2020-2021学年粤教版选修3-5 第一章 碰撞与动量守恒 章末综合练习（解析版）.docx

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1、2021-2021学年粤教版选修3-5第一章碰撞与动量守恒章末综合练习（解析版）一、单项选择题（共4小题，每题5分，共2（）分）1.关于系统动量守恒的条件，以下说法正确的选项是（）A.只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不可能守恒B.只要系统中有一个物体具有加速度，系统的动量就不守恒C.只要系统所受到的合外力的冲量为零，系统的动量就守恒D.系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量就一定守恒解析：系统动量守恒的条件是系统所受外力之和为零或系统内力远大于外力，而与系统 内有无摩擦力及物体做何种形式的运动无关，故A、B、I）错。合外力的冲量为零，说明合外 力为零，系统动量守恒，C对。答案：C2.两物

2、体甲和乙在同一直线上运动，它们在00.4 s时间内的/一？图像如图1所示。 假设仅在两物体之间存在相互作用，那么物体甲与乙的质量之比和图中时间h分别为（）图1A. J和 0. 30 sB. 3 和 0. 30 sC.；和 0.28 s D. 3 和 0.28 s解析：当仅在物体之间存在相互作用时，两物体的总动量守恒，取 = 0和时刻4 0 4 1列方程：6乙X4=（加甲+勿乙）X 1,有加甲=3勿乙。再由图线乙有一,所以t】 = 0.3s, U. 4B正确。答案：B3.如图2所示的装置中，木块与水平桌面间的接触是光滑的，子 月弹4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、N

3、JL A木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），那么此系统在从子弹开始射入图2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、机械能守恒解析：在子弹射入木块时，存在剧烈摩擦作用，有一局部能量将转化为内能，机械能不 守恒。实际上，在子弹射入木块这一瞬间过程，取子弹与木块为系统那么可认为动量守恒（此 瞬间弹簧尚未形变）。子弹射入木块后木块压缩弹簧过程中，机械能守恒，但动量不守恒（墙 壁对弹簧的作用力是系统外力，且外力不等于零）。假设以子弹、木块和弹簧合在一起作为 研究对象（系统），从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短时

4、，弹簧固定端墙壁对弹簧有外力 作用，因此动量不守恒。综上所述可知选项B对。答案：B4 .在光滑水平面上，一质量为小速度大小为p的力球与质量为2勿静止的8球碰撞后, 月球的速度方向与碰撞前相反。那么碰撞后/，球的速度大小可能是（）VVVV解析：由动量守恒定律得mv =2哂一切匕,化简可得Va=2vh Vo,又因为以0,所以 VrV, A正确。答案：A二、双项选择题（共5小题，每题6分，共30分。全选对得6分，只选一个且正确的得 3分）5 .以下关于冲量的说法中，正确的选项是（）A.物体受到的力很大，其冲量一定大8 .当力与位移垂直时，力的冲量为零C.只要力的大小恒定，在一段较长时间内的冲量就等于

5、该力与时间的乘积D.当物体受到的冲量不为零时，其动量一定发生变化解析：冲量的大小不仅与物体受力的大小有关，还与力的作用时间有关，即I=Ft,故 A错，C对。冲量和力与位移是否垂直无关，B错。由动量定理得冲量/不为零，其动量一 定发生变化，故D正确。答案：CD6. “神舟七号”飞船的成功着陆，标志着我国成为世界上第三个独立掌握载人航天技 术并能够开展有人参与空间实验的国家。为了保护航天员的平安，飞船上使用了降落伞、反 推火箭、缓冲座椅三大法宝，在距离地面大约1m时，返回舱的4个反推火箭点火工作，返 回舱速度一下子降到了 2 m/s以内，随后乂渐渐降到1 m/s,最终平安着陆。把返回舱从离 地1m

6、开始减速到完全着陆称为着地过程，那么关于反推火箭的作用，以下说法正确的选项 是（）A.减小着地过程中返回舱和航天员的动量变化B.减小着地过程中返回舱和航天员所受的冲量C.延长着地过程的作用时间D.减小着地过程返回舱和航天员所受的平均冲力解析：反推火箭并没有改变返回舱的动量变化，所以由动量定理，返I可舱所受冲量不变, 只是作川时间延长，平均冲力减小。答案：CD7.如图3所示，把重物G压在纸带上，用一水平力缓慢拉动纸带，用另一水平力快速 拉动纸带，纸带都被从重物下面抽出，对这两个过程，下面的解释正确的选项是（）图3A.缓慢拉动纸带时，纸带对重物的摩擦力大B.快速拉动纸带时，纸带对重物的摩擦力小C.

7、缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大D.快速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小解析：对重物，在纸带抽出的过程中，所受的合力即为纸带给它的滑动摩擦力先= 侬（其中是重物与纸带间的动摩擦因数，/是重物的质量），显然重物所受合力，7=品 在快抽和慢抽两种情况下是不变量，A、B均错。由/合=知：Fl定,卜产t, 故慢抽时，较长，纸带给重物的冲量/大，C正确。快抽时，较短，纸带给重物的冲量, 小，D正确。答案：CD8.如图4所示，小车放在光滑水平面上，月端固定一个轻弹簧，8端粘有油泥，小车总 质量为M质量为，的木块。放在小车上，用细绳连接于小车的月端并使弹簧压缩，开始时 小车和。都静止，当突然烧断细绳时，。被

8、释放，使。离开弹簧向3端冲去，并跟夕端油泥 粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的选项是（）图4A.弹簧伸长过程中。向右运动，同时小车也向右运动B.0与8碰前，。与小车的速率之比为：勿C.与油泥粘在一起后，小车立即停止运动I）.。与油泥粘在一起后，小车继续向右运动解析：弹簧向右推C，。向右运动，同时弹簧向左推力端，小车向左运动，A错误；因 小车与木块组成的系统动量守恒，。与8碰前，由勿吐=械得%： v.ab=M m, B正确；C 与碰撞过程中动量守恒，由勿吐一枷仍=（.+/） %知p=0,故C正确，D错误。答案：BC9.矩形滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成，将其放在光滑的水平面上，如图

9、5所示，质量为/的子弹以速度/水平射入滑块，假设射击上层，那么子弹刚好不穿出；假 设射击下层，整个子弹刚好嵌入，那么上述两种情况相比较（）图5A.两次子弹对滑块做的功一样多B.两次滑块受的冲量一样大C.子弹射入下层过程中克服阻力做功较少D.子弹射入上层过程中系统产生的热量较多解析：由水平方向动量守恒可以知道，两种情况对应的末速度是一样的，系统动能的减 少也是一样的，系统产生的热量也一样多，D错误，由动能定理可知，子弹克服阻力做功相 同，子弹对滑块做功相同，A对C错，由动量定理可以分析，两次滑块所受冲量一样大，B 也正确。答案：AB三、非选择题（共3小题，共50分，填空题把答案写在横线上，计算题

10、要有必要的文字 说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）10. （16分）如图6所示，在验证碰撞中动量守恒的实验中，实验要证明的是动量守恒 定律的成立，即问的二如班+色吟。图6（1）按这一公式的要求，需测显两小球的质量和它们碰撞后的水平速度，但实验中我们 只需测量两小球的质量和飞行的水平距离。这是由于小球碰撞后做 运动，各球下落高度相同，因而它们的也是相同的，可用小球飞行的水平距离来代表小球的水平速度。（2）实验时，质量分别为阳、徒的球半径大小均为r,且都，要完成这个实验，必须补 充的测量工具还有。（3）由于偶然因素的存在，重复操作时小球落点不完全重合是正常的，落点（如点）确 实定方法是（4）

11、用图中的符号来表示A . B两小球碰撞中动量守恒的表达式是 0解析：两小球碰撞后做平抛运动，运动时间相同，在动量守恒表达式面 =如/ I +勿产2 两边同乘以飞行时间即有如下加+加（下一2二），应该注意的是两小球做平抛运动的 抛出点位置是不相同的，入射小球做平抛运动的抛出点在斜槽的末端，被碰小球做平抛运动 的抛出点位置在支柱上，两者相距2八答案：（1）平抛 飞行时间（2）亳米刻度尺（3）用半径尽量小的圆把屡次落点圈住，圆的圆心就是小球落点的平均位置（4）如下=用荷 +汲（下 一2二）11. （16分）在弹性海绵垫的正上方力高处，将重为G的小球以速率的竖直下抛，落在 海绵垫上后反弹的高度为九，设

12、球与海绵垫第一次接触的时间为3求在此时间内球对海绵 垫的平均作用力的大小。（空气阻力不计，重力加速度为4）吴仑同学给出了如下解答：设在时间看内海绵垫对球的平均作用力大小为凡球第一次 刚接触海绵垫时的速率为小 刚离开海绵垫时的速率为也 那么由动量定理得Ft= A pA p=mv2mv由机械能守恒定律得）谥+侬加=）/%尚=mg/k由式求得F 局 2ghz一局 r&2gh t（解题过程到此结束）试指出上述解答过程中是否有不妥之处，假设有，请指出其不妥之处，并给出正确的解 答。解析：有不妥之处（一）式有错误，尸只是海绵垫对球的平均作用力。不是合外力，以向上为正方向，合外力应为 AG（二）式有错误，因

13、为动量是矢量，以向上为正方向。应写为：A p=mv2 （ /nvi）, BP 0=m吸+加力（三）最后产的表达式中，应用,替换加，因为原题并没有给出依g（四）解题过程不完善，为海绵垫对球的作用力，而要求的是球对海绵垫的平均作用力， 应由牛顿第三定律得F= （42g九+7 4+2必）+ G。答案：见解析12. （18分）如图7甲所示，物体力、4的质量分别是用=4. 0 kg和狼=6. （） kg,用轻弹 簧相连放在光滑的水平面上，物体月左侧与竖直墙相接触。另有一个物体。从=0时刻起 以一定的速度向左运动，在=5. 0 s时刻与物体力相碰，碰后立即与1粘在一起不再分开。 物体6的/一1图像如图乙所

14、示。试求：（1）物块。的质量的（2）在5.0 s到15.0 s的时间内物体/I动量变化的大小和方向。图7解析：（1）根据v- t图像可知，物体C与物体A相碰前的速度为力=6 m/s相碰后的速度为：%=2 m/s根据动量守恒定律得：mA Vi =（勿t +加）v2解得：n=2.0 kg。（2）规定向左的方向为正方向，在第5.0 s和第15.0 s末物体力的速度分别为：吸=2 m/s, vz=2 m/s所以物体力的动量变化为：A p=m （匕匕）=-16 kg m/s即在5.0 s到15.0 s的时间内物体力动量变化的大小为：16 kg-m/s,方向向右。答案：（1）2.0 kg （2）16 kg-m/s 向右