第一章 动量守恒定律 单元检测新教材人教版高中物理选择性必修第一册同步检测.docx
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第一章动量守恒定律单元检测新教材人教版高中物理选择性必修第一册同步检测
高中物理选择性必修第一册
第一章动量守恒定律单元测试
一、单项选择题
1.质量为m的木箱放置在粗糙的水平地面上,在与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下由静止开始在地面上运动,经过时间t速度变为v,则在这段时间内()
A.重力对物体的冲量为零
B.拉力F对物体的冲量大小为Ft
C.拉力F对物体的冲量大小为Ftcosθ
D.由已知条件不可能得出合外力对物体的冲量
2.如图所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑固定斜面由静止自由滑下,到达斜面底端的过程中,下列说法正确的是( )
A.两个物体重力的冲量大小相等
B.两个物体合力的冲量大小相等
C.刚到达底端时两个物体的动量相同
D.到达斜面底端时两个物体的运动时间相同
3.一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。
F随时间t变化的图线如图所示,则( )
A.
时物块的速率为1m/s
B.
时物块的动量大小为
C.
时物块的动量大小为
D.
时物块的速度为零
4.如图所示,A、B两物体的质量之比为mA∶mB=1∶2,它们原来静止在平板车C上,A、B两物体间有一根被压缩了的水平轻质弹簧,A、B两物体与平板车上表面间的动摩擦因数相同,水平地面光滑。
当弹簧突然释放后,A、B两物体被弹开(A、B两物体始终不滑出平板车),则有()
A.A、B系统动量守恒
B.A、B、C及弹簧整个系统机械能守恒
C.小车C先向左运动后向右运动
D.小车C一直向右运动直到静止
5.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,mA=1kg,mB=2kg,vA=6m/s,vB=2m/s。
当A追上B并发生碰撞后,两球A、B速度的可能值是( )
A.vA′=5m/s,vB′=2.5m/sB.vA′=-4m/s,vB′=7m/s
C.vA′=2m/s,vB′=4m/sD.vA′=7m/s,vB′=1.5m/s
6.如图所示,a、b两物体质量相等,b上连有一轻质弹簧,且静止在光滑的水平面上,当a以速度v通过弹簧与b正碰,则( )
A.当弹簧压缩量最大时,a的动能恰好为零
B.当弹簧压缩量最大时,弹簧具有的弹性势能等于物体a碰前动能的一半
C.碰后a离开弹簧,a被弹回向左运动,b向右运动
D.碰后a离开弹簧,a、b都以
的速度向右运动
7.某火箭模型含燃料质量为M,点火后在极短时间内相对地面以速度大小v0竖直向下喷出一定质量的气体,火箭模型获得的速度大小为v,忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响,则喷出的气体质量为( )
A.
B.
C.
D.
8.甲、乙两同学做了如下的一个小游戏,如图所示,用一瓶盖压着一纸条,放在水平桌面上接近边缘处。
第一次甲同学快速将纸条抽出,瓶盖掉落在地上的P点。
将瓶盖、纸条放回原来的位置,第二次乙同学也快速将纸条抽出,瓶盖掉落在地上的N点,两次现象相比较( )
A.第二次瓶盖受到纸条的冲量较小
B.瓶盖两次受到纸条的冲量一样大
C.第二次瓶盖离开桌面时的动量较大
D.瓶盖两次离开桌面时的动量一样大
9.质量为m1=1kg和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间极短,其x-t图像如图所示,则( )
A.此碰撞一定为弹性碰撞
B.被碰物体质量为2kg
C.碰后两物体速度相同
D.此过程有机械能损失
10.一位质量为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,重心上升高度为h。
在此过程中()
A.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为
mv2
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
mv2
D.地面对他的冲量为mv-mgΔt,地面对他做的功为零
二、多项选择题
11.随着手机逐渐走进每个人的生活,有些手机族喜欢躺着看手机,偶尔会出现手机滑落砸到脸的情况(如图)。
若某手机(可视为质点)的质量为200g,从距人脸上方约20cm的高度与地面平行无初速掉落,砸到脸后经0.1s手机停止运动。
忽略空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,下列分析正确的是( )
A.脸受到的平均撞击力大小约为6N
B.脸受到的平均撞击力大小约为4N
C.全过程手机重力的冲量大小约为0.6N•s
D.全过程手机重力的冲量大小约为0.4N•s
12.如图所示,一个质量为M的木箱静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m=2M的小物块.现使木箱瞬间获得一个水平向左、大小为v0的初速度,下列说法正确的是()
A.最终小物块和木箱都将静止
B.最终小物块和木箱组成的系统损失机械能为
C.木箱速度水平向左、大小为
时,小物块的速度大小为
D.木箱速度水平向右、大小为
.时,小物块的速度大小为
13.如图所示,质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上,车长l=1.5m,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0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=10m/s2,则()
A.物块滑上小车后,滑块和小车构成的系统动量守恒
B.物块滑上小车后,滑块和小车构成的系统机械能守恒
C.若v0=2m/s,则物块在车面上滑行的时间为0.24s
D.若要保证物块不从小车右端滑出,则v0不得大于5m/s
14.质量为m的子弹以某一初速度v0击中静止在光滑水平地面上质量为M的木块,并陷入木块一定深度后与木块相对静止,甲、乙两图表示了这一过程开始和结束时子弹和木块可能的相对位置,设木块对子弹的阻力大小恒定,下列说法正确的是( )
A.M越大,子弹射入木块的时间越短
B.M越大,子弹射入木块的深度越深
C.无论m、M、v0的大小如何,都只可能是甲图所示的情形
D.若v0较小,则可能是甲图所示情形;若v0较大,则可能是乙图所示情形
15.汽车A、B在同一水平路面上同一地点开始做匀加速直线运动,A、B两车分别在t0和2t0时刻关闭发动机,二者的v—t图像如图所示。
已知两车的质量相同,两车运动过程中所受阻力都不变。
则A、B两车( )
A.所受阻力大小之比为2:
1B.加速时牵引力大小之比为2:
1
C.牵引力的冲量之比为1:
2D.牵引力做功的平均功率之比为1:
1
三、填空题
16.质量都是1kg的物体A、B中间用一轻弹簧连接,放在光滑的水平地面上,现使B物体靠在竖直墙上,用力推物体A压缩弹簧,如图所示,这过程中外力做功8J。
待系统静止后突然撤去外力.从撤去外力到弹簧恢复到原长的过程中墙对B物体的冲量大小是________N﹒s。
当A、B间距离最大时,B物体的速度大小是________m/s。
17.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,验证木块间相互作用时动量守恒.
(1)该同学还必须有的器材是___________.
(2)需要直接测量的物理是(写出相应的名称及符号)______
.
(3)用所得数据验证动量守恒的关系式是___________.
(4)桌面左右两端间的距离,对实验结果的准确性_________(选填“有”或“无”)影响.
18.某同学用如图1所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒.该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度,实验装置和具体做法如下,图中PQ是斜槽,QR为水平槽.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作10次,得到10个落点痕迹.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滑下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次,并画出实验中A、B两小球落点的平均位置.图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的竖直平面,米尺的零点与O点对齐.
(1)为了使两球碰撞为一维碰撞,所选两球的直径关系为:
A球的直径____B球的直径(“大于”、“等于”或“小于”);为减小实验误差,在两球碰撞后使A球不反弹,所选用的两小球质量关系应为mA____mB(选填“小于”、“大于”或“等于”);
(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?
答:
____(填选项号).
A.水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离
B.A球与B球碰撞后,测量A球与B球落点位置到O点的距离
C.A球和B球在空间飞行的时间
D.测量G点相对于水平槽面的高度
(3)已知mA:
mB=2:
1,E、F、J是实验中小球落点的平均位置,请你根据该同学实验中所选小球和实验的记录纸判断,A球没有碰撞B球时的落点是____点(在E、F、J三个落点中选填),A球与B球碰撞后A球的落点是____点(在E、F、J三个落点中选填).
该同学通过实验数据说明在实验中A、B两球碰撞中动量守恒,
请你用图2中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是___________________.
四、解答题
19.如图所示在光滑的水平面上静止放置A、B两物块,两物块间有较远的距离,B物块与轻质弹簧左端相连,弹簧右端固定在竖直墙壁上,弹簧处于原长状态,A物块的质量为
,B物块的质量为
。
用一个大小为
的水平向右恒力作用在A物块上,使A物块从静止开始运动
时撤去外力,A物块继续运动并与B物块相碰粘合在一起,求:
(1)A、B两物块相碰粘合在一起的速度大小;
(2)弹簧被压缩后的最大弹性势能大小。
20.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
,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.
21.如图所示,粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道,其半径为R=0.1m,半圆形轨道的底端放置一个质量为m=0.1kg的小球B,水平面上有一个质量为M=0.3kg的小球A以初速度v0=4.0m/s开始向着小球B运动,经过时间t=0.80s与B发生弹性碰撞。
设两小球均可以看做质点,它们的碰撞时间极短,且已知小球A与水平面间的动摩擦因数μ=0.25,求:
(1)两小球碰撞前A的速度大小;
(2)小球B运动到最高点C时对轨道的压力;
(3)小球A所停的位置距圆轨道最低点的距离。
参考答案
一、单项选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
B
A
D
C
B
B
A
A
B
二、多项选择题
11
12
13
14
15
AC
BC
ACD
BC
CD
三、填空题
16.42
17.刻度尺、天平两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离x1、x2m1x1=m2x2无
18.等于大于ABFEmAOF=mAOE+mBOJ
四、解答题
19.【答案】
(1)
;
(2)
【解析】
(1)A、B两物块碰前的速度大小为
,有
A、B两物块碰撞并粘合,有
得
(2)A、B两物块碰撞后压缩弹簧到速度为零时弹性势能最大,有
得
20.【答案】
(1)
(2)
(3)
【解析】
(1)对ABC用由动量守恒得
,又
,则
(2)由A到B,根据能量守恒得
,
则
(3)由D点C,滑块CD与物块P的动量守恒且机械能守恒,得
解之得:
21.【答案】
(1)
;
(2)
,方向竖直向上;(3)
【解析】
(1)以
的方向为正方向,碰撞前对A由动量定理有
解得
(2)对A、B,碰撞前后动量守恒:
因A、B发生弹性碰撞,故碰撞前后动能保持不变
联立以上各式解得
又因为B球在轨道上机械能守恒
解得
设在最高点C,轨道对小球B的压力大小为
,则有
解得
由牛顿第三定律知,小球对轨道的压力的大小为
,方向竖直向上。
(3)对A沿圆轨道运动时
因此A沿圆轨道运动到其能到达的最高点后又原路返回轨道底端,此时A的速度大小为
。
由动能定理得:
解得
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