2019高中物理 第十六章 动量守恒定律章末质量评估 新人教版选修3-5.doc

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1、1第十六章第十六章 动量守恒定律动量守恒定律章末质量评估(一)(时间：90 分钟 满分：100 分)一、单项选择题(本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1在不计空气阻力作用的条件下，下列说法中不正确的是( )A自由下落的小球在空中运动的任意一段时间内，其增加的动能一定等于其减少的重力势能B做平抛运动的小球在空中运动的任意相同的时间内，其速度的变化量一定相同C做匀速圆周运动的小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零D单摆在一个周期内，合外力对摆球做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零解析：不计空气阻力，自由下落的小

2、球，其所受合外力为重力，则小球在运动的过程中机械能守恒，其增加的动能一定等于其减小的重力势能，故 A 正确；做平抛运动的小球所受合外力为重力，加速度的大小与方向都不变，所以小球在空中运动的任意相同的时间内，其速度的变化量一定相同，故 B 正确；做匀速圆周运动的小球，其所受合外力的方向一定指向圆心，小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零，但由于速度的方向不断变化，所以速度的变化量不一定等于 0，合外力的冲量也不一定为零，故 C 错误；经过一个周期，单摆的小球又回到初位置，所有的物理量都与开始时相等，所以单摆在一个周期内，合外力对摆球做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零，故 D 正确答案：C

3、2一粒钢珠从静止状态开始自由落体，然后陷入泥潭中若把它在空中自由落体的过程称为，进入泥潭直到停止的过程称为，则( )A过程中钢珠动量的改变量小于重力的冲量B过程中钢珠所受阻力的冲量大小等于过程中重力冲量的大小C过程中钢珠的动量改变量等于阻力的冲量D过程中阻力的冲量大小等于过程与过程重力冲量的大小解析：在过程中，钢珠只受重力的作用，根据动量定理可知，其动量的改变量等于重力的冲量，选项 A 错误；过程中，钢珠所受外力有重力和阻力，所以过程中阻力的冲量大小等于过程中重力的冲量大小与过程中重力冲量大小的和故 B 错误；过程中，钢珠所受外力有重力和阻力，所以过程中钢珠的动量改变量等于重力和阻力的冲量的和

4、故 C 错误；过程中，钢珠所受外力有重力和阻力，所以过程中阻力的冲量大小2等于过程中重力的冲量大小与过程中重力冲量大小的和故 D 正确；故选 D.答案：D3如图所示，一光滑地面上有一质量为m的足够长的木板ab，一质量为m的人站在木板的a端，关于人由静止开始运动到木板的b端(M、N表示地面上原a、b对应的点)，下列图示正确的是( )A BC D解析：根据动量守恒定律，木板与人组成的系统动量守恒，对于题中的“人板模型” ，设各自对地的位移为xm、xm，且有mxmmxm，xmxmL板长，以M点为参考点，人向右运动，木板向左运动，易得 D 是正确的答案：D4两辆汽车的质量分别为m1和m2，已知m1m2

5、，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无法比较解析：由Ekmv2得p，因为m1m2，Ek1Ek2，所以p1p2，选 C.1 2p2 2m2mEk答案：C5.如图所示，在光滑水平地面上放着两个物体，其间用一根不能伸长的细绳相连，开始时绳松弛、B静止，A具有 4 kgm/s 的动量(令向右为正)在绳拉紧(可能拉断)的过程中，A、B动量的变化可能为( )ApA4 kgm/s，pB4 kgm/sBpA2 kgm/s，pB2 kgm/sCpA2 kgm/s，pB2 kgm/sDpApB2 kgm/s解析：它们

6、的总动量为pmAvA4 kgm/s，而绳子的拉力为内力，总动量守恒A的动量减小，B的动量增加，故A的动量改变应为负值，B的动量改变应为正值而绳子可能会被拉断，说明在拉断绳子前A的速度不可能为零，故只有 C 正确3答案：C6.如图所示，物体A、B静止在光滑水平面上，且mAmB，现用大小相等的两个力F和F分别作用在A和B上，使A、B沿一条直线相向运动，然后又先后撤去这两个力，使这两个力对物体做的功相同，接着两物体碰撞并合为一体后，它们( )A可能停止运动B一定向右运动C可能向左运动D仍运动，但运动方向不能确定解析：由动能定理可知：两个力对物体做的功相同，则合为一体前两物体动能相同，由物体动量和动能

7、的关系p知，pApB，选碰前A的方向为正方向，则B的动量为负2mEk值，由动量守恒定律：pApB(mAmB)v，v必为正，故碰后速度v的方向一定与pA相同，向右答案：B7用豆粒模拟气体分子，可以模拟气体压强产生的原理如图所示，从距秤盘 80 cm高度把 1 000 粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上，持续作用时间为 1 s，豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且碰撞时间极短(在豆粒与秤盘碰撞极短时间内，碰撞力远大于豆粒受到的重力)，已知 1 000 粒的豆粒的总质量为 100 g则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为( )A0.2 N B0.6 NC1.0 N D1.6

8、N解析：豆粒从 80 cm 高处落下时速度为v, v22gh ，则v 2gh2 10 0.8m/s4 m/s 设向上为正方向，根据动量定理： Ftmv2mv1，Fmv2mv1 tN0.6 N，B 正确，ACD 错误故选 B.0.1 20.1 （4） 1答案：B8人的质量m60 kg，船的质量M240 kg，若船用缆绳固定，船离岸 1.5 m 时，人可以跃上岸若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为(不计水的阻力，两次人消耗的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等)( )4A1.5 m B1.2 mC1.34 m D1.1 m解析：船用缆绳固定时，设人起跳的速度为v0，则x0v0

9、t，消耗的能量： Ekmv1 22 0撤去缆绳，由动量守恒： 0mv1Mv2，两次人消耗的能量相等，即动能不变， mvmvMv，解得： v1v01 22 01 22 11 22 2M Mm故：x1v1tx01.5 m1.34 m，C 正确；ABD 错误；故选 C.M Mm240 60240答案：C9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

10、恒、机械能守恒解析：若以子弹、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，弹簧固定端墙壁对弹簧有外力作用，因此动量不守恒而在子弹射入木块时，存在剧烈摩擦作用，有一部分能量将转化为内能，机械能也不守恒实际上，在子弹射入木块这一瞬间过程，取子弹与木块为系统则可认为动量守恒(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，但动量不守恒物理规律总是在一定条件得出的，因此在分析问题时，不但要弄清取谁作研究对象，还要弄清过程的阶段的选取，判断各阶段满足物理规律的条件故 B 正确答案：B10.如图所示，位于光滑水平桌面上的滑块P和Q都可视为质点，质量相等Q

11、与轻质弹簧相连设Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于( )5AP的初动能 BP的初动能的1 2CP的初动能的 DP的初动能的1 31 4解析：两者速度相等时，弹簧最短，弹性势能最大设P的初速度为v，两者质量为m，弹簧最短时两者的共同速度为v，弹簧具有的最大弹性势能为Ep.根据动量守恒，有mv2mv，根据能量守恒有mv2 2mv2Ep，以上两式联立求解得Epmv2.可见弹1 21 21 4簧具有的最大弹性势能等于滑块P原来动能的一半，B 正确答案：B二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分每小题有多个选项是正确的，全选对

12、得 4 分，漏选得 2 分，错选或不选得 0 分)11质量为m的物体以速度v0从地面竖直上抛(不计空气阻力)到落回地面，在此过程中( )A上升过程和下落过程中动量的变化量大小均为mv0，但方向相反B整个过程中重力的冲量为 2mv0C整个过程中重力的冲量为 0D上升过程冲量大小为mv0，方向向下解析：物体上升、下降动量变化量相同，大小均为mv0，都向下A 错、B 对，C 错、D 对答案：BD12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

13、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mghB弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh 2CB能达到的最大高度为h 2DB能达到的最大高度为h 46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2gh律可得A与B碰撞后的速度为v，所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为v0 2Epm 2mv2mgh，即 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1 21 2斜面上滑，根据机械能守恒定律可得mghmv2，B能达到的最大高度为 ，即 D 正确1 2h 4答案：BD13在光滑的水平面上，动能为E0、动量大小为p0的小钢球 1 与

14、静止小钢球 2 发生碰撞，碰撞前后小钢球 1 的运动方向相反，将碰撞后小钢球 1 的动能和动量的大小分别记为E1、p1，小钢球 2 的动能和动量的大小分别记为E2、p2，则必有( )AE1E0 Bp1p0CE2E0 Dp2p0解析：设碰撞前球 1 的运动方向为正方向，根据动量守恒定律有：p0p1p2，可得到碰撞后球 2 的动量p2p0p1.由于碰撞前球 2 静止，所以碰撞后球 2 一定沿正方向运动，所以p2p0，选项 D 错误由于碰撞后系统的机械能总量不可能大于碰撞前系统机械能总量，即E0E1E2故有E0E1和E0E2，选项 A 正确，选项 C 错误由动能和动量的关系Ek，结合选项 A 的p2

15、 2m结果，可判断选项 B 正确答案：AB14.如图所示，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、乙两车最后相接触，以下说法正确的是( )A甲、乙两车运动中速度之比为Mm MB甲、乙两车运动中速度之比为M MmC甲车移动的距离为LMm 2MmD乙车移动的距离为LM 2Mm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；Mx甲(Mm)x乙，x甲x乙Mm M7L，解得 C、D 正确答案：ACD三、非选择题(本题共 5 小题，共 54 分把答案填在题

16、中的横线上或按照题目要求作答解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15(8 分)如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则_Am1m2, r1r2 Bm1m2, r1m2，r1r2 Dm1m2, r1r2(2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是_(填下列对应的字母) .A直尺 B游标卡尺C天平 D弹簧测力计E秒表(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式(用m1、m2及图中字

17、母表示)_成立，即表示碰撞中动量守恒解析：(1)在小球碰撞过程中，水平方向动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得： m1v0m1v1m2v2在碰撞过程中机械能守恒：m1vm1vm2v1 22 01 22 11 22 2联立解得： v1v0m1m2 m1m2要碰后入射小球的速度v10，则有m1m20，即m1m2，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，即r1r2，选 C.(2)P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，小球离开轨道后做平抛运动，运动时间t ，即平抛运动的时间相同，碰撞2h g前入射小球的速度v0，碰撞后入射小球的速度v1，碰撞后被碰小球的速

18、度v2OP2h gOM2h g，若m1v0m1v1m2v2，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，将三个速ON2h g8度代入得： m1OPm1OMm2ON，故需要测量的工具有刻度尺和天平，故选 AC；(3)由(2)可知，实验需要验证的表达式为： m1OPm1OMm2ON答案：(1)C (2)AC (3)m1OPm1OMm2ON16(10 分)宇航员在太空站内做了如下实验：选取两个质量分别为mA0.2 kg、mB0.4 kg 的小球A、B和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小球A粘连，另一端与小球B接触而不粘连现使小球A和B之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度v00.1 m/s

19、 做匀速直线运动，如图所示，过一段时间，突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失)，两球仍沿原直线运动，从弹簧与小球B刚刚分离开始计时，经时间t30 s，两球之间的距离增加了s2.7 m，求弹簧被锁定时的弹性势能E P.解析：本题考查动量守恒与能量守恒相结合取A、B作为系统，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得：(mAmB)v0mAvAmBvB，根据题意得： s(vAvB)t，由机械能守恒得： EP (mAmB)vmAvmBv，1 22 01 22A1 22B代入数据，解得：EP0.054 J.答案：弹簧被锁定时的弹性势能为 0.054 J.17(12 分)如图所示，质量为m1 kg 的小物块放在

20、质量为m12 kg 的甲木板右端，二者以速度v18 m/s 沿光滑水平地面向右运动，小物块可视为质点质量m22 kg 的乙木板在甲木板正前方以速度v22 m/s 同向运动，一段时间后两木板碰撞并粘在一起，小物块最终停留在乙木板上已知小物块与乙木板间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g10 m/s2.求：(1)两木板碰撞后瞬间乙木板的速度大小；(2)小物块最终距乙木块左端的距离解析：(1)设两木板碰撞后的瞬间乙木板的速度大小为v，两木板碰撞的过程动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定律得： m1v1m2v2(m1m2)v，代入数据解得： v5 m/s.(2)设最终三者共速速度为v3，从开始到最终

21、小物块停留在乙木板上，根据动量守恒定律得： (m1m)v1m2v2(m1m2m)v3，9代入数据解得： v35.6 m/s.设小物块最终距乙木板左端的距离为L，根据功能关系得：mgL (m1m2)v2mv (m1m2m)v，1 21 22 11 22 3代入数据解得： L0.72 m.答案：(1)5 m/s (2)0.72 m18(12 分)如图所示，水平固定一个光滑长杆，有一个质量为m小滑块A套在细杆上可自由滑动在水平杆上竖直固定一个挡板P，小滑块靠在挡板的右侧处于静止状态，在小滑块的下端用长为L的细线悬挂一个质量为 2m的小球B，将小球拉至左端水平位置使细线处于自然长度，由静止释放，已知重

22、力加速度为g.求：(1)小球运动过程中，相对最低点所能上升的最大高度；(2)小滑块运动过程中，所能获得的最大速度解析：(1)小球第一次摆到最低点过程中，由机械能守恒，得 2mgL (2m)v2，1 2解得v；2gL小球与小滑块达到共速时，小球上升到最大高度，设此高度为h，系统动量守恒和机械能守恒，得2mv(2mm)v共，(2m)v2 (3m)v2mgh，1 21 22 共联立解得hL.1 3(2)小球摆回最低点时，小滑块获得最大速度，设此时小球速度为v1，滑块的速度为v2，由系统动量守恒及机械能守恒，得 2mv2mv1mv2，(2m)v2 (2m)vmv，1 21 22 11 22 2解得v2

23、.43 2gL答案：(1)L (2)1 343 2gL19.(12 分)两质量均为 2m的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上，A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h，物块从静止滑下，然后又滑上劈B，重力加速度为g.求：10(1)物块第一次离开劈A时，劈A的速度；(2)物块在劈B上能够达到的最大高度解析：(1)设滑块第一次离开A时的速度为v1，A的速度为v2，由系统动量守恒得：mv12mv20，由系统机械能守恒得：mghmv 2mv，1 22 11 22 2联立解得：v1 ，v2 .4 3gh1 3gh(2)物块在劈B上达到最大高度h时两者速度相同，设为v，由系统动量守恒和机械能守恒得(m2m)vmv1，(m2m)v2mghmv，1 21 22 1联立解得：hh.4 9答案：(1) (2) h1 3gh49