有損失，A錯誤，B正確；三球速度相等時，彈簧形變量最大，彈力最大，故三球速度仍將發(fā)生變化，C錯誤，D正確．【答案】BD8．如圖4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4A．甲、乙兩車運(yùn)動中速度之比為eq\f(M＋m,M)B．甲、乙兩車運(yùn)動中速度之比為eq\f(M,M＋m)C．甲車移動的距離為eq\f(M＋m,2M＋m)LD．乙車移動的距離為eq\f(M,2M＋m)L【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，即為eq\f(M＋m,M)，A正確，B錯誤；Mx甲＝(M＋m)x乙，x甲＋x乙＝L，解得C、D正確．【答案】ACD二、非選擇題(本題共5小題，共52分．按題目要求作答．)9．(8分)如圖5所示為“探究碰撞中的不變量”的實驗裝置示意圖．已知a、b小球的質(zhì)量分別為ma、mb，半徑分別為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．圖5(1)本實驗必須滿足的條件是________．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度釋放D．入射球與被碰球滿足ma＝mb，ra＝rb(2)為了驗證動量守恒定律，需要測量OP間的距離x1，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)測量OM的距離x2測量ON的距離x3(3)max1＝max2＋mbx3(寫成maOP＝maOM＋mbON也可以)10．(10分)如圖6所示，在實驗室用兩端帶有豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和有固定擋板的質(zhì)量都是M的滑塊A和B做“探究碰撞中的守恒量”的實驗，實驗步驟如下：圖6Ⅰ.把兩滑塊A和B緊貼在一起，在A上放質(zhì)量為m的砝碼，置于導(dǎo)軌上，用電動卡銷卡住A和B，在A和B的固定擋板間放入一輕彈簧，使彈簧處于水平方向上的壓縮狀態(tài)；Ⅱ.按下電鈕使電動卡銷放開，同時啟動兩個記錄兩滑塊運(yùn)動時間的電子計時器，當(dāng)A和B與固定擋板C和D碰撞同時，電子計時器自動停表，記下A至C的運(yùn)動時間t1，B至D的運(yùn)動時間t2；Ⅲ.重復(fù)幾次，取t1和t2的平均值．(1)在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時應(yīng)注意________；(2)應(yīng)測量的數(shù)據(jù)還有________；(3)只要關(guān)系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和．【解析】(1)導(dǎo)軌水平才能讓滑塊做勻速運(yùn)動．(2)需測出A左端、B右端到擋板C、D的距離x1、x2由計時器計下A、B到兩板的時間t1、t2算出兩滑塊A、B彈開的速度v1＝eq\f(x1,t1)，v2＝eq\f(x2,t2).(3)由動量守恒知(m＋M)v1－Mv2＝0即：(m＋M)eq\f(x1,t1)＝eq\f(Mx2,t2).【答案】(1)使氣墊導(dǎo)軌水平(2)滑塊A的左端到擋板C的距離x1和滑塊B的右端到擋板D的距離x2(3)(M＋m)eq\f(x1,t1)＝eq\f(Mx2,t2)11．(10分)在光滑的水平面上，質(zhì)量為2m的小球A以速率v0向右運(yùn)動．在小球的前方O點(diǎn)處有一質(zhì)量為m的小球B處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖7所示．小球A與小球B發(fā)生正碰后均向右運(yùn)動．小球B被在Q點(diǎn)處的墻壁彈回后與小球A在P點(diǎn)相遇，PQ＝.假設(shè)小球與墻壁之間的碰撞沒有能量損失，求：圖7(1)兩球在P點(diǎn)碰后速度的大??？(2)求兩球在O點(diǎn)碰撞的能量損失．【導(dǎo)學(xué)號：54472024】【解析】(1)由碰撞過程中動量守恒得2mv0＝2mv1＋mv2由題意可知：OP＝v1tOQ＋PQ＝v2t解得v1＝eq\f(1,3)v0，v2＝eq\f(4,3)v0.(2)兩球在O點(diǎn)碰撞前后系統(tǒng)的機(jī)械能之差ΔE＝eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,0)－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×2mv\o\al(2,1)＋\f(1,2)×mv\o\al(2,2)))代入(1)的結(jié)果得ΔE＝0.【答案】(1)v1＝eq\f(1,3)v0，v2＝eq\f(4,3)v0(2)012．(12分)如圖8所示，小球A質(zhì)量為m，系在細(xì)線的一端，線的另一端固定在O點(diǎn)，O點(diǎn)到水平面的距離為h.物塊B質(zhì)量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O點(diǎn)正下方，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)拉動小球使線水平伸直，小球由靜止開始釋放，運(yùn)動到最低點(diǎn)時與物塊發(fā)生正碰(碰撞時間極短)，反彈后上升至最高點(diǎn)時到水平面的距離為eq\f(h,16).小球與物塊均視為質(zhì)點(diǎn)，不計空氣阻力，重力加速度為g，求碰撞過程物塊獲得的沖量及物塊在地面上滑行的距離.【導(dǎo)學(xué)號：54472217】圖8【解析】設(shè)小球的質(zhì)量為m，運(yùn)動到最低點(diǎn)與物體塊相撞前的速度大小為v1，取小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時的重力勢能為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)解得：v1＝eq\r(2gh)設(shè)碰撞后小球反彈的速度大小為v1′，同理有mgeq\f(h,16)＝eq\f(1,2)mv1′2解得：v1′＝eq\r(\f(gh,8))設(shè)碰撞后物塊的速度大小為v2，取水平向右為正方向由動量守恒定律有mv1＝－mv1′＋5mv2解得：v2＝eq\r(\f(gh,8))由動量定理可得，碰撞過程滑塊獲得的沖量為：I＝5mv2＝eq\f(5,4)meq\r(2gh)物塊在水平面上滑行所受摩擦力的大小為F＝5μmg設(shè)物塊在水平面上滑動的距離為s，由動能定理有－Fs＝0－eq\f(1,2)×5mveq\o\al(2,2)解得：s＝eq\f(h,16μ).【答案】eq\f(5,4)meq\r(2gh)eq\f(h,16μ)13．(12分)如圖9所示，質(zhì)量為m＝245g的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在質(zhì)量為M＝kg的木板左端，木板足夠長，靜止在光滑水平面上，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ＝.質(zhì)量為m0＝5g的子彈以速度v0＝300m/s沿水平方向射入物塊并留在其中(時間極短)，g取10m/s.子彈射入后，求：圖9(1)物塊相對木板滑行的時間；(2)物塊相對木板滑行的位移．【解析】(1)設(shè)子彈射入物塊后，其共同速度為v1，則對子彈打入物塊過程，由動量守恒定律得m0v0＝(m0＋m)v1設(shè)物塊與木板達(dá)到共同速度時，速度為v2