《动量守恒定律》单元测试题(提高篇).docx
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动量守恒定律测试题
本试题分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分110分,时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.如图,质量为3kg的木板放在光滑的水平地面上,质量为1kg的木块放在木板上,它们之间有摩擦,木板足够长,两者都以4m/s的初速度向相反方向运动.当木板的速度为2.4m/s时,木块( )
A.处于匀速运动阶段 B.处于减速运动阶段
C.处于加速运动阶段 D.静止不动
P
v
Q
2.如图所示,位于光滑水平桌面,质量相等的小滑块P和Q都可以视作质点,Q与轻质弹簧相连,设Q静止,P以某一初动能E0水平向Q运动并与弹簧发生相互作用,若整个作用过程中无机械能损失,用E1表示弹簧具有的最大弹性势能,用E2表示Q具有的最大动能,则( )
A. B. C. D.
3.光滑水平桌面上有两个相同的静止木块(不是紧捱着),枪沿两个木块连线方向以一定的初速度发射一颗子弹,子弹分别穿过两个木块。
假设子弹穿过两个木块时受到的阻力大小相同,且子弹进入木块前两木块的速度都为零。
忽略重力和空气阻力的影响,那么子弹先后穿过两个木块的过程中( )
A.子弹两次损失的动能相同 B.每个木块增加的动能相同
C.因摩擦而产生的热量相同 D.每个木块移动的距离不相同
4.如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。
木箱和小木块都具有一定的质量。
现使木箱获得一个向右的初速度v0,则( )
A.小木块和木箱最终都将静止
B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动
C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动
D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动
5.质量为ma=1kg,mb=2kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞,碰撞前后两球的位移—时间图象如图所示,则可知碰撞属于( )
A.弹性碰撞
B.非弹性碰撞
C.完全非弹性碰撞
D.条件不足,不能确定
6.人的质量m=60kg,船的质量M=240kg,若船用缆绳固定,船离岸1.5m时,人可以跃上岸。
若撤去缆绳,如图所示,人要安全跃上岸,船离岸至多为(不计水的阻力,两次人消耗的能量相等)( )
A.1.5m B.1.2m
C.1.34m D.1.1m
7.如图所示,A、B两物体质量之比mA∶mB=3∶2,原来静止在平板小车C上,A、B间有一根被压缩的弹簧,地面光滑。
当两物体被同时释放后,则( )
A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B组成系统的动量守恒
B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B、C组成系统的动量守恒
C.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B组成系统的动量守恒
D.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C组成系统的动量守恒
8.如图所示,三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列,静止在光滑水平面上。
c车上有一小孩跳到b车上,接着又立即从b车跳到a车上。
小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同。
他跳到a车上相对a车保持静止,此后( )
A.a、b两车运动速率相等
B.a、c两车运动速率相等
C.三辆车的速率关系vc>va>vb
D.a、c两车运动方向相反
9.如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接,并静止在光滑的水平面上。
现使B瞬时获得水平向右的速度3m/s,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象信息可得( )
A.在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s,且弹簧都处于伸长状态
B.从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长
C.两物体的质量之比为m1∶m2=1∶2
D.在t2时刻A与B的动能之比为Ek1∶Ek2=8∶1
10.在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M=0.6kg,m=0.2kg的两个小球,中间夹着一个被压缩的具有Ep=10.8J弹性势能的轻弹簧(弹簧与两球不相连),原来处于静止状态。
现突然释放弹簧,球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R=0.425m的竖直放置的光滑半圆形轨道,如图所示。
g取10m/s2。
则下列说法正确的是( )
A.球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4N·s
B.M离开轻弹簧时获得的速度为9m/s
C.若半圆轨道半径可调,则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小
D.弹簧弹开过程,弹力对m的冲量大小为1.8N·s
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题(共2小题,共16分。
把答案直接填在横线上)
11.(6分)如图所示,在橄榄球比赛中,一个质量为95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动,想穿越防守队员到底线触地得分。
就在他刚要到底线时,迎面撞上了对方两名质量均为75kg的队员,一个速度为2m/s,另一个为4m/s,然后他们就扭在了一起。
(1)他们碰撞后的共同速率是________(结果保留一位有效数字)。
(2)在框中标出碰撞后他们动量的方向,并说明这名前锋能否得分:
________。
12.(10分)如图1所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系:
先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O。
接下来的实验步骤如下:
步骤1:
不放小球2,让小球1从斜槽上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;
步骤2:
把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞,重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:
用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。
(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是________。
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.小球1质量应大于小球2的质量
(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有________。
A.A、B两点间的高度差h1
B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2
D.小球1和小球2的半径r
(3)当所测物理量满足表达式____________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失。
(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图2所示。
在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。
使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。
用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1,l2、l3。
则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________________(用所测物理量的字母表示)。
三、计算题(共4小题,共54分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(8分)如图所示,A、B、C三个木块的质量均为m,置于光滑的水平桌面上,B、C之间有一轻质弹簧,弹簧的两端与木块接触而不固连。
将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连,使弹簧不能伸展,以至于B、C可视为一个整体。
现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动,与B相碰并粘合在一起。
以后细线突然断开,弹簧伸展,从而使C与A、B分离。
已知C离开弹簧后的速度为v0。
求弹簧释放的势能。
14.(10分)40kg的女孩骑自行车带30kg的男孩(如图所示),行驶速度2.5m/s。
自行车行驶时,男孩要从车上下来。
(1)他知道如果直接跳下来,他可能会摔跤,为什么?
(2)男孩要以最安全的方式下车,计算男孩安全下车的瞬间,女孩和自行车的速度。
(3)以自行车和两个孩子为系统,试比较计算在男孩下车前、后整个系统的动能值,并解释之。
15.(8分)如图所示,甲车的质量是m甲=2.0kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为m=1.0kg可视为质点的小物体,乙车质量为m乙=4.0kg,以v乙=9.0m/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得v甲′=8.0m/s的速度,物体滑到乙车上,若乙车上表面与物体的动摩擦因数为0.50,则乙车至少多长才能保证物体不从乙车上滑下?
(g取10m/s2)
16.(12分)在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙.动摩擦因数为,滑块CD上表面是光滑的1/4圆弧,其始端D点切线水平且在木板AB上表面内,它们紧靠在一起,如图所示.一可视为质点的物块P,质量也为m,从木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB,过B点时速度为v0/2,又滑上滑块CD,最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处,求:
(1)物块滑到B处时木板的速度vAB;
(2)木板的长度L;
(3)滑块CD圆弧的半径
17.(16分)如图1所示,木板A静止在光滑水平面上,一小滑块B(可视为质点)以某一水平初速度从木板的左端冲上木板。
(1)若木板A的质量为M,滑块B的质量为m,初速度为v0,且滑块B没有从木板A的右端滑出,求木板A最终的速度v。
(2)若滑块B以v1=3.0m/s的初速度冲上木板A,木板A最终速度的大小为v=1.5m/s;若滑块B以初速度v2=7.5m/s冲上木板A,木板A最终速度的大小也为v=1.5m/s。
已知滑块B与木板A间的动摩擦因数μ=0.3,g取10m/s2。
求木板A的长度L。
(3)若改变滑块B冲上木板A的初速度v0,木板A最终速度v的大小将随之变化。
请你在图2中定性画出v-v0图线。
动量守恒参考答案
1.【答案】C
【解析】:
木板和木块组成的系统动量守恒,设它们相对静止时的共同速度为v,以木板运动的方向为正方向,则:
Mv1-mv2=(M+m)v
v==2m/s,方向与木板运动方向相同.在这之前,木板一直做匀减速运动,木块先做匀减速运动,当相对地面的速度为零时,再反向向右做匀加速运动,直到速度增大到2m/s.设当木块对地速度为零时,木板速度为v′,则:
Mv1-mv2=Mv′,v′==2.67m/s,大于2.4m/s,故木板的速度为2.4m/s时,木块处在反向向右加速运动阶段,C正确.
2.【答案】AD
【解析】:
P、Q相互作用的过程中满足动量守恒和机械能守恒,当P、Q速度相等时,系统的动能损失最大,此时弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒和机械能守恒可以求得A项正确,由于P、Q的质量相等,故在相互作用过程中发生速度交换,当弹簧恢复原长时,P的速度为零,系统的机械能全部变为Q的动能,D正确。
3.【答案】AD
【解析】:
设木块的长度为L,子弹穿过木块过程中对木块的作用力为f。
子弹穿过木块过程中,子弹和木块阻力组成的系统克服阻力做功为fL,所以两次系统损失的动能相同,因摩擦而
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