《动量守恒定律》单元测试题(含答案)16980.pdf

-1-动量守恒定律单元测试题(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(每小题 6 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确)1.下列现象不可能发生的是()A.物体所受到的合外力很大,但物体的动量变化很小 B.物体所受到的冲量不为零,但物体的动量大小却不变 C.物体做曲线运动,但动量变化在相等的时间内却相同 D.物体只受到一个恒力的作用,但物体的动量却始终不变 2.杂技演员做高空表演时,为了安全,常在下面挂起一张很大的网,当演员失误从高处掉下落在网上时,与落在相同高度的地面上相比较,下列说法正确的是()A.演员落在网上时的动量较小 B.演员落在网上时的动量变化较小 C.演员落在网上时的动量变化较慢 D.演员落在网上时受到网的作用力较小 3.以初速度 v 水平抛出一质量为 m 的石块,不计空气阻力,则对石块在空中运动过程中的下列各物理量的判断正确的是()A.在两个相等的时间间隔内,石块受到的冲量相同 B.在两个相等的时间间隔内,石块动量的增量相同 C.在两个下落高度相同的过程中,石块动量的增量相同 D.在两个下落高度相同的过程中,石块动能的增量相同 4.下列说法正确的是()A.根据 F=可把牛顿第二定律表述为:物体动量的变化率等于它受的合外力 B.力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,它反映了力的作用对时间的累积效应,是一个标量 C.动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的,但有时用起来更方便 D.易碎品运输时要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了延长作用时间以减小作用力 -2-5.如图所示的装置中,木块 B 与水平桌面间的接触是光滑的,子弹 A 沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短,现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中()A.动量守恒、机械能守恒 B.动量不守恒、机械能不守恒 C.动量守恒、机械能不守恒 D.动量不守恒、机械能守恒 6.如图所示,光滑水平面上有大小相同的 A、B 两球在同一直线上运动。两球质量关系为 mB=2mA,规定向右为正方向,A、B 两球的动量均为 6 kgm/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后 A 球的动量增量为-4 kgm/s,则()A.左方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为25 B.左方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为110 C.右方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为25 D.右方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为110 7.如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以速度v抽出纸条后,铁块掉到地面上的 P 点,若以 2v 速度抽出纸条,则铁块落地点为()A.仍在 P 点 B.在 P 点左侧 C.在 P 点右侧不远处 D.在 P 点右侧原水平位移的两倍处 8.如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为 m 的物体 A 相连,A 放在光滑水平面上,有一质量与 A 相同的物体 B,从高 h 处由静止开始沿光滑曲面滑下,与 A 相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻 B 与 A 分开且沿原曲面上升。下列说法正确的是()A.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh B.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 C.B 能达到的最大高度为 D.B 能达到的最大高度为 -3-二、填空题(每小题 10 分,共 20 分)9.气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块悬浮从而基本消除掉摩擦力的影响。因此成为重要的实验器材,气垫导轨和光电门、数字毫秒计配合使用能完成许多实验。现提供以下实验器材:(名称、图象、编号如图所示)利用以上实验器材可以完成“验证动量守恒定律”的实验。为完成此实验,某同学将实验原理设定为:m1v0=(m1+m2)v(1)针对此原理,我们应选择的器材编号为:;(2)在我们所选的器材中:器材对应原理中的 m1(填写器材编号)。10.某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,气垫导轨装置如图甲表示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,如图乙所示,这样就大大减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。(1)下面是实验的主要步骤:安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;向气垫导轨通入压缩空气;-4-把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块 1 的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;滑块 1 挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;把滑块 2 放在气垫导轨的中间;先 ,然后 ,让滑块带动纸带一起运动;取下纸带,重复步骤,选出较理想的纸带如图所示:测得滑块 1(包括撞针)的质量为 310 g,滑块 2(包括橡皮泥)的质量为 205 g。试完善实验步骤的内容。(2)已知打点计时器每隔 0.02 s打一个点,计算可知,两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为 kgm/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为 kgm/s(保留三位有效数字)。(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是 。三、计算题(每小题16 分,共 32 分)11.如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为 10m、12m,两船沿同一直线、同一方向运动,速度分别为 2v0、v0。为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为 m 的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住,求抛出货物的最小速度。(不计水的阻力)-5-12.甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶,速度均为 6 m/s。甲车上有质量为 m=1 kg的小球若干个。甲和他的车及所带小球的总质量为 M1=50 kg,乙和他的车总质量为M2=30 kg。现为避免相撞,甲不断地将小球以相对地面 16.5 m/s的水平速度抛向乙,且被乙接住,假设某一次甲将小球抛出且被乙接住后刚好可保证两车不致相撞,试求此时:(1)两车的速度大小各为多少?(2)甲总共抛出了多少个小球?-6-动量守恒定律单元测试题 参考答案 一、选择题(每小题 6 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确)1.下列现象不可能发生的是()A.物体所受到的合外力很大,但物体的动量变化很小 B.物体所受到的冲量不为零,但物体的动量大小却不变 C.物体做曲线运动,但动量变化在相等的时间内却相同 D.物体只受到一个恒力的作用,但物体的动量却始终不变 答案:D 解析:物体若受到的合外力很大,时间很短时,其冲量也不会太大,其动量变化也就可能很小,A项可能发生;物体受的冲量不为零,但可能只使物体的动量方向改变,如做匀速圆周运动的物体,物体虽做曲线运动,但可以受到恒力作用,B、C项可能发生,若物体只受到一个恒力作用,则该力对物体的冲量就不为零,所以其动量一定变化,D项不可能发生,故选D。2.杂技演员做高空表演时,为了安全,常在下面挂起一张很大的网,当演员失误从高处掉下落在网上时,与落在相同高度的地面上相比较,下列说法正确的是()A.演员落在网上时的动量较小 B.演员落在网上时的动量变化较小 C.演员落在网上时的动量变化较慢 D.演员落在网上时受到网的作用力较小 答案:CD 解析:演员落到相同高度的网上和地面上时的速度相同,所以两种情况下,动量的变化相同,但落在网上时,作用时间较长,由动量定理可知,作用力较小,故选项A、B错误,选项C、D正确。3.以初速度 v 水平抛出一质量为 m 的石块,不计空气阻力,则对石块在空中运动过程中的下列各物理量的判断正确的是()A.在两个相等的时间间隔内,石块受到的冲量相同 B.在两个相等的时间间隔内,石块动量的增量相同 -7-C.在两个下落高度相同的过程中,石块动量的增量相同 D.在两个下落高度相同的过程中,石块动能的增量相同 答案:ABD 解析:不计空气阻力,石块只受重力的冲量,无论路程怎样,只要两个过程的时间相同,重力的冲量就相同,A正确。据动量定理,物体动量的增量等于它受到的冲量,由于在两个相等的时间间隔内,石块受到重力的冲量相同,所以动量的增量必然相同,B正确。由于石块下落时在竖直分方向上做加速运动,两个下落高度相同的过程所用时间不同,所受重力的冲量就不同,因而动量的增量不同,C错误。据动能定理,外力对物体所做的功等于物体动能的增量,石块只受重力作用,在重力的方向上位移相同,重力做功就相同,因此动能增量就相同,D正确。4.下列说法正确的是()A.根据 F=可把牛顿第二定律表述为:物体动量的变化率等于它受的合外力 B.力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,它反映了力的作用对时间的累积效应,是一个标量 C.动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的,但有时用起来更方便 D.易碎品运输时要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了延长作用时间以减小作用力 答案:ACD 解析:A选项是牛顿第二定律的一种表达方式。冲量是矢量,B错。F=是牛顿第二定律的最初表达方式,实质是一样的,C对。柔软材料起缓冲作用,延长作用时间,D对。5.如图所示的装置中,木块 B 与水平桌面间的接触是光滑的,子弹 A 沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短,现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中()A.动量守恒、机械能守恒 B.动量不守恒、机械能不守恒 C.动量守恒、机械能不守恒 D.动量不守恒、机械能守恒 答案:B -8-解析:由于子弹打入木块的过程作用时间极短,弹簧还没有来得及变形,在这个过程中系统的动量守恒,机械能不守恒。子弹打入后,子弹和木块共速,而压缩弹簧,墙对弹簧有冲量,但不做功,压缩过程中系统机械能守恒,动量不守恒,所以从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的整个过程中,动量和动能均不守恒。6.如图所示,光滑水平面上有大小相同的 A、B 两球在同一直线上运动。两球质量关系为 mB=2mA,规定向右为正方向,A、B 两球的动量均为 6 kgm/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后 A 球的动量增量为-4 kgm/s,则()A.左方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 25 B.左方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 110 C.右方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 25 D.右方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 110 答案:A 解析:由 mB=2mA,pA=pB知碰前 vBvA,若左为 A 球,设碰后二者速度分别为 vA、vB,由题意知 pA=mAvA=2 kgm/s,pB=mBvB=10 kgm/s,由以上各式得,故选项A正确,选项B错误;若右为 A 球,由于碰前动量都为 6 kgm/s,即都向右运动,两球不可能相碰,选项C、D错误。7.如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以速度 v 抽出纸条后,铁块掉到地面上的 P 点,若以 2v 速度抽出纸条,则铁块落地点为()A.仍在 P 点 B.在 P 点左侧 C.在 P 点右侧不远处 D.在 P 点右侧原水平位移的两倍处 答案:B 解析:纸条抽出的过程,铁块所受的摩擦力一定,以速度 v 抽出纸条,铁块所受的摩擦力的作用时间较长,铁块获得的速度较大,铁块平抛运动的水平位移较大;若以2v 的速度抽出纸条,则铁块所受的摩擦力的作用时间较短,铁块获得的速度较小,平抛运动的水平位移较小。所以铁块落地点在P 点左侧,选B。-9-8.如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m的物体 A 相连,A 放在光滑水平面上,有一质量与 A 相同的物体 B,从高h 处由静止开始沿光滑曲面滑下,与 A 相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻 B 与 A 分开且沿原曲面上升。下列说法正确的是()A.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 mgh B.弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 C.B 能达到的最大高度为 D.B 能达到的最大高度为 答案:BD 解析:根据机械能守恒定律可得 B 刚到达水平地面的速度 v0=,根据动量守恒定律可得 A 与 B 碰撞后的速度为 v=v0,所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为Epm=2mv2=mgh,即选项B正确;当弹簧再次恢复原长时,A与 B 将分开,B以 v 的速度沿斜面上滑,根据机械能守恒定律可得mgh=mv2,B 能达到的最大高度为,即选项D正确。二、填空题(每小题 10 分,共 20 分)9.气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块悬浮从而基本消除掉摩擦力的影响。因此成为重要的实验器材,气垫导轨和光电门、数字毫秒计配合使用能完成许多实验。现提供以下实验器材:(名称、图象、编号如图所示)利用以上实验器材可以完成“验证动量守恒定律”的实验。为完成此实验,某同学将实验原理设定为:m1v0=(m1+m2)v -10-(1)针对此原理,我们应选择的器材编号为:;(2)在我们所选的器材中:器材对应原理中的 m1(填写器材编号)。答案:(1)ABC(2)B 解析:(1)滑块在水平气垫导轨上相互作用时应满足动量守恒定律,碰撞前后滑块的速度可以根据v=求得,其中 d 是遮光板的宽度,t 是滑块通过光电门的时间,故针对此原理应选择的器材编号为A、B、C。(2)由于是利用 v=求滑块的速度,滑块B有遮光板,而滑块C没有遮光板,故先运动的滑块应选B。10.某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,气垫导轨装置如图甲表示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,如图乙所示,这样就大大减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。(1)下面是实验的主要步骤:安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;向气垫导轨通入压缩空气;把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块 1 的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;滑块 1 挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;把滑块 2 放在气垫导轨的中间;先 ,然后 ,让滑块带动纸带一起运动;取下纸带,重复步骤,选出较理想的纸带如图所示:测得滑块 1(包括撞针)的质量为 310 g,滑块 2(包括橡皮泥)的质量为 205 g。试完善实验步骤的内容。(2)已知打点计时器每隔 0.02 s打一个点,计算可知,两滑块相互作用前质量与速 -11-度的乘积之和为 kgm/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为 kgm/s(保留三位有效数字)。(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是 。答案:(1)接通打点计时器的电源 放开滑块1(2)0.620 0.618(3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦 解析:作用前滑块1 的速度v1=m/s=2 m/s,其质量与速度的乘积为0.310 kg2 m/s=0.620 kgm/s,作用后滑块1 和滑块2 具有相同的速度v=m/s=1.2 m/s,其质量与速度的乘积之和为(0.310 kg+0.205 kg)1.2 m/s=0.618 kgm/s。三、计算题(每小题 16 分,共 32 分)11.如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为 10m、12m,两船沿同一直线、同一 方向运动,速度分别为 2v0、v0。为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为 m 的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住,求抛出货物的最小速度。(不计水的阻力)答案:4v0 解析:设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为 vmin,抛出货物后船的速度为v1,甲船上的人接到货物后船的速度为v2,由动量守恒定律得 12mv0=11mv1-mvmin 10m2v0-mvmin=11mv2 为避免两船相撞应满足 v1=v2 联立式得 vmin=4v0。12.甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶,速度均为 6 m/s。甲车上有质量为 m=1 kg的小球若干个。甲和他的车及所带小球的总质量为 M1=50 kg,乙和他的车总质量为M2=30 kg。现为避免相撞,甲不断地将小球以相对地面 16.5 -12-m/s的水平速度抛向乙,且被乙接住,假设某一次甲将小球抛出且被乙接住后刚好可保证两车不致相撞,试求此时:(1)两车的速度大小各为多少?(2)甲总共抛出了多少个小球?答案:(1)均为 1.5 m/s(2)15 个 解析:(1)甲、乙两小孩及两车组成的系统总动量守恒,沿甲车的运动方向,甲不断抛球、乙接球后,当甲和小车与乙和小车具有共同速度时,可保证刚好不撞,设共同速度为 v,则 M1v1-M2v2=(M1+M2)v v=v1=6 m/s=1.5 m/s。(2)设甲抛出 n 个小球后速度变为 1.5 m/s 甲车和 n 个小球组成的系统动量守恒(M1-nm)v+nmv0=M1v1 解得:n=15(个)。