粤教版物理选修35 第1章 章末综合测评1.docx
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粤教版物理选修35第1章章末综合测评1
章末综合测评
(一)
(时间:
60分钟 满分:
100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.1~6题为单选题,7~10题为多选题,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)
1.把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、子弹和车,下列说法中正确的是( )
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.三者组成的系统因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可忽略不计,故系统动量近似守恒
D.三者组成的系统动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合力为零
【解析】 由于枪水平放置,故三者组成的系统除受重力和支持力(两外力平衡)外,不受其他外力,动量守恒.子弹和枪筒之间的力应为系统的内力,对系统的总动量没有影响,故选项C错误.分开枪和车,则枪和弹组成的系统受到车对其的外力作用,车和枪组成的系统受到子弹对其的外力作用,动量都不守恒,正确答案为D.
【答案】 D
2.如图1所示,物体A、B静止在光滑水平面上,且mA>mB,现用大小相等的两个力F和F′分别作用在A和B上,使A、B沿一条直线相向运动,然后又先后撤去这两个力,使这两个力对物体做的功相同,接着两物体碰撞并合为一体后,它们( )
【导学号:
55272035】
图1
A.可能停止运动
B.一定向右运动
C.可能向左运动
D.仍运动,但运动方向不能确定
【解析】 由动能定理可知:
两个力对物体做的功相同,则合为一体前两物体动能相同,由物体动量和动能的关系p=知,pA>pB,选碰前A的方向为正方向,则B的动量为负值,由动量守恒定律:
pA+pB=(mA+mB)v,v必为正,故碰后速度v的方向一定与pA相同,向右.
【答案】 B
3.假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上,现欲离开冰面,下列方法中可行的是( )
【导学号:
55272036】
A.向后踢腿 B.手臂向后甩
C.在冰面上滚动D.脱下外衣水平抛出
【解析】 向后踢腿和手臂向后甩,都是人体间的内力,不会使人前进.在光滑冰面上由于不存在摩擦力,故无法完成滚动动作.而抛出衣服能获得反方向的速度,故可滑离冰面.
【答案】 D
4.如图2所示,质量为M的盒子放在光滑的水平面上,盒子内表面不光滑,盒内放有一块质量为m的物体.从某一时刻起给m一个水平向右的初速度v0,那么在物块与盒子前后壁多次往复碰撞后( )
图2
A.两者的速度均为零
B.两者的速度总不会相等
C.物体的最终速度为mv0/M,向右
D.物体的最终速度为mv0/(M+m),向右
【解析】 物体与盒子组成的系统所受合外力为零,物体与盒子前后壁多次往复碰撞后,以速度v共同运动,由动量守恒定律得mv0=(M+m)v,故v=mv0/(M+m),方向向右.
【答案】 D
5.质量M=100kg的小船静止在水面上,船首站着质量m甲=40kg的游泳者甲,船尾站着质量m乙=60kg的游泳者乙,船首指向左方,若甲、乙两游泳者同时在同一水平线上,甲朝左、乙朝右以3m/s的速率跃入水中,则( )
【导学号:
55272037】
A.小船向左运动,速率为1m/s
B.小船向左运动,速率为0.6m/s
C.小船向右运动,速率大于1m/s
D.小船仍静止
【解析】 设水平向右为正方向,两游泳者同时跳离小船后小船的速度为v,根据甲、乙两游泳者和小船组成的系统动量守恒有:
-m甲v甲+m乙v乙+Mv=0,代入数据,可得v=-0.6m/s,其中负号表示小船向左运动,所以选项B正确.
【答案】 B
6.质量相等的A、B两球之间压缩一根轻质弹簧(不拴接),静置于光滑水平桌面上,当用板挡住小球A而只释放B球时,B球被弹出落到距桌边水平距离为s的地面上,如图3所示.若再次以相同力压缩该弹簧,取走A左边的挡板,将A、B同时释放,则B球的落地点距桌边水平距离为( )
图3
A.B.s
C.sD.s
【解析】 挡板挡住A球时,弹簧的弹性势能全部转化为B球的动能,有Ep=mv,挡板撤走后,弹性势能两球平分,则有Ep=2×mvB′2,由以上两式解得vB′=vB,又因为B球落地时间不变,故D对.
【答案】 D
7.如图4所示,甲、乙两车的质量均为M,静置在光滑的水平面上,两车相距为L.乙车上站立着一个质量为m的人,他通过一条轻绳拉甲车,甲、乙两车最后相接触,以下说法正确的是( )
图4
A.甲、乙两车运动中速度之比为
B.甲、乙两车运动中速度之比为
C.甲车移动的距离为L
D.乙车移动的距离为L
【解析】 本题类似人船模型.甲、乙、人看成一系统,则水平方向动量守恒,甲、乙两车运动中速度之比等于质量的反比,即为,A正确,B错误;Mx甲=(M+m)x乙,x甲+x乙=L,解得C、D正确.
【答案】 ACD
8.如图5甲所示,在光滑水平面上的两小球发生正碰,小球的质量分别为m1和m2.图乙为它们碰撞前后的xt(位移—时间)图象.已知m1=0.1kg.由此可以判断( )
图5
A.碰前m2静止,m1向右运动
B.碰后m2和m1都向右运动
C.m2=0.3kg
D.碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能
【解析】 分析题图乙可知,碰前:
m2处在位移为8m的位置静止,m1位移均匀增大,速度v1=m/s=4m/s,方向向右;碰后:
v1′=m/s=-2m/s,v2′=m/s=2m/s,碰撞过程中动量守恒:
m1v1=m1v1′+m2v2′得:
m2=0.3kg,碰撞损失的机械能:
ΔEk=m1v-=0,故正确答案应选A、C.
【答案】 AC
9.向空中发射一物体.不计空气阻力,当物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂为a、b两块.若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向,则( )
【导学号:
55272038】
A.b的速度方向一定与原速度方向相反
B.从炸裂到落地这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大
C.a、b一定同时到达地面
D.炸裂的过程中,a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等
【解析】 物体炸裂过程发生在物体沿水平方向运动时,由于物体沿水平方向不受外力,所以沿水平方向动量守恒,根据动量守恒定律有(mA+mB)v=mAvA+mBvB,当vA与原来速度v同向时,vB可能与vA反向,也可能与vA同向,第二种情况是由于vA的大小没有确定,题目只讲它的质量较大,但若vA很小,则mAvA还可能小于原动量(mA+mB)v.这时,vB的方向会与vA方向一致,即与原来方向相同,所以A不对.a、b两块在水平飞行的同时,竖直方向做自由落体运动即做平抛运动,落地时间由t=决定.因为h相等,所以落地时间相等,故C正确.由于水平飞行距离x=v·t,a、b两块炸裂后的速度vA、vB不一定相等,而落地时间t又相等,所以水平飞行距离无法比较大小,所以B不对.根据牛顿第三定律,a、b所受爆炸力FA=-FB,力的作用时间相等,所以冲量I=F·t的大小一定相等.
【答案】 CD
10.如图6所示,质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上,其中弹簧两端分别与静止的滑块N和挡板P相连接,弹簧与挡板的质量均不计;滑块M以初速度v0向右运动,它与挡板P碰撞后粘连在一起,在以后的运动过程中( )
图6
A.M的速度等于0时,弹簧的长度最短
B.M的速度为v0/2时,弹簧的弹性势能最大
C.两滑块速度相同时,N的动量最大
D.弹簧的弹力对N做功最多为mv/2
【解析】 滑块M与挡板P碰撞后粘连在一起,挡板压缩弹簧,弹簧对滑块N施加弹力,使滑块N水平向右加速滑动,当两滑块速度相同时,弹簧的压缩量最大,弹性势能最大,弹簧最短,设这个共同速度为v,滑块质量为m,则mv0=2mv,所以v=v0/2,选项A错误,B正确;当两滑块速度相同时,弹簧压缩量最大,弹簧对N的弹力最大,滑块N仍做加速运动,所以选项C错误;由M刚接触弹簧到弹簧恢复原长过程,设M和N的速度分别为v1和v2,由动量守恒定律得mv0=mv1+mv2,由机械能守恒定律得mv=mv+mv,联立求解得v1=0,v2=v0,即M和N质量相等时,在弹簧形变前和恢复形变后,M和N交换了速度,即滑块N速度为v0时,M的速度为零,此时滑块N的动能最大,弹簧对其做功最多为mv(动能定理),选项D正确.
【答案】 BD
二、非选择题(本题共4小题,共50分.按题目要求作答.)
11.(10分)如图7所示为“探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图.已知a、b小球的质量分别为ma、mb,半径分别为ra、rb,图中P点为单独释放a球的平均落点,M、N是a、b小球碰撞后落点的平均位置.
【导学号:
55272039】
图7
(1)本实验必须满足的条件是________.
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端的切线水平
C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放
D.入射球与被碰球满足ma=mb,ra=rb
(2)为了验证动量守恒定律,需要测量OP间的距离x1,则还需要测量的物理量有______、__________(用相应的文字和字母表示).
(3)如果动量守恒,须满足的关系式是________(用测量物理量的字母表示).
【答案】
(1)BC
(2)测量OM的距离x2 测量ON的距离x3
(3)max1=max2+mbx3(写成maOP=maOM+mbON也可以)
12.(12分)如图8所示,光滑平台上有两个刚性小球A和B,质量分别为2m和3m,小球A以速度v0向右运动并与静止的小球B发生碰撞(碰撞过程不损失机械能),小球B飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动的小车中,小车与沙子的总质量为m,速度为2v0,小车行驶的路面近似看做是光滑的,求:
图8
(1)碰撞后小球A和小球B的速度;
(2)小球B掉入小车后的速度.
【解析】
(1)设A球与B球碰撞后速度分别为v1、v2,并取方向向右为正,光滑平台,两小球为弹性小球,碰撞过程遵循动量和机械能守恒,所以
有mAv0=mAv1+mBv2
有mAv=mAv+mBv
由①②解得v1==-v0
v2==v0
碰后A球向左,B球向右.
(2)B球掉入沙车的过程中系统水平方向动量守恒,有
mBv2+m车v3=(mB+m车)v3′且v3=-2v0
得v′3=v0.
【答案】
(1)-v0,碰后A球向左;v0,B球向右
(2)v0,方向向右
13.(14分)如图9所示,小球A质量为m,系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h.物块B质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点正下方,物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为.小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求碰撞过程物块获得的冲量及物块在地面上滑行的距离.
【导学号:
55272040】
图9
【解析】 设小球的质量为m,运动到最低点与物块相撞前的速度大小为v1,取小球运动到最低点时的重力势能为零,根据机械能守恒定律有
mgh=mv
解得v1=
设碰撞后小球反弹的速度大小为v1′,同理有
mg=mv1′2
解得v1′=
设碰撞后物块的速度大小为v2,取水平向右为正方向,由动量守恒定律有
mv1=-mv1′+5mv2
解得v2=
由动量定理可得,碰撞过程滑块获得的冲量为I=5mv2=m
物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小为
F=5μmg
设物块在水平面上滑动的距离为s,由动能定理有
-Fs=0-×5mv
解得s=.
【答案】 m
14.(14分)如图10所示
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