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2019年高中物理 第16章 動量守恒定律限時測試題檢測試題 新人教版選修3-5 一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 1．(清遠市xx～xx學年高二下學期期末)如圖所示，籃球運動員接傳來的籃球時，通常要先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球迅速引至胸前，這樣做可以(　　) A．減小球的動量的變化量 B．減小球對手作用力的沖量 C．減小球的動量變化率 D．延長接球過程的時間來減小動量的變化量 答案：C 解析：籃球的動量變化量一定，所以球對手的沖量也一定，A、B、D錯誤；由動量定理FΔt＝Δp，可知Δt增大，減小了球的動量變化率，C正確。 2．如圖所示，光滑水平面上有一小車，小車上有一物體，用一細線將物體系于小車的A端，物體與小車A端之間有一壓縮的彈簧，某時刻線斷了，物體沿車滑動到B端粘在B端的油泥上。則下述說法中正確的是(　　) ①若物體滑動中不受摩擦力，則全過程機械能守恒 ②若物體滑動中有摩擦力，則全過程系統(tǒng)動量守恒 ③小車的最終速度與斷線前相同 ④全過程系統(tǒng)的機械能不守恒 A．①②③　　　　 B．②③④ C．①③④ D．①②③④ 答案：B 解析：取小車、物體和彈簧為一個系統(tǒng)，則系統(tǒng)水平方向不受外力(若有摩擦，則物體與小車間的摩擦力為內力)，故全過程系統(tǒng)動量守恒，小車的最終速度與斷線前相同。但由于物體粘在B端的油泥上，即物體與小車發(fā)生完全非彈性碰撞，有機械能損失，故全過程機械能不守恒。 3．如圖所示，一個木箱原來靜止在光滑水平面上，木箱內粗糙的底板上放著一個小木塊。木箱和小木塊都具有一定的質量?，F(xiàn)使木箱獲得一個向右的初速度v0，則(　　) A．小木塊和木箱最終都將靜止 B．小木塊最終將相對木箱靜止，二者一起向右運動 C．小木塊在木箱內壁將始終來回往復碰撞，而木箱一直向右運動 D．如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對木箱靜止，則二者將一起向左運動 答案：B 解析：木箱和小木塊具有向右的動量，并且相互作用的過程中總動量守恒，A、D錯；由于木箱與底板間存在摩擦，小木塊最終將相對木箱靜止，B對、C錯。 4．(襄州一中、棗陽一中、宜城一中、曾都一中xx～xx學年高二下學期期中聯(lián)考)在光滑的水平 面上有a、b兩球，其質量分別為ma、mb，兩球在t時刻發(fā)生正碰，兩球在碰撞前后的速度圖象如圖所示，下列關系正確的是(　　) A．ma>mb B．ma0，故碰后總動量p′的方向與pA方向相同，碰撞后的狀態(tài)如圖所示，即他們都過了底線，該前鋒能夠得分。 12．(黃岡市xx～xx學年高二下學期期末)為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個小球的碰撞是否為彈性碰撞，某同學選取了兩個體積相同、質量相差比較大的小球，按下述步驟做了如下實驗： ①用天平測出兩小球的質量(分別為m1和m2，且m1>m2)： ②按圖示安裝好實驗器材，將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端切線水平，將一斜面BC連接在斜槽末端； ③先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，記下小球在斜面上的落點位置； ④將小球m2放在斜槽末端邊緣處，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，分別記下小球m1和m2在斜面上的落點位置； ⑤用毫米刻度尺量出各個落點位置到斜槽末端點B的距離。圖中D、E、F點是該同學記下小球在斜面上的落點位置，到B點的距離分別為LD、LE、LF。 根據該同學的實驗，問答下列問題： (1)在不放小球m2時，小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，m1的落點在圖中的________點，把小球m2放在斜槽末端邊緣處，小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下，使它們發(fā)生碰撞，碰后小球m1的落點在圖中的________點。 (2)若碰撞過程中，動量和機械能均守恒，不計空氣阻力，則下列表達式中正確的有________。 A．m1＝m1＋m2 B．m1L＝m1L＋m2L C．m1LE＝m1LD＋m2LF D．LE＝LF－LD 答案：(1)E；D　(2)AC 解析：(1)不放小球m2時，m1的落點是E點，放上m2小球m1和小球m2相撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度減小，都做平拋運動，所以碰撞后m1球的落點是D點，m2球的落點是F點。 (2)碰撞前，小球m1落在圖中的E點，設其水平初速度為v1，小球m1和m2發(fā)生碰撞后，m1的落點在圖中的D點，設其水平初速度為v1′，m2的落點是圖中的F點，設其水平初速度為v2，設斜面BC與水平面的傾角為α， 由平拋運動規(guī)律得：LDsinα＝gt2，LDcosα＝v1′t 解得：v1′＝ 同理可解得：v1＝，v2＝ 所以只要滿足m1v1＝m1v1′＋m2v2′， 即：m1＝m1＋m2，則說明兩球碰撞過程中動量守恒： 若兩小球的碰撞是彈性碰撞，則碰撞前后機械能沒有損失，則要滿足關系式m1v＝m1v1′2＋m2v 即m1LE＝m1LD＋m2LF 三、論述計算題(共4小題，共46分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位) 14．(10分)2010年1月4日，828米高的全球最高樓——哈里發(fā)大樓(此前稱為“迪拜塔”)舉行了落成啟用典禮，如圖所示。風速曾是修建的關鍵，一旦風速超過每秒70米，就必須停止施工，假設風速以v＝70m/s的速度推進，空氣的密度ρ＝1.3kg/m3，建筑工人的高度h＝1.7m，平均寬度d＝25cm，風遇到建筑工人后的速度可認為是零，由此估算大風對建筑工人的沖擊力為多少？ 答案：2707N 解析：1s內，撞擊建筑工人的大風的質量為：m＝ρSvt S＝hd 又因為大風末速度為零，水平方向只受建筑工人對風的阻力作用 所以：Ft＝mv 綜合以上三式并代入數據可得：F＝ρv2hd＝2707N 即大風對建筑工人的沖擊力2707N。 15．(11分)(xx青島市高三模擬)如圖所示，A、B、C三個木塊的質量均為m，置于光滑的水平桌面上，B、C之間有一輕質彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸而不固連。將彈簧壓緊到不能再壓縮時用細線把B和C緊連，使彈簧不能伸展，以至于B、C可視為一個整體?，F(xiàn)A以初速v0沿B、C的連線方向朝B運動，與B相碰并粘合在一起。以后細線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離。已知C離開彈簧后的速度為v0。求彈簧釋放的勢能。 答案：mv 解析：設碰后A、B和C的共同速度的大小為v，由動量守恒定律得 3mv＝mv0 ① 設C離開彈簧時，A、B的速度大小為v1，由動量守恒定律得 3mv＝2mv1＋mv0 ② 設彈簧的彈性勢能為Ep，從細線斷開到C與彈簧分開的過程中機械能守恒，有 (3m)v2＋Ep＝(2m)v＋mv ③ 由①②③式得彈簧所釋放的勢能為 Ep＝mv 16．(11分)如圖所示，甲、乙兩船的總質量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m，兩船沿同一直線同一方向運動，速度分別為2v0、v0。為避免兩船相撞，乙船上的人將一質量為m的貨物沿水平方向拋向甲船，甲船上的人將貨物接住，求拋出貨物的最小速度。(不計水的阻力) 答案：4v0 解析：設乙船上人拋出貨物的最小速度大小為vmin，拋出貨物后船的速度為v1，甲船上的人接到貨物后船的速度為v2， 據動量守恒定律得 12mv0＝11mv1－mvmin ① 10m2v0－mvmin＝11mv2 ② 為避免兩船相撞應滿足v1＝v2 ③ 聯(lián)立①②③式得vmin＝4v0 17. (13分)如圖所示，在一光滑的水平面上有兩塊相同的木板B和C。重物A(視為質點)位于B的右端，A、B、C的質量相等，現(xiàn)A和B以同一速度滑向靜止的C，B與C發(fā)生正碰，碰后B和C粘在一起運動，A在C上滑行，A與C有摩擦力，已知A滑到C的右端而未掉下。試問：從B、C發(fā)生正碰到A剛移動到C右端期間，C所走過的距離是C板長度的多少倍？ 答案：倍 解析：設A、B、C的質量均為m，碰撞前，A與B的共同速度為v0，碰撞后B與C的共同速度為v1。 B、C碰撞瞬間，內力遠大于外力，對B、C由動量守恒定律得mv0＝2mv1。 設A滑到C的右端時，三者的共同速度為v2。 對A、B、C，由動量守恒定律得2mv0＝3mv2 設A與C的動摩擦因數為μ，從發(fā)生碰撞到A移至C的右端時C所走的距離為s, 對B、C，由功能關系 μmgs＝(2m)v－(2m) v 設C的長度為l，對A，由功能關系 μmg(s＋l)＝mv－mv 由以上各式解得＝ 點評：B與C發(fā)生完全非彈性碰撞，在B與C碰撞的瞬間，A的動量沒有發(fā)生變化，對整個作用過程動量守恒，但機械能不守恒。