湖北省荆门市龙泉中学高二物理《动量守恒定律》单元过关检测试题 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/6/16 18:12:10星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

《动量守恒定律》单元过关检测试题

一、选择题(本大题共 12小题,每小题 4分,共48 分。1-8每小题只有一个选项符合题意,9-12小题有多个选项符合题意。)

1.物体动量变化量的大小为5 kg·m/s,这说明( ) A.物体的动量一定在减小 B.物体的动量一定在增大 C.物体的动量大小也可能不变 D.物体的动量大小一定变化

2.a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰,作用前a球动量pa=

30 kg·m/s,b球动量pb=0,碰撞过程中,a球的动量减少了20 kg·m/s,则作用后b球的动量为( )

A.-20 kg·m/s B.10 kg·m/s C.20 kg·m/s D.30 kg·m/s

3.在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B,质量都为m。现B球静止,A球向B球运动,发生正碰。已知碰撞过程中总机械能守恒,两球压缩最紧时的弹性势能为Ep,则碰前A球的速度等于( ) A.

Epm B.

2Epm C.2Epm D.22Epm

4.小船相对于地面以速度v向东行驶,若在船上以相对于地面相同的速率2v分别水平向东和向西抛出两个质量相等的重物,则小船的速度将( ) A.不变 B.减小 C.增大 D.速度为零

5. 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,现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中( ) A.动量守恒、机械能守恒 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

6.一质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳,经Δt时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v。在此过程中( )

A.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为1mv22

B.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为零

C.地面对他的冲量为mv,地面对他做的功为12mv2

D.地面对他的冲量为mv-mgΔt,地面对他做的功为零

7.如图所示,P物体与一个连着弹簧的Q物体正碰,碰后P物体静止,Q物体以P物体碰前的速度v离开,已知P与Q质量相等,弹簧质量忽略不计,那么当弹簧被压缩至最短时,下列结论中正确的是( ) A.P的速度恰好为零 B.P与Q具有相同的速度 C.Q刚开始运动 D.Q的速度等于v

8.如图所示,设车厢长度为l,质量为M,静止于光滑的水平面上,车厢内有一质量为m的物体以速度v0向右运动,与车厢壁来回碰撞n次后,静止于车厢中,这时车厢的速度为( ) A.v0,水平向右 B.0

C.mv0m+M,水平向右 D.mv0M-m,水平向右

9.如图所示,两个质量相等的物体沿同一高度、倾角不同的两光滑斜面顶端从静止自由下滑,到达斜面底端,两个物体具有不同的物理量是( ) A.下滑的过程中重力的冲量 B.下滑的过程中弹力的冲量 C.下滑的过程中合力的冲量 D.刚到达底端时的动量大小

10.如图所示,小车放在光滑水平面上,A端固定一个轻弹簧,B端粘有油泥,小车总质量为M,质量为m的木块C放在小车上,用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩,开始时小车和C都静止,当突然烧断细绳时,C被释放,使C离开弹簧向B端冲去,并跟B端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,以下说法正确的是( )

A.弹簧伸长过程中C向右运动,同时小车也向右运动 B.C与B碰前,C与小车的速率之比为M∶m C.C与油泥粘在一起后,小车立即停止运动 D.C与油泥粘在一起后,小车继续向右运动

11. 如图所示,把重物G压在纸带上,用一水平力缓慢拉动纸带,用另一水平力快速拉动纸带,纸带都被从重物下面抽出,对这两个过程,下面的解释正确的是( )

A.缓慢拉动纸带时,纸带对重物的摩擦力大

B.快速拉动纸带时,纸带对重物的摩擦力小 C.缓慢拉动纸带时,纸带给重物的冲量大 D.快速拉动纸带时,纸带给重物的冲量小

12. 以初速度v水平抛出一质量为m的石块,不计空气阻力,则对石块在空中运动过程中的下列各物理量的判断正确的是( )

A.在两个相等的时间间隔内,石块受到的冲量相同 B.在两个相等的时间间隔内,石块动量的增量相同 C.在两个下落高度相同的过程中,石块动量的增量相同 D.在两个下落高度相同的过程中,石块动能的增量相同

二、实验题(本大题共2小题,共14分)

13.(6分)某同学把两块大小不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩了的轻质弹簧,如图所示,将这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察木块的运动情况,进行必要的测量,验证物体间相互作用时动量守恒。

(1)该同学还必须有的器材是

____________________________。 (2)需要直接测量的数据是

___________________________________________

__________________________________________________________________。 (3)用所得数据验证动量守恒的关系式是_______________________________。 14.(8分)碰撞的恢复系数的定义为e=

v2?v1v?v,其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度,

2010v1和v2分别是碰撞后两物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e=1,非弹性碰撞的恢复系数e<1。某同学借用验证动量守恒定律的实验装置(如图所示)验证弹性碰撞的恢复系数是否为1,实验中使用半径相等的钢质小球1和2(它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞),且小球1的质量大于小球2的质量。 实验步骤如下:

安装好实验装置,做好测量前的准备,并记下重垂线所指的位置O。

第一步,不放小球2,让小球1从斜糟上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置。

第二步,把小球2放在斜槽前端边缘处的C点,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与第一

步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。

第三步,用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离,即线段OM、OP、ON表示。 在上述实验中

(1)P点是_______________________的平均位置, M点是_______________________的平均位置, N点是_______________________的平均位置。 (2)请写出本实验的原理

_________________________________________________________________; 写出用测量值表示的恢复系数的表达式

____________________________________________________。

(3)三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关? ________________________________________________________________。

三、计算题(本大题共4小题,共38分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)

15.(8分) 如图所示,将质量为m1的铅球以大小为v0、仰角为θ的初速度抛入一个装有砂子的总质量为M的静止的砂车中,砂车与水平地面间的摩擦可以忽略。求: (1)球和砂车的共同速度;

(2)球和砂车获得共同速度后,砂车底部出现一小孔,砂子从小孔中漏出,当漏出质量为m2的砂子时砂车的速度。

16. (10分)物体A和B用轻绳相连在轻质弹簧下静止不动,如图甲所示,A的质量为m,B的质量为M。当连接A、B的绳突然断开后,物体A上升过程中经某一位置时的速度大小为vA,这时物体B下落的速度大小为vB,如图乙所示。这段时间里,弹簧的弹力对物体A的冲量为多少?

15. (10分)如图所示,质量m1=0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=1.5 m,现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10 m/s2。 (1)求物块在车面上滑行的时间t。

(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少?

16. (10分)如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但未连接,该整体静止放在离地面高为H=5 m的光滑水平桌面上。现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=1.8 m高处由静止开始滑下,与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动,经一段时间,滑块C脱离弹簧,继续在水平桌面上匀速运动一段时间后从桌面边缘飞出。已知mA=

1 kg,mB=2 kg,mC=3 kg,g=10 m/s2,求: (1)滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度; (2)被压缩弹簧的最大弹性势能;

(3)滑块C落地点与桌面边缘的水平距离。

参考答案

1. C 2. C 3. C 4. C 5. C、D 6. B 7. B 8. C 9. A、B、C 10. B、C 11.CD 12.ABD

13.【解析】这个实验的思路与课本上采用的实验的原理完全相同,也是通过测平抛运动的位移来代替它们作用完毕时的速度,因此需用刻度尺测量木块落地点到桌边的水平距离x1、x2,用天平测量木块质量m1、m2。

答案:(1)刻度尺、天平 (2)两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边缘的水平距离x1 、x2 (3)m1x1=m2x2

14.【解析】(1)P点是在实验的第一步中小球1落点的平均位置;M点是小球1与小球2碰撞后小球1落点的平均位置;N点是小球2落点的平均位置。 (2)原理

小球从槽口C飞出后做平抛运动的时间相同,设为t,则有OP=v10t,OM=v1t,ON=v2t 小球2碰撞前静止,v20=0 e=

v2?v1ON?OMON?OMv??,即为恢复系数的表达式。 10?v20OP?0OP(3)OP与小球的质量无关,OM和ON与小球的质量有关。

15.【解析】(1)以铅球、砂车为系统,水平方向动量守恒, m1v0cosθ=(M+m1)v

得球和砂车的共同速度v=

m1v0cos?M+m

1(2)球和砂车获得共同速度后漏砂过程中系统水平方向动量也守恒,设当漏出质量为m2的砂子时砂车的速度为v′,砂子漏出后做平抛运动,水平方向的速度仍为v, 由(M+m1)v=m2v+(M+m1-m2)v′ 得v′=v=

m1v0cos?M+m

1答案:(1)

m1v0cos?mvcos?M+m (2)10

1M+m116.【解析】设B从绳断到下落速度为vB的过程所用时间为t。弹簧的弹力对物体A的冲量

为I,对A、B分别应用动量定理,即可消去t,求得弹簧弹力对物体A的冲量I。 对物体A有I-mgt=mvA ①(4分) 对物体B有Mgt=MvB ②(4分) 由①②式得弹簧的弹力对物体A的冲量为 I=mvA+mvB (2分) 17.【解析】(1)设物块与小车共同速度为v,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有m2v0