（浙江專版）2019版高考物理一輪復(fù)習 第15章 動量守恒定律（加試）檢測.doc

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第十五章檢測　動量守恒定律(加試) (時間:60分鐘　滿分:100分) 一、不定項選擇題(每小題可能只有一個選項正確,也可能有多個選項正確,共60分) 1.對于任何一個質(zhì)量不變的物體,下列說法正確的是(　　) A.物體的動量發(fā)生變化,其動能一定變化 B.物體的動量發(fā)生變化,其動能不一定變化 C.物體的動能不變時,其動量也一定不變化 D.物體的動能發(fā)生變化,其動量不一定變化 2.一個質(zhì)量是5 kg的小球以5 m/s的速度豎直落到地板上,隨后以3 m/s的速度反向彈回,若取豎直向下的方向為正方向,則小球動量的變化量是(　　) A.10 kgm/s B.-10 kgm/s C.40 kgm/s D.-40 kgm/s 3.一個質(zhì)量為0.3 kg的彈性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墻上,碰撞后小球沿相反方向運動,反彈后的速度大小與碰撞前相同。則碰撞前后小球動量變化量的大小Δp和碰撞過程中墻對小球做功的大小W為 (　　) A.Δp=0 B.Δp=1.8 kgm/s C.W=0 D.W=10.8 J 4. 如圖所示,甲木塊的質(zhì)量為m1,以v的速度沿光滑水平地面向前運動,正前方有一靜止的、質(zhì)量為m2的乙木塊,乙上連有一輕質(zhì)彈簧。甲木塊與彈簧接觸后(　　) A.甲木塊的動量守恒 B.乙木塊的動量守恒 C.甲、乙兩木塊所組成的系統(tǒng)動量守恒 D.甲、乙兩木塊所組成的系統(tǒng)動能守恒 5.籃球運動員通常伸出雙手迎接傳來的籃球。接球時,兩手隨球迅速收縮至胸前。這樣做可以(　　) A.減小球?qū)κ值臎_量 B.減小球?qū)κ值臎_擊力 C.減小球的動量變化量 D.減小球的動能變化量 6.從同樣高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是(　　) A.掉在水泥地上的玻璃杯動量大,掉在草地上的玻璃杯動量小 B.掉在水泥地上的玻璃杯動量改變大,掉在草地上的玻璃杯動量改變小 C.掉在水泥地上的玻璃杯動量改變快,掉在草地上的玻璃杯動量改變慢 D.掉在水泥地上的玻璃杯與地面接觸時,相互作用時間短,而掉在草地上的玻璃杯與地面接觸時作用時間長 7.下列情形中,滿足動量守恒條件的是(　　) A.用鐵錘打擊放在鐵砧上的鐵塊,打擊過程中,鐵錘和鐵塊的總動量 B.子彈水平穿過放在光滑桌面上的木塊的過程中,子彈和木塊的總動量 C.子彈水平穿過墻壁的過程中,子彈和墻壁的總動量 D.棒擊壘球的過程中,棒和壘球的總動量 8.一炮艇總質(zhì)量為M,以速度v0勻速行駛,從艇上以相對海岸的水平速度v沿前進方向射出一質(zhì)量為m的炮彈,發(fā)射炮彈后艇的速度為v,若不計水的阻力,則下列各關(guān)系式中正確的是(　　) A.Mv0=(M-m)v+mv B.Mv0=(M-m)v+m(v+v0) C.Mv0=(M-m)v+m(v+v) D.Mv0=Mv+mv 9. 一輛小車靜止在光滑水平面上,小車立柱上拴有一根長為L的輕繩,輕繩末端拴著一個小球,如圖所示。現(xiàn)將小球拉直至水平位置后由靜止釋放,小球擺動的過程中不計一切阻力,則下列說法正確的是(　　) A.小球擺動過程中機械能守恒 B.小球開始擺動后,小球和小車組成的系統(tǒng)機械能守恒、動量守恒 C.小球開始擺動后,小球和小車組成的系統(tǒng)機械能不守恒、動量不守恒 D.小球開始擺動后,小球達最大速度時小車也同時達最大速度 10. a、b兩個小球在一直線上發(fā)生碰撞,它們在碰撞前后的s-t圖象如圖所示。若a球的質(zhì)量ma=1 kg,則b球的質(zhì)量mb等于(　　) A.1 kg B.2 kg C.2.5 kg D.5 kg 11.(2017湖州聯(lián)考)一粒鋼珠從靜止狀態(tài)開始自由下落,然后陷入泥潭中。若把其在空中下落的過程稱為過程Ⅰ,進入泥潭直到停止的過程稱為過程Ⅱ,則(　　) A.過程Ⅰ中鋼珠的動量的改變量等于重力的沖量 B.過程Ⅱ中阻力的沖量的大小等于過程Ⅰ中重力的沖量的大小 C.Ⅰ、Ⅱ兩個過程中合外力的總沖量等于零 D.過程Ⅱ中鋼珠的動量的改變量等于零 12.冰壺運動深受觀眾喜愛,如圖甲為2014年2月第22屆索契冬奧會上中國隊員投擲冰壺的鏡頭。在某次投擲中,冰壺甲運動一段時間后與對方靜止的冰壺乙發(fā)生正碰,如圖乙。若兩冰壺質(zhì)量相等,則碰后兩冰壺最終停止的位置,可能是下圖中的哪幅圖(　　) 二、非選擇題(共40分) 13.(10分) 某同學用如圖所示的裝置做驗證動量守恒定律的實驗。先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù)10次;再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末水平段的最右端上,讓a球仍從固定點由靜止開始滾下,和b球相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次。 (1)(多選)本實驗必須測量的物理量有　　　　。 A.斜槽軌道末端距水平地面的高度H B.小球a、b的質(zhì)量ma、mb C.小球a、b的半徑r D.小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間t E.記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC F.a球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h (2)放上被碰小球b,兩球(ma>mb)相碰后,小球a、b的落地點依次是圖中水平面上的　　　　點和　　　　點。 (3)某同學在做實驗時,測量了過程中的各個物理量,利用上述數(shù)據(jù)驗證碰撞中的動量守恒,那么判斷的依據(jù)是看　　　　　　和　　　　　　　　　　在誤差允許范圍內(nèi)是否相等。 14.(10分) 如圖所示,水平桌面長L=3 m,距水平地面高h=0.8 m,桌面右端放置一個質(zhì)量m2=0.4 kg的小物塊B,桌面的左端有一質(zhì)量m1=0.6 kg的小物塊A。某時刻物塊A以初速度v0=4 m/s開始向右滑動,與B發(fā)生正碰后立刻粘在一起,它們從桌面水平飛出,落到地面上的D點。已知物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2。求: (1)物塊A與物塊B碰前瞬間,A的速度大小v1; (2)物塊A與物塊B碰后瞬間,A、B整體的速度大小v2; (3)A、B整體的落地點D距桌面右邊緣的水平距離x。 15.(10分) (2017紹興模擬)如圖所示,在光滑水平面的左側(cè)固定一豎直擋板,A球在水平面上靜止放置,B球向左運動與A球發(fā)生正碰,B球碰撞前、后的速率之比為3∶1,A球垂直撞向擋板,碰后原速率返回。兩球剛好不發(fā)生第二次碰撞,求: (1)A、B兩球的質(zhì)量之比為多少? (2)A、B碰撞前、后兩球總動能之比為多少? 16.(10分) 如圖所示,小球a、b用等長細線懸掛于同一固定點O。讓球a靜止下垂,將球b向右拉起,使細線水平。從靜止釋放球b,兩球碰后粘在一起向左擺動,此后細線與豎直方向之間的最大偏角為60。忽略空氣阻力,求: (1)兩球a、b的質(zhì)量之比; (2)兩球在碰撞過程中損失的機械能與球b在碰前的最大動能之比。 第十五章檢測　動量守恒定律(加試) 1.B　當質(zhì)量不變的物體的動量發(fā)生變化時,可以是速度的大小發(fā)生變化,也可以是速度的方向發(fā)生變化,還可以是速度的大小和方向都發(fā)生變化,當物體的速度方向發(fā)生變化而速度的大小不變時,物體的動量(矢量)發(fā)生變化,但動能(標量)并不發(fā)生變化,例如勻速圓周運動,故A項錯誤,B項正確;當質(zhì)量不變的物體的動能不變時,其動量的大小不變,方向可以相反,故C項錯誤;當質(zhì)量不變的物體的動能發(fā)生變化時,必定是其速度的大小發(fā)生了變化,而無論其速度方向是否變化,物體的動量必定發(fā)生變化,故D項錯誤。 2.D　因向下為正,則小球與地面相碰前的動量為p1=mv1=55 kgm/s=25 kgm/s;碰后的動量為p2=mv2=5(-3) kgm/s=-15 kgm/s;則小球的動量變化為Δp=p2-p1=-15 kgm/s-25 kgm/s=-40 kgm/s,故D正確。 3.C　規(guī)定初速度方向為正方向,初速度v1=6 m/s,碰撞后速度v2=-6 m/s;Δv=v2-v1=-12 m/s,負號表示速度變化量的方向與初速度方向相反;動量變化量為Δp=mΔv=0.3 kg(-12 m/s)=-3.6 kgm/s,所以碰撞前后小球動量變化量的大小為3.6 kgm/s,故A、B錯誤;碰撞前后小球速度大小不變,小球動能不變,對小球由動能定理得W=ΔEk=0,碰撞過程中墻對小球做功的大小W為0,故C正確,D錯誤。 4.C　兩木塊在光滑水平地面上相碰,且中間有彈簧,則碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒,機械能也守恒,故A、B錯誤,C正確;甲、乙兩木塊碰撞前、后動能總量不變,但碰撞過程中有彈性勢能,故動能不守恒,只是機械能守恒,D錯誤。 5.B　由動量定理Ft=Δp知,接球時兩手隨球迅速收縮至胸前,延長了手與球接觸的時間,從而減小了球?qū)κ值臎_擊力,選項B正確。 6.CD　杯子是否被撞碎,取決于撞擊地面時,地面對杯子的撞擊力大小。規(guī)定豎直向上為正方向,設(shè)玻璃杯下落高度為h,它從h高度落地瞬間的速度大小為2gh,設(shè)玻璃杯的質(zhì)量為m,則落地前瞬間的動量大小為p=m2gh,與水泥或草地接觸Δt時間后,杯子停下,在此過程中,玻璃杯的動量變化Δp=-(-m2gh),再由動量定理可知(F-mg)Δt=-(-m2gh),所以F=m2ghΔt+mg。由此可知,Δt越小,玻璃杯所受撞擊力越大,玻璃杯就越容易碎,杯子掉在草地上作用時間較長,動量變化慢,作用力小,因此玻璃杯不易碎。 7.B　A中豎直方向合力不為零;C中墻壁受地面的作用力;D中棒受人手的作用力,故合外力不為零,不符合動量守恒的條件。 8.A　動量守恒定律中的速度都是相對于同一參考系的,題目中所給炮彈的速度v是相對于河岸的,即相對于地面的,所以有Mv0=(M-m)v+mv,故只有選項A正確。 9.D　以小球和小車組成的系統(tǒng)為研究對象,只有小球的重力做功,系統(tǒng)的機械能守恒,故A錯誤;當小球向下擺動的過程中,豎直方向具有向上的分加速度,小車和小球整體處于超重狀態(tài),地面對小車的支持力大于小車和小球的總重力,整體所受的合力不為零,則系統(tǒng)的總動量不守恒,故B、C錯誤;當小球擺到最低點時,小球速度最大,根據(jù)水平方向動量守恒可知,小車也同時達最大速度,故D正確。 10.C　由題圖知va=4 m/s,va=-1 m/s,vb=0,vb=2 m/s, 根據(jù)動量守恒定律有mava=mava+mbvb,解得mb=2.5 kg。 11.AC　對過程Ⅰ,鋼珠只受重力,據(jù)動量定理,A正確;對過程Ⅱ由動量定理得Gt2-F阻t2=0-mv,則B、D錯;全過程Δp=0,則C正確。 12.B　冰壺甲、乙碰撞過程動量守恒,碰撞前系統(tǒng)動量水平向右,碰撞后合動量也必然水平向右,碰撞后冰壺在摩擦力作用下做勻減速直線運動,所以碰撞點即圓心到最后停靠點的連線代表碰撞后的速度方向,連線的長短代表碰撞后的速度大小。A圖中,甲、乙碰后的動量都斜向右上方,所以合動量不可能水平向右,不滿足動量守恒定律,選項A錯誤;B圖中,碰撞后甲靜止,乙水平向右運動,符合質(zhì)量相等小球發(fā)生完全彈性碰撞的過程,選項B是可能的;C圖中,雖然甲、乙動量都是水平向右,合動量也滿足水平向右,但甲在后,乙在前,碰后甲不可能速度大于乙,即甲不可能在乙前面,選項C錯誤;D圖中,碰后甲的速度大于乙的速度,合動量水平向左,不符合動量守恒定律,選項D錯誤。 13.答案 (1)BE　(2)A　C　(3)maOB　maOA+mbOC 解析 (1)B點是不發(fā)生碰撞時a球的落地點,A點是發(fā)生碰撞后a球的落地點,C點是碰后b球的落地點。設(shè)小球a運動到軌道末端時的速度大小為vB,與球b發(fā)生碰撞后的瞬時速度大小為vA,碰后b球的速度大小為vC,本實驗就是要驗證關(guān)系式mavB=mavA+mbvC是否成立。因為小球做平拋運動的高度相同,下落時間相同,它們在水平方向上位移與水平方向上的速度成正比,所以本實驗也可以驗證maOB=maOA+mbOC是否成立,B、E正確。 (2)兩球碰撞后,a球在水平方向上的分速度較小,下落時間相同時,落地時的水平位移也較小,所以小球a、b的落地點依次是圖中水平面上的A點和C點。 (3)根據(jù)(1)的分析,判斷兩球碰撞過程中的動量是否守恒的依據(jù)是看maOB和maOA+mbOC在誤差允許范圍內(nèi)是否相等。 14.答案 (1)2 m/s　(2)1.2 m/s　(3)0.48 m 解析 (1)物塊A向右做勻減速直線運動,μmg=ma v12-v02=-2aL,代入數(shù)據(jù)解得v1=2 m/s。 (2)A與B碰撞過程動量守恒m1v1=(m1+m2)v2,代入數(shù)據(jù)解得v2=1.2 m/s。 (3)A、B整體做平拋運動h=12gt2,x=v2t,聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得x=0.48 m。 15.答案 (1)4∶1　(2)9∶5 解析 (1)設(shè)A、B球的質(zhì)量分別為mA和mB,A球碰撞后的速度大小為vA2,B球碰撞前、后的速度大小分別為vB1和vB2,由題意知vB1∶vB2=3∶1,vA2=vB2。A、B碰撞過程由動量守恒定律得mBvB1=mAvA2-mBvB2,所以有mAmB=vB1+vB2vA2=41。 (2)碰撞前、后的總動能之比為12mBvB1212mBvB22+12mAvA22=95。 16.答案 (1)2-1　(2)1-22 解析 (1)設(shè)球b的質(zhì)量為m2,細線長為L,球b下落至最低點,但未與球a相碰時的速率為v,由機械能守恒定律得m2gL=12m2v2 式中g(shù)是重力加速度的大小。設(shè)球a的質(zhì)量為m1;在兩球碰后的瞬間,兩球的共同速度為v,以向左為正。由動量守恒定律得m2v=(m1+m2)v 設(shè)兩球共同向左運動到最高處時,細線與豎直方向的夾角為θ,由機械能守恒定律得 12(m1+m2)v2=(m1+m2)gL(1-cos θ) 聯(lián)立得m1m2=11-cosθ=1 代入題給數(shù)據(jù)得m1m2=2-1。 (2)兩球在碰撞過程中的機械能損失是 Q=m2gL-(m1+m2)gL(1-cos θ) 聯(lián)立得,Q與碰前球b的最大動能Ek(Ek=12m2v2)之比為QEk=1-m1+m2m2(1-cos θ) 聯(lián)立并代入題給數(shù)據(jù)得QEk=1-22。