2021高中物理-第一章-碰撞与动量守恒-章末检测卷(教科版选修3-5).docx

章末检测卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1.小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图1所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)，要使小车向前运动，可接受的方法是()图1A打开阀门S1 B打开阀门S2C打开阀门S3 D打开阀门S4答案B2下列说法中正确的是()A作用在物体上的合外力越大，物体动量的变化就越快B作用在物体上的合外力的冲量越大，物体动量的变化就越快C作用在物体上的冲量恒定时，物体的动量保持不变D延长物体间的相互作用时间，可以减小物体间的相互作用力答案AD解析由动量定理知，物体合外力冲量越大，动量的变化量越大，冲量恒定时，动量的变化量恒定，故B、C错动量的变化率反映合外力的大小，合外力越大，动量的变化率越大，即动量的变化越快，因此A正确动量的变化确定，延长作用时间，可减小物体间的相互作用力，故D对3.如图2所示，装有炮弹的火炮总质量为m1，炮弹的质量为m2，炮弹射出炮口时对地的速率为v0，若炮管与水平地面的夹角为，则火炮后退的速度大小为(设水平面光滑)()图2A.v0 B.C. D.答案C解析炮弹和火炮组成的系统水平方向动量守恒，0m2v0cos (m1m2)v得v，故选项C正确4两辆汽车的质量分别为m1和m2，已知m1m2，沿水平方向同方向行驶且具有相等的动能，则此时两辆汽车动量p1和p2的大小关系是()Ap1等于p2 Bp1小于p2Cp1大于p2 D无法比较答案C解析由Ekmv2得p，由于m1m2，且动能相等，所以p1p2，选C.5光滑水平面上放有两个小车，车上各固定一个磁铁，由于磁力的作用，两车由静止相向运动，在运动过程中()A两车的动量相同B两车的总动量始终为零C两车的总动量增大D在相等的时间内，两车动量转变的大小相等答案BD解析动量是矢量，动量相同时既含大小相等又含方向相同因两车动量守恒，所以两车动量转变量大小相等、方向相反，总的转变量为零6.如图3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、乙两车最终相接触，以下说法正确的是()图3A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LD乙车移动的距离为L答案ACD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，A正确，B错误；依据平均动量的观点，有Mx甲(Mm)x乙，x甲x乙L，解得C、D正确7放在光滑水平面上的物体A和B之间用一轻质弹簧相连，一颗水平飞来的子弹沿着AB连线击中A，并留在其中，若A和B及子弹的质量分别为mA和mB及m，子弹击中A之前的速度为v0，则()AA物体的最大速度为BB物体的最大速度为C两物体速度相同时其速度为D条件不足，无法计算答案AC8.在光滑的水平桌面上静置着长为L的方木块M，今有A、B两颗子弹沿同一水平线分别以速度vA、vB从M的两侧同时射入方木块A、B在方木块中嵌入的深度分别为dA、dB，且dAdB，dAdBvBBA的动能大于B的动能CA的动量大小大于B的动量大小DA的动量大小等于B的动量大小答案ABD解析由动量守恒可知D项正确，由于方木块始终静止，所以A、B两子弹对方木块的作用力等大，即方木块对A、B两子弹的作用力等大，由动能定理可知B项正确依据Ek可知A项正确9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)图像已知m10.1 kg.由此可以推断()图5A碰前m2静止，m1向右运动B碰后m2和m1都向右运动Cm20.3 kgD碰撞过程中系统损失了0.4 J的机械能答案AC解析分析图像可知，碰前m2处在位移为8 m的位置静止，m1位移均匀增大，速度v1 m/s4 m/s向右，碰撞以后：v12 m/s，v2 m/s2 m/s，动量守恒：m1v1m1v1m2v2得：m20.3 kg，碰撞损失的机械能：Ekm1v(m1v12m2v)0，故正确答案应选A、C.10.图6为两物体A、B在没有其他外力作用时相互作用前后的vt图像，则由图像可知()图6AA、B的质量之比为53BA、B作用前后总动量守恒CA、B作用前后总动量不守恒DA、B间相互作用力相同答案AB解析A、B两物体发生碰撞，没有其他外力，A、B形成的系统总动量守恒，故选项B正确，选项C错误由动量守恒定律得mAvAmBvB，53，故选项A正确A、B之间相互作用力大小相等、方向相反，因而A、B间相互作用力不同故选项D错误二、试验题(本题共10分)11某同学用图7甲所示装置结合频闪照片来探究碰撞中的不变量经过多次试验，该同学猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和是不变的甲乙丙图7步骤1：用天平测出A、B两个小球的质量mA和mB，并且保证mAmB；步骤2：安装好试验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；步骤3：先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上某位置P由静止开头释放，小球A离开斜槽后，用频闪照相记录下小球A两个时刻的位置(如图乙所示)；步骤4：将小球B放在斜槽的末端，让小球A从位置P处由静止开头释放，使它们碰撞，用频闪照相记录下两个小球在两个时刻的位置(如图丙所示)；步骤5：直接测量需要的物理量，依据测量得到的数据，验证自己的猜想请回答：(1)在步骤5中，该同学需要在照片中直接测量的物理量有_；(选填“x0、y0、xA、yA、xB、yB”)(2)用试验中测量的物理量来表示该同学的猜想结果：_.答案(1)x0、xA、xB(2)mAx0mAxAmBxB解析频闪照相相邻曝光时间相等，测出x0、xA、xB，就可以知道它们碰撞前后水平方向的速度该同学的猜想可表示为，化简得mAx0mAxAmBxB.三、计算题(本题共4小题，共50分)12(8分)如图8所示，质量为m的木块和质量为M的铁块用细线系在一起，浸没在水中，以速度v0匀速下降，剪断细线后经过一段时间，木块的速度大小为v0，方向竖直向上，此时木块还未浮出水面，铁块还未沉到水底，求此时铁块下沉的速度为多大图8答案解析剪断细线后，木块还未浮出水面、铁块还未沉到水底前，系统受到的重力和浮力均不变，合外力仍为零，故系统的动量守恒取竖直向下为正方向，列出系统动量守恒的方程为(Mm)v0MvM(mv0)解得此时铁块下沉的速度为vM.13(12分)如图9所示，在距车的一端高h的支架上固定着一个半径为R的圆弧光滑导轨，一质量为m0.2 kg的物体从圆弧的顶端无摩擦地滑下，离开圆弧后刚好从车的另一端擦过落到水平地面，车的质量M2 kg，车身长L0.22 m，车与水平地面间摩擦不计，图中h0.20 m，重力加速度g10 m/s2，求R.图9答案0.055 m解析物体从圆弧的顶端无摩擦地滑到圆弧底端的过程中，水平方向没有外力设物体滑到圆弧的底端时车的速度为v1，物体的速度为v2，对物体与车，由动量守恒及机械能守恒得0Mv1mv2mgRMvmv物体滑到圆弧底端后车向右做匀速直线运动，物体向左做平抛运动，所以有hgt2L(v1v2)t由以上各式代入数据解得R0.055 m.14(15分)(2022天津10)如图10所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA4 kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力微小，可以忽视不计可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力F10 N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下连续运动，碰撞后经时间t0.6 s，二者的速度达到vt2 m/s.求：(1)A开头运动时加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；(3)A的上表面长度l.图10答案(1)2.5 m/s2(2)1 m/s(3)0.45 m解析(1)以A为争辩对象，由牛顿其次定律有FmAa代入数据解得a2.5 m/s2(2)对A、B碰撞后共同运动t0.6 s的过程，由动量定理得Ft(mAmB)vt(mAmB)v代入数据解得v1 m/s(3)设A、B发生碰撞前，A的速度为vA，对A、B发生碰撞的过程，由动量守恒定律有mAvA(mAmB)vA从开头运动到与B发生碰撞前，由动能定理有FlmAv由式，代入数据解得l0.45 m15(15分) (2022新课标35(2)如图11，质量分别为mA、mB的两个弹性小球A、B静止在地面上方，B球距地面的高度h0.8 m，A球在B球的正上方先将B球释放，经过一段时间后再将A球释放当A球下落t0.3 s 时，刚好与B球在地面上方的P点处相碰碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰为零已知mB3mA，重力加速度大小g10 m/s2，忽视空气阻力及碰撞中的动能损失求：图11()B球第一次到达地面时的速度；()P点距离地面的高度答案()4 m/s()0.75 m解析()设B球第一次到达地面时的速度大小为vB，由运动学公式有vB将h0.8 m代入上式，得vB4 m/s()设两球相碰前后，A球的速度大小分别为v1和v1(v10)，B球的速度分别为v2和v2.由运动学规律可知v1gt由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽视，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变规定向下的方向为正，有mAv1mBv2mBv2mAvmBvmBv22设B球与地面相碰后的速度大小为vB，由运动学及碰撞的规律可得vBvB设P点距地面的高度为h，由运动学规律可知h联立式，并代入已知条件可得h0.75 m