《动量守恒定律》单元测试题(解析版).docx
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1、专注理科思维训练 微信公众号:大悟理大悟理 动量守恒定律单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1滑雪运动是人们酷爱的户外体育活动,现有质量为m的人站立于雪橇上,如图所示人与雪橇的总质量为M,人与雪橇以速度v1在水平面上由北向南运动(雪橇所受阻力不计)当人相对于雪橇以速度v2竖直跳起时,雪橇向南的速度大小为( )AMv1Mv2Mm BMv1Mm CMv1+Mv2Mm Dv12一个盒子静置于光滑水平面上,内置一静止的小物体, 如图所示。现给物体一初速度v0。此后,小物体与盒子的前后壁发生多次碰撞,最后达到共同速度v=v0/3。据此可求得盒内小物体质量与盒子质量之比为( )A1 :2 B2
2、:1 C4 :1 D1 :43蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动,一质量为50kg的运动员从1.8m高出自由下落到蹦床上,若从运动员接触蹦床到运动员陷至最低点经历了0.4s,则这段时间内蹦床对运动员的平均弹力大小为(取g=10m/s2,不计空气阻力)( )A500N B750N C875N D1250N4下列对几种物理现象的解释中,正确的是()A砸钉子时不用橡皮锤,只是因为橡皮锤太轻B跳高时在沙坑里填沙,是为了减小冲量C在推车时推不动是因为推力的冲量为零D动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用,两个物体将同时停下来5动能相同的两个物体的质量分别为,且。若他们分别在恒定的阻
3、力的作用下,经过相同的时间停下,发生的位移分别为,则( )A BC D6A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,B球的动量是5 kgm/s,A球的动量是7 kgm/s当A球追上B球时发生碰撞,则碰后A、B两球的动量可能值分别是()A6 kgm/s,6 kgm/s B3 kgm/s,9 kgm/sC2 kgm/s,14 kgm/s D-5 kgm/s,15 kgm/s7关于动量守恒的条件,下列说法正确的有( )A只要系统内存在摩擦力,动量不可能守恒 B只要系统受外力做的功为零,动量守恒C只要系统所受到合外力的冲量为零,动量守恒 D系统加速度为零,动量不一定守恒8一宇宙飞船的横截面积s,
4、以v0的恒定速率航行,当进入有宇宙尘埃的区域时,设在该区域,单位体积内有n颗尘埃,每颗尘埃的质量为m,若尘埃碰到飞船前是静止的,且碰到飞船后就粘在飞船上,不计其他阻力,为保持飞船匀速航行,飞船发动机的牵引力功率为( )Asnmv02 B2snmv02 Csnmv03 D2snmv039下列说法正确的是( )A.合外力对质点做的功为零,则质点的动能、动量都不变B.合外力对质点施的冲量不为零,则质点动量必将改变,动能也一定变C.某质点受到合力不为零,其动量、动能都改变D.某质点的动量、动能都改变,它所受到的合外力一定不为零。10A、B两球沿一直线运动并发生正碰,如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间
5、变化的图象,a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图 象,c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图象,若A球质量是m=2 kg,则由图判断下列结论不正确的是() A碰撞前、后A球的动量变化量为4 kgm/sB碰撞时A球对B球所施的冲量为4 NsC碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10JDA、B两球碰撞前的总动量为3 kgm/s11如图所示,在光滑水平面上放置A、B两物体,其中B物体带有不计质量的弹簧静止在水平面内。A物体质量为m,以速度v0逼近B,并压缩弹簧,在压缩的过程中( )A任意时刻系统的总动量均为mv0B任意时刻系统的总动量均为mv0/2C任意一段时间内两物体所受冲量的大小
6、相等,方向相反D当A、B两物体距离最近时,其速度相等12甲球与乙球相碰,甲球的速度减少5m/s,乙球的速度增加了3m/s,则甲、乙两球质量之比m甲m乙是()A21 B35 C53 D12二、多选题(每小题至少有两个正确答案)13质量一定的质点在运动过程中,动能保持不变,则质点的动量( )A一定不变 B可能不变 C可能变化 D一定变化1414如图所示,质量为m的小球从光滑的半径为R的半圆槽顶部A由静止滑下设槽与桌面无摩擦,则( )A小球不可能滑到右边最高点BB小球到达槽底的动能小于mgRC小球升到最大高度时,槽速度为零D若球与槽有摩擦,则系统水平动量不守恒15如图所示,质量M=2kg的滑块在光滑
7、的水平轨道上,质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接,小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动,滑块可以在光滑的水平轨道上自由运动,开始轻杆处于水平状态,现给小球一个竖直向上的初速度大小为v0=4m/s,则下列说法正确的是( )A当小球通过最高点时滑块的位移大小是13mB当小球通过最高点时滑块的位移大小是16mC当小球击中滑块右侧轨道位置与小球起始位置点间的距离13mD当小球击中滑块右侧轨道位置与小球起始位置点间的距离23m16将质量为m的物块B放在光滑的水平面上,质量为M的物块A叠放在物块B上,物块A与物块B间的动摩擦因素为,最初A、B静止在光滑的水平面上。从t
8、=0时刻开始计时,并在物块B上施加一水平向右的推力,且推力随时间的变化规律为F=6t(N)。已知m=1kg、M=2kg、=0.2,重力加速度取g=10m/s2,假设A、B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( )A物块A、B将要发生相对滑动时物块B的速度大小为1m/sBt=s时刻物块A、B将要发生相对滑动Ct=0时刻到物块A、B将要发生相对滑动时物块B在水平面上滑动的距离为0.5mDt=0时刻到物块A、B将要发生相对滑动时推力对物块B的冲量大小为3Ns17如图(a)所示,质量为2m的长木板,静止地放在光滑的水平面上,另一质量为m的小铅块(可视为质点)以水平速度v0滑上木板左端,恰能滑至木板右端且
9、与木板保持相对静止,铅块运动中所受的摩擦力始终不变。若将木板分成长度与质量均相等(即m1= m2 = m)的两段1、2后紧挨着放在同一水平面上,让小铅块以相同的初速度v0由木板1的左端开始运动,如图(b)所示,则下列说法正确的是: ( )A小铅块滑到木板2的右端前就与之保持相对静止B小铅块滑到木板2的右端与之保持相对静止C(a)、(b)两种过程中产生的热量相等D(a)示过程产生的热量大于(b)示过程产生的热量三、实验题18某同学用如图所示装置验证动量守恒定律,用轻质细线将小球1悬挂于O点,使小球1的球心到悬点O的距离为L,被碰小球2放在光滑的水平桌面上。将小球1从右方的A点(OA与竖直方向的夹
10、角为)由静止释放,摆到最低点时恰与小球2发生正碰,碰撞后,小球1继续向左运动到C位置,小球2落到水平地面上到桌面边缘水平距离为s的D点。(1)实验中已经测得上述物理量中的、L、s,为了验证两球碰撞过程动量守恒,还应该测量的物理量有_(要求填写所测物理量的名称及符号)。(2)请用测得的物理量结合已知物理量来表示碰撞前后小球1、小球2的动量:p1= _;p1= _;p2= _ ;p2= _ 。19气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出,在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫,使滑块悬浮在导轨上由于气垫的摩擦力极小,滑块在导轨上的运动可很好地近似为没有摩擦的运动我们
11、可以用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置,以及带有I形挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律已知I形挡光条的持续挡光宽度为L,实验装置如题图所示,采用的实验步骤如下:a调节气垫导轨底座螺母,观察导轨上的气泡仪,使导轨成水平状态;b在滑块C、D间放入一个轻质弹簧,用一条橡皮筋捆绑箍住三者成一水平整体,静置于导轨中部;c将光电门尽量靠近滑块C、D两端;d烧断捆绑的橡皮筋,使滑块C、D在弹簧作用下分离,分别通过光电门A、B;e由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时I形挡光条持续挡光的时间tC,以及滑块D第一次通过光电门B时I形挡光条持续挡光的时间tD实验中还应测量的物理量是 _;根据上述
12、测量的实验数据及已知量,验证动量守恒定律的表达式是_;上式中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的主要原因是 _;利用上述实验数据_(填写“能”或“否”)测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能,请写出计算表达式:_。若不能说明理由20如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置。(1)下列说法符合本实验要求的是 。A入射球比靶球质量大或者小均可B每次入射球必须从同一高度由静止释放C安装轨道时末端切线必须水平D实验中需要测量轨道末端离地面的高度(2)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点,经多次释放入射球,在记录纸上找到了两球的平均落点位置M、P、N,并测得它们到O点的距离分
13、别为、和。已知入射球的质量为,靶球的质量为,只要验证等式 成立,即可认为碰撞中的动量守恒。(3)满足(2)的情况下,若满足等式 成立,即可认为碰撞为弹性碰撞。(仅用、和表示)四、解答题21如图所示,一质量为m=0.5kg的小物块放在水平地面上的A点,小物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动,与墙发生碰撞(碰撞时间极短)。碰前瞬间的速度v1=7m/s,碰后以v2=6m/s反向运动直至静止。已知小物块与地面间的动摩擦因数=0.32,取g=10m/s2。求:(1)A点距墙面的距离x;(2)碰撞过程中,墙对小物块的冲量大小I;(3)小物块在反向运动过程中,克服摩擦力所做的功W。22如图所示,
14、质量为m24kg和m33kg的物体静止放在光滑水平面上,两者之间用轻弹簧拴接。现有质量为m11kg的物体以速度v08m/s向右运动,m1与m3碰撞(碰撞时间极短)后粘合在一起。试求:m1和m3碰撞过程中损失的机械能;m2运动的最大速度vm。7参考答案1D【解析】雪橇所受阻力不计,人起跳后,人和雪橇组成的系统水平方向不受外力,系统水平动量守恒,起跳后人和雪橇的水平速度相同,设为v取向南为正方向,由水平动量守恒得:Mv1=Mv,得 v=v1,方向向南,故ABC错误,D正确故选D.点睛:运用动量守恒定律时要注意方向性,本题中人跳起,影响的是在竖直方向的动量,但系统水平总动量保持不变2A【解析】【详解
15、】选物体与盒子组成的系统为研究对象,由水平方向动量守恒得:mv0=(M+m)v,其中v=v0/3,解得m:M=1:2,故选A.【点睛】选物体与盒子组成的系统为研究对象,水平方向仅有系统的内力作用而不受外力作用,故此方向满足动量守恒,碰撞前的动量,等于最后的总动量,典型的动量守恒的题目3D【解析】设运动员的质量为m,他刚落到蹦床瞬间的速度为v,运动员自由下落的过程,只受重力作用,故机械能守恒,即:mgh12mv2,解得:v2g 6m/s;选取小球接触蹦床的过程为研究过程,取向上为正方向。设蹦床对运动员的平均作用力为F,由动量定理得:(Fmg)t0(mv);可得:F1250N故D正确、ABC错误。
16、故选D。点睛:本题题型是用动量定理求解一个缓冲过程平均作用力的冲量问题,一定要注意选取合适的研究过程和正方向的选取;本题也可选小球从开始下落到最低点全过程来解答。4D【解析】橡皮锤击钉时,橡皮锤具有弹性,具有缓冲作用,作用时间较铁锤击钉长,根据动量定理,作用力较小,所以不易将钉子钉进物体里,故A错误;跳高时,在沙坑里填沙,是为了缓冲,增加人与地面的作用时间,减小作用力,并不是为了减小冲量,故B错误;在推车时推不动,车所受的合力为零,合力的冲量为零,故C正确;根据动量定理,-ft=0-P,动量相同的两个物体受相同的制动力的作用时,两车经过相等时间停下来,与质量无关,故D错误。所以C正确,ABD错
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