2013-2014高中物理 第1章 動(dòng)量守恒研究章末檢測(cè) 魯科版選修.doc

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章末檢測(cè) (時(shí)間：90分鐘 滿(mǎn)分：100分) 一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分) 1．某物體受到一個(gè)－6 Ns的沖量作用，則 (　　)． A．物體的動(dòng)量一定減少 B．物體的末動(dòng)量一定是負(fù)值 C．物體動(dòng)量增量的方向一定與規(guī)定的正方向相反 D．物體原來(lái)動(dòng)量的方向一定與這個(gè)沖量方向相反 解析　動(dòng)量定理是矢量方程，注意規(guī)定正方向解題． 沖量、動(dòng)量都是矢量，對(duì)在一條直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng)的物體，規(guī)定正方向后，可用“＋”、 “－”號(hào)表示矢量的方向，－6 Ns的沖量說(shuō)明物體所受沖量的大小為6 Ns， 方向與規(guī)定的正方向相反，由動(dòng)量定理可知正確答案為C.而初、末動(dòng)量的方 向、大小由題設(shè)均不能確定． 答案　C 2．質(zhì)量為m的物體以速度v0從地面豎直上拋(不計(jì)空氣阻力)到落回地面，在此過(guò)程中 (　　)． A．上升過(guò)程和下落過(guò)程中動(dòng)量的變化量大小均為mv0，但方向相反 B．整個(gè)過(guò)程中重力的沖量為2mv0 C．整個(gè)過(guò)程中重力的沖量為0 D．上升過(guò)程沖量大小為mv0，方向向下 解析　物體上升、下降動(dòng)量變化量相同，均為mv0，都向下．A錯(cuò)、B對(duì)，C 錯(cuò)、D對(duì)． 答案　BD 3．兩個(gè)質(zhì)量不同的物體，在光滑的水平面上相向運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生正碰，則下列說(shuō)法中正確的是 (　　)． A．碰撞后，質(zhì)量小的物體速度變化大 B．碰撞后，質(zhì)量大的物體速度變化大 C．若碰撞后連成整體，則整體運(yùn)動(dòng)方向與原來(lái)動(dòng)量大的物體的運(yùn)動(dòng)方向相 同 D．若碰撞后連成整體，則整體運(yùn)動(dòng)方向與原來(lái)速度大的物體的運(yùn)動(dòng)方向相 同 解析　兩物體放在光滑水平面上，發(fā)生正碰，由動(dòng)量守恒定律知，兩物體動(dòng) 量變化相同，再由Δp＝mΔv知質(zhì)量小的物體速度變化大，A正確、B錯(cuò)誤； 兩物體結(jié)合成整體，由m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v可知，v方向與動(dòng)量大的物體 的運(yùn)動(dòng)方向一致，C正確、D錯(cuò)誤． 答案　AC 圖1 4．如圖1所示，具有一定質(zhì)量的小球A固定在輕桿一端，另一端掛在小車(chē)支架的O點(diǎn)．用手將小球拉至水平，此時(shí)小車(chē)靜止于光滑水平面上，放手讓小球擺下與B處固定的橡皮泥碰擊后粘在一起，則在此過(guò)程中小車(chē)將 (　　)． A．向右運(yùn)動(dòng) B．向左運(yùn)動(dòng) C．靜止不動(dòng) D．小球下擺時(shí)，車(chē)向左運(yùn)動(dòng)，碰撞后又靜止 解析　這是反沖運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)量守恒定律可知，小球下落時(shí)速度向右，小車(chē)向 左；小球靜止，小車(chē)也靜止． 答案　D 圖2 5．如圖2所示，A、B兩個(gè)小球在光滑水平面上沿同一直線(xiàn)相向運(yùn)動(dòng)，它們的動(dòng)量大小分別為p1和p2，碰撞后A球繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，動(dòng)量大小為p1′，此時(shí)B球的動(dòng)量大小為p2′，則下列等式成立的是 (　　)． A．p1＋p2＝p1′＋p2′ B．p1－p2＝p1′＋p2′ C．p1′－p1＝p2′＋p2 D．－p1′＋p1＝p2′＋p2 解析　因水平面光滑，所以A、B兩球組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒．由 于p1、p2、p1′、p2′均表示動(dòng)量的大小，所以碰前的動(dòng)量為p1－p2，碰后的 動(dòng)量為p1′＋p2′，B對(duì)．經(jīng)變形得－p1′＋p1＝p2′＋p2，D對(duì)． 答案　BD 圖3 6．質(zhì)量為M和m0的滑塊用輕彈簧連接，以恒定的速度v沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止滑塊發(fā)生碰撞，如圖3所示，碰撞時(shí)間極短，在此過(guò)程中，下列哪個(gè)或哪些說(shuō)法是可能發(fā)生的？ (　　)． A．M、m0、m速度均發(fā)生變化，分別為v1、v2、v3，而且滿(mǎn)足(M＋m0)v＝ Mv1＋m0v2＋mv3 B．m0的速度不變，M和m的速度變?yōu)関1和v2，而且滿(mǎn)足Mv＝Mv1＋mv2 C．m0的速度不變，M、m的速度都變?yōu)関′，且滿(mǎn)足Mv＝(M＋m)v′ D．M、m0、m速度均發(fā)生變化，M和m0速度都變?yōu)関，m速度變?yōu)関2，而 且滿(mǎn)足(M＋m)v0＝(M＋m0)v1＋mv2 解析　因?yàn)榕鲎矔r(shí)間極短，所以m0的速度不發(fā)生變化，A錯(cuò)、D錯(cuò)．碰后M 與m的速度可能相同也可能不同，B對(duì)、C對(duì)． 答案　BC 7．現(xiàn)有甲、乙兩滑塊，質(zhì)量分別為3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向運(yùn)動(dòng)，發(fā)生了碰撞．已知碰撞后，甲滑塊靜止不動(dòng)，那么這次碰撞是 (　　)． A．彈性碰撞 B．非彈性碰撞 C．完全非彈性碰撞 D．條件不足，無(wú)法確定 解析　由動(dòng)量守恒3mv－mv＝0＋mv′，所以v′＝2v.碰前總動(dòng)能 Ek＝3mv2＋mv2＝2mv2 碰后總動(dòng)能Ek′＝mv′2＝2mv2，Ek＝Ek′，所以A正確． 答案　A 8．一輛炮車(chē)靜止在光滑水平導(dǎo)軌上，車(chē)和炮彈總質(zhì)量為M，炮筒水平發(fā)射一質(zhì)量為m的炮彈，炮彈離開(kāi)炮膛時(shí)對(duì)地速度為v0，則炮車(chē)的后退速度為(　　)． A. B. C．－ D．－ 解析　將車(chē)和炮彈作為一整體，由動(dòng)量守恒定律可得(M－m)v＋mv0＝0，則 有v＝－，故選D. 答案　D 圖4 9．(2010福建)如圖4所示，一個(gè)木箱原來(lái)靜止在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個(gè)小木塊．木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量．現(xiàn)使木箱獲得一個(gè)向右的初速度v0，則 (　　)． A．小木塊木箱最終都將靜止 B．小木塊最終將相對(duì)木箱靜止，二者一起向右運(yùn)動(dòng) C．小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來(lái)回往復(fù)碰撞，而木箱一直向右運(yùn)動(dòng) D．如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對(duì)木箱靜止，則二者將一起向左運(yùn)動(dòng) 解析　木箱和小木塊組成的系統(tǒng)，所受合外力為零，故系統(tǒng)動(dòng)量守恒．系統(tǒng) 初動(dòng)量向右，故小木塊相對(duì)木箱靜止后，系統(tǒng)總動(dòng)量也向右，故B項(xiàng)正確， A、D兩項(xiàng)錯(cuò)；而由于小木塊與木箱間的摩擦，系統(tǒng)的機(jī)械能不斷減少，C 項(xiàng)錯(cuò)．故正確答案為B項(xiàng)． 答案　B 10．動(dòng)量相等的甲、乙兩車(chē)，剎車(chē)后沿兩條水平路面滑行．若兩車(chē)質(zhì)量之比＝，路面對(duì)兩車(chē)的阻力相同，則兩車(chē)的滑行時(shí)間之比為 (　　)． A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶4 解析　兩車(chē)滑行時(shí)水平方向僅受阻力Ff的作用，在阻力作用下物體動(dòng)量發(fā)生 變化．當(dāng)規(guī)定以車(chē)行方向?yàn)檎较蚝螅蓜?dòng)量定理表述形式：－F＝ 得－F＝，所以?xún)绍?chē)滑行時(shí)間：t＝或t＝，當(dāng)p、Ff相同時(shí)，滑行時(shí) 間t相同．物體的動(dòng)量反映了它克服阻力能運(yùn)動(dòng)多久．從這個(gè)意義上，根據(jù)p、 Ff相同，立即可判知t相同． 答案　A 二、非選擇題(本題共3小題，共40分) 圖5 11．(10分)質(zhì)量為M＝2 kg的小平板車(chē)靜止在光滑水平面上，車(chē)的一端靜止著質(zhì)量為mA＝2 kg的物體A(可視為質(zhì)點(diǎn))，如圖5所示，一顆質(zhì)量為mB＝20 g的子彈以600 m/s的水平速度射穿A后，速度變?yōu)?00 m/s，最后物體A仍在車(chē)上，若物體A與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，取g＝10 m/s2，求平板車(chē)最后的速度是多大？ 解析　子彈擊穿A后，A在水平方向獲得一個(gè)速度vA，最后當(dāng)A相對(duì)車(chē)靜止 時(shí)，它們的共同速度為v. 子彈射穿A的過(guò)程極短，因此車(chē)對(duì)A的摩擦力、子彈的重力作用可略去，即 認(rèn)為子彈和A組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，同時(shí)，由于作用時(shí)間極短，可 認(rèn)為A的位置沒(méi)有發(fā)生變化，設(shè)子彈擊穿A后的速度為v′，由動(dòng)量守恒定律 有mBv0＝mBv′＋mAvA得vA＝＝ m/s＝ 5 m/s A獲得速度vA相對(duì)車(chē)滑動(dòng)，由于A(yíng)與車(chē)間有摩擦，最后A相對(duì)車(chē)靜止，以共 同速度v運(yùn)動(dòng)，對(duì)于A(yíng)與車(chē)組成的系統(tǒng)，水平方向動(dòng)量守恒，因此有： mAvA＝(mA＋M)v 所以v＝＝ m/s＝2.5 m/s 答案　2.5 m/s 12．(14分)(2012四川自貢模擬)如圖6所示，在水平光滑直導(dǎo)軌上，靜止放著三個(gè)質(zhì)量均為m＝1 kg的相同小球A、B、C.現(xiàn)讓A球以v0＝2 m/s的速度向著B(niǎo)球運(yùn)動(dòng)，A、B兩球碰撞后粘在一起，兩球繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)并跟C球碰撞，C球的最終速度vC＝1 m/s.求： (1)A、B兩球跟C球相碰前的共同速度為多大？ (2)兩次碰撞過(guò)程中一共損失了多少動(dòng)能？ 圖6 解析　(1)A、B相碰滿(mǎn)足動(dòng)量守恒，則mv0＝2mv1，解得兩球跟C球相碰前 的共同速度v1＝1 m/s. (2)兩球與C球碰撞同樣滿(mǎn)足動(dòng)量守恒，則2mv1＝mvC＋2mv2 解得碰后A、B兩球的速度均為v2＝0.5 m/s 故兩次碰撞過(guò)程中一共損失的動(dòng)能為 ΔEk＝mv02－mvC2－2mv22＝1.25 J. 答案　(1)1 m/s　(2)1.25 J 圖7 13．(16分)如圖7所示，質(zhì)量M為4 kg的平板小車(chē)靜止在光滑的水平面上，小車(chē)左端放一質(zhì)量為1 kg的木塊，車(chē)的右端固定一個(gè)輕質(zhì)彈簧．現(xiàn)給木塊一個(gè)水平向右的10 Ns的瞬間沖量，木塊便沿車(chē)向右滑行，在與彈簧相碰后又沿原路返回，并恰好能達(dá)到小車(chē)的左端，求： (1)彈簧被壓縮到最短時(shí)平板車(chē)的速度v； (2)木塊返回小車(chē)左端時(shí)的動(dòng)能Ek； (3)彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能Epm. 解析　(1)設(shè)木塊的初速度為v0，由動(dòng)量定理有： I＝mv0，得v0＝10 m/s(方向向右)． 當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，木塊和小車(chē)速度相等．對(duì)于木塊和小車(chē)構(gòu)成的系統(tǒng)， 水平方向動(dòng)量守恒．所以有： mv0＝(M＋m)v，解得v＝2 m/s，方向向右． (2)木塊與彈簧碰后相對(duì)小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木塊相對(duì)小車(chē)靜止時(shí)，木塊相對(duì)小 車(chē)到達(dá)左邊最遠(yuǎn)點(diǎn)．因此木塊恰能到小車(chē)的左端時(shí)，兩者同速．由動(dòng)量守恒 可知此時(shí)v塊＝v車(chē)＝2 m/s.木塊的動(dòng)能Ek＝mv塊2＝2 J. (3)木塊往返過(guò)程中克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失的機(jī)械能為 ΔE＝mv02－(M＋m)v2＝40 J. 考慮木塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到彈簧壓縮到最短的過(guò)程，系統(tǒng)克服摩擦力做功損失的機(jī) 械能為ΔE＝20 J．對(duì)這個(gè)過(guò)程由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律有：mv02＝(M＋m)v2 ＋ΔE＋Epm，解得彈簧壓縮到最短時(shí)獲得的最大彈性勢(shì)能Epm＝20 J. 答案　(1)2 m/s　方向向右　(2)2 J　(3)20 J