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2019-2020年高中物理 第一章 碰撞與動(dòng)量守恒單元測(cè)試 滬科版選修3-5 一、選擇題(共10個(gè)小題，每小題4分，共40分) 1如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為0.18 kg的壘球，以25 m/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)?5 m/s，設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間為0.01 s。下列說(shuō)法正確的是(　　) ①球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為1 260 N?、谇虬魧?duì)壘球的平均作用力大小為360 N?、矍虬魧?duì)壘球做的功為126 J?、芮虬魧?duì)壘球做的功為36 J A．①③　　　 　B．①④　　　 　C．②③　　　 　D．②④ 2在光滑水平面上，兩球沿球心連線以相等速率相向而行，下列現(xiàn)象可能的是(　　) A．若兩球質(zhì)量相等，碰后以某一相等速率互相分開(kāi) B．若兩球質(zhì)量相等，碰后以某一相等速率同向而行 C．若兩球質(zhì)量不同，碰后以某一相等速率互相分開(kāi) D．若兩球質(zhì)量不同，碰后以某一相等速率同向而行 3如圖所示，物體A靜止在光滑的水平面上，A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，與A質(zhì)量相同的物體B以速度v向A運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運(yùn)動(dòng)，則A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)能損失最大的時(shí)刻是(　　) A．A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí) B．A的速度等于v時(shí) C．B的速度等于零時(shí) D．A和B的速度相等時(shí) 4A、B兩球在光滑水平面上做相向運(yùn)動(dòng)，已知mA＞mB，當(dāng)兩球相碰后，其中一球停止，則可以斷定(　　) A．碰前A的動(dòng)量與B的動(dòng)量大小相等 B．碰前A的動(dòng)量大于B的動(dòng)量 C．若碰后A的速度為零，則碰前A的動(dòng)量大于B的動(dòng)量 D．若碰后B的速度為零，則碰前A的動(dòng)量大于B的動(dòng)量 5如圖所示，小車由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC組成，靜止在光滑水平面上，當(dāng)小車固定時(shí)，從A點(diǎn)由靜止滑下的物體到C點(diǎn)恰好停止。如果小車不固定，物體仍從A點(diǎn)靜止滑下，則(　　) A．還是滑到C點(diǎn)停住 B．滑到BC間某處停住 C．會(huì)沖出C點(diǎn)落到車外 D．上述三種情況都有可能 6光滑水平面上有甲、乙兩根條形磁鐵，N極相對(duì)，軸線在同一直線上，輕推一下使它們相向運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻v甲＝2 m/s，v乙＝3 m/s。磁鐵質(zhì)量m甲＝1 kg，m乙＝0.5 kg。下列敘述中正確的有(　　) A．乙反向時(shí)，甲的速度為0.5 m/s，方向不變 B．乙反向時(shí)，甲的速度為零 C．甲、乙相距最近時(shí)速度均為零 D．甲、乙相距最近時(shí)速度均為 m/s 7如圖所示，質(zhì)量為M的物體P靜止在光滑的水平桌面上，有另一質(zhì)量為m(M＞m)的物體Q以速度v0正對(duì)P滑行，則它們相碰后(設(shè)桌面足夠大)(　　) A．Q物體一定被彈回，因?yàn)镸＞m B．Q物體可能繼續(xù)向前 C．Q物體速度不可能為零 D．若相碰后兩物體分離，則過(guò)一段時(shí)間可能再碰 8如圖所示水平面光滑，物體由靜止開(kāi)始從斜面的頂端滑到底端，在這過(guò)程中(　　) A．M、m組成的系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒 B．m對(duì)M的沖量等于M的動(dòng)量變化 C．m、M各自的水平方向動(dòng)量的增量的大小相等 D．M對(duì)m的支持力的沖量為零 9如圖所示，為一空間探測(cè)器的示意圖，P1、P2、P3、P4是四個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，P1、P3的連線與空間一固定坐標(biāo)系的x軸平行，P2、P4的連線與y軸平行。每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)時(shí)，都能向探測(cè)器提供推力，但不會(huì)使探測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)始時(shí)，探測(cè)器以恒定的速率v0向正x方向平動(dòng)。要使探測(cè)器改為向正x偏負(fù)y60的方向以原來(lái)的速率v0平動(dòng)，則可 …(　　) A．先開(kāi)動(dòng)P1適當(dāng)時(shí)間，再開(kāi)動(dòng)P4適當(dāng)時(shí)間 B．先開(kāi)動(dòng)P3適當(dāng)時(shí)間，再開(kāi)動(dòng)P2適當(dāng)時(shí)間 C．開(kāi)動(dòng)P4適當(dāng)時(shí)間 D．先開(kāi)動(dòng)P3適當(dāng)時(shí)間，再開(kāi)動(dòng)P4適當(dāng)時(shí)間 10如圖所示，A、B兩質(zhì)量相等的長(zhǎng)方體木塊放在光滑的水平面上，一顆子彈以水平速度v先后穿過(guò)A和B(此過(guò)程中A和B沒(méi)相碰)。子彈穿過(guò)B后的速度變?yōu)?v/5，子彈在A和B內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1∶t2＝1∶2，若子彈在兩木塊中所受阻力相等，則(　　) A．子彈穿過(guò)B后兩木塊的速度大小之比為1∶2 B．子彈穿過(guò)B后兩木塊的速度大小之比為1∶4 C．子彈在A和B內(nèi)克服阻力做功之比為3∶4 D．子彈在A和B內(nèi)克服阻力做功之比為1∶2 二、填空題(共4個(gè)小題，每小題5分，共20分。把答案填寫(xiě)在題中的橫線上) 11光滑水平面上有AB兩球沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞后兩球粘在一起。已知碰撞前它們的動(dòng)量分別為pA＝＋12 kgm/s，pB＝＋28 kgm/s，碰撞后A球的動(dòng)量增加了12 kgm/s，則可知碰撞前A、B兩球的速度之比為_(kāi)_________。 12甲、乙兩個(gè)溜冰者，質(zhì)量分別為m甲＝59 kg、m乙＝50 kg，均以6.0 m/s速度在同一條直線上相向滑行，甲手持一個(gè)質(zhì)量為1.0 kg的球，他將球拋給乙，乙再把球拋還甲，這樣拋接若干次后，甲接到球后的速度恰好為零，這時(shí)乙的速度大小是______ m/s，方向與乙原來(lái)滑行方向______。 13一架質(zhì)量為500 kg的直升飛機(jī)，其螺旋槳把空氣以50 m/s的速度下推，恰使直升飛機(jī)停在空中，則每秒鐘螺旋槳所推下的空氣質(zhì)量為_(kāi)_________。 14如圖所示，氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)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、D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A、B來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì))，采用的實(shí)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)在滑塊A、滑塊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)出滑塊A的左端至板C的距離L1； (e)按下電鈕放開(kāi)卡銷，同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作。當(dāng)滑塊A、B分別碰撞擋板C、D時(shí)停止計(jì)時(shí)，計(jì)下滑塊A、B分別到達(dá)擋板C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2。 (1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是__________________________。 (2)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是________，由此公式算得的A、B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是__________________________。 (3)利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能否測(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大?。咳缒?，請(qǐng)寫(xiě)出表達(dá)式______________________。 三、計(jì)算與論證(共3個(gè)小題，共40分。要有必須的解析過(guò)程，直接寫(xiě)出結(jié)果的不得分) 15(12分)課外科技小組制作一只“水火箭”，用壓縮空氣壓出水流使火箭運(yùn)動(dòng)。假如噴出的水流流量保持為210－4 m3/s，噴出速度保持為對(duì)地10 m/s。啟動(dòng)前火箭總質(zhì)量為1.4 kg，則啟動(dòng)2 s末火箭的速度可以達(dá)到多少？(已知火箭沿水平軌道運(yùn)動(dòng)阻力不計(jì)，水的密度是103 kg/m3) 16(13分)蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。一個(gè)質(zhì)量為60 kg的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面3.2 m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0 m高處。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.2 s。若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大小。(g取10 m/s2) 17(15分)(長(zhǎng)郡中學(xué)xx屆高三第二次月考物理試題)如圖所示，一質(zhì)量為M的平板車B放在光滑水平面上，在其右端放一質(zhì)量為m的小木塊A，m＜M，A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)給A和B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，B開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，最后A不會(huì)滑離B，求： (1)A、B最后的速度大小和方向。 (2)從地面上看，小木塊向左運(yùn)動(dòng)到離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)處時(shí)，平板車向右運(yùn)動(dòng)的位移大小。 參考答案 1答案：A 2解析：若質(zhì)量相等，則碰撞前總動(dòng)量為零，碰后總動(dòng)量也為零，A對(duì)B錯(cuò)；若質(zhì)量不同，則碰撞前的總動(dòng)量不為零，碰后也不為零，C錯(cuò)D對(duì)。 答案：AD 3解析：壓縮到最短時(shí)具有共同速度，彈性勢(shì)能最大，故動(dòng)能損失最大。 答案：D 4解析：若碰撞后A球靜止，則B球一定反彈，故有A球的動(dòng)量大于B球的動(dòng)量；若碰撞后B球靜止，則A球一定反彈，有B球的動(dòng)量大于A球的動(dòng)量。選項(xiàng)C正確。 答案：C 5答案：D 6解析：乙反向時(shí)也就是速度為零時(shí)，由動(dòng)量守恒定律：m甲v甲－m乙v乙＝m甲v，得甲的速度為0.5 m/s，方向不變，A正確；兩者距離最近時(shí)也就是有共同速度時(shí)，同理由動(dòng)量守恒定律得它們的速度為 m/s，D正確。 答案：AD 7解析：若碰撞后粘在一起，則QP一起運(yùn)動(dòng)，不反彈，A錯(cuò)B對(duì)；若碰撞后Q的速度為零，則P的動(dòng)量等于Q碰前的動(dòng)量，由于M＞m，所以＞，機(jī)械能有損失，這種情況有可能發(fā)生；若碰撞會(huì)分離后不可能再相遇，故CD錯(cuò)誤。 答案：B 8解析：下滑過(guò)程中系統(tǒng)只有水平方向上不受外力的作用，故在水平方向上遵守動(dòng)量守恒定律，C對(duì)。 答案：C 9解析：對(duì)A項(xiàng)，先開(kāi)P1，反沖作用使正x方向上的速度減小，再開(kāi)P4，反沖作用使負(fù)y方向速度增加，合運(yùn)動(dòng)能符合A項(xiàng)要求，A正確；同理分析B、C、D錯(cuò)誤。 答案：A 10答案：AC 11解析：碰后A的動(dòng)量為pA′＝24 kgm/s，由動(dòng)量守恒定律得pB′＝16 kgm/s，碰后粘在一起，兩球有共同速度，得：＝＝，推得碰前，＝＝，兩式聯(lián)立可得＝。 答案： 12解析：由動(dòng)量守恒定律，(m甲＋m)v甲－m乙v乙＝m乙v乙′代入數(shù)據(jù)得：v乙′＝1.2 m/s，方向與乙原來(lái)相反。 答案：1.2　相反 13解析：螺旋槳把空氣以速度v下推，相當(dāng)于氣體跟螺旋槳以速度v碰撞，碰后速度為零，選取一段氣柱作為研究對(duì)象，這段氣柱的長(zhǎng)度是1 s內(nèi)氣體的運(yùn)動(dòng)距離，該氣柱質(zhì)量為m，應(yīng)用動(dòng)量定理得：Ft＝mv，當(dāng)F＝Mg時(shí)，飛機(jī)平衡， 所以m＝＝ kg＝100 kg。 答案：100 kg 14答案：(1)B的右端至D板的距離l2。 (2)mA－mB＝0　測(cè)量時(shí)間、距離等存在誤差，由于阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差。 (3)能　EP＝(mA＋mB)。 15解析：“水火箭”噴出水流做反沖運(yùn)動(dòng)。設(shè)火箭原來(lái)總質(zhì)量為M，噴出水流的流量為Q，水的密度為ρ，水流的噴出速度為v，火箭的反沖速度為v′， 由動(dòng)量守恒定律得(M－ρQt)v′＝ρQtv 火箭啟動(dòng)后2 s末的速度為 v′＝＝ m/s＝4 m/s。 答案：4 m/s 16解析：將運(yùn)動(dòng)員看做質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，從h1高處下落，剛接觸網(wǎng)時(shí)速度的大小為v1＝(向下)，彈跳后到達(dá)的高度為h2，剛離網(wǎng)時(shí)速度的大小v2＝(向上)，以Δt表示接觸時(shí)間，接觸過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員受到向上的彈力F和向下的重力mg。由動(dòng)量定理得： (F－mg)Δt＝p2－p1，規(guī)定向上為正， 由以上各式解得，F(xiàn)＝mg＋m。 代入數(shù)值得：F＝1 500 N。 答案：F＝1 500N 17答案：(1)A剛好沒(méi)有滑離B板，表示當(dāng)A滑到B板的最左端時(shí)，A、B具有相同的速度，設(shè)此速度為v，A和B的初速度的大小為v0，則據(jù)動(dòng)量守恒定律 可得： Mv0－mv0＝(M＋m)v 解得：v＝v0，方向向右 (2)從地面上看，小木塊向左運(yùn)動(dòng)到離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)處時(shí)，木塊速度為零，平板車速度為v′，由動(dòng)量守恒定律得 Mv0－mv0＝mv′ 這一過(guò)程平板車向右運(yùn)動(dòng)s，μmgs＝Mv－mv′2 解得s＝v