高中物理单元测评一动量守恒定律新人教版选修3_5

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求单元测评(一)动量守恒定律(时间：90分钟满分：100分)第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分)1在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有()A原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以重物和斜面为一系统解析：判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键第二种，从动量的定义判定B选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零C选项末动量为零而初动量不为零D选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大等答案：A2一物体竖直向下匀加速运动一段距离，对于这一运动过程，下列说法正确的是()A物体的机械能一定增加B物体的机械能一定减少C相同时间内，物体动量的增量一定相等D相同时间内，物体动能的增量一定相等解析：不知力做功情况，A、B项错；由pF合tmat知C项正确；由EkF合xmax知，相同时间内动能增量不同，D错误答案：C3(多选题)如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同，那么这个物体的运动()A运动方向不可能改变B可能是匀速圆周运动C可能是匀变速曲线运动D可能是匀变速直线运动解析：由题意可知，物体受到的合外力为恒力，物体不可能做匀速圆周运动，B项错误；物体的加速度不变，可能做匀变速直线运动，其运动方向可能反向，也可能做匀变速曲线运动，A项错误，C、D项正确答案：CD4(多选题)质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动，经过时间t，下降的高度为h，速率变为v，在这段时间内物体动量变化量的大小为()Am(vv0)BmgtCm Dm解析：平抛运动的合外力是重力，是恒力，所以动量变化量的大小可以用合外力的冲量计算，也可以用初末动量的矢量差计算答案：BC5质量M100 kg的小船静止在水面上，船头站着质量m甲40 kg的游泳者甲，船尾站着质量m乙60 kg的游泳者乙，船头指向左方若甲、乙两游泳者同时在同一水平线上甲朝左、乙朝右以3 m/s的速率跃入水中，则()A小船向左运动，速率为1 m/sB小船向左运动，速率为0.6 m/sC小船向右运动，速率大于1 m/sD小船仍静止解析：选向左的方向为正方向，由动量守恒定律得m甲vm乙vMv0，船的速度为v m/s0.6 m/s，船的速度向左，故选项B正确答案：B6如图所示，两带电的金属球在绝缘的光滑水平桌面上，沿同一直线相向运动，A带电q，B带电2q，下列说法正确的是()A相碰前两球运动中动量不守恒B相碰前两球的总动量随距离减小而增大C两球相碰分离后的总动量不等于相碰前的总动量，因为碰前作用力为引力，碰后为斥力D两球相碰分离后的总动量等于碰前的总动量，因为两球组成的系统合外力为零解析：两球组成的系统，碰撞前后相互作用力，无论是引力还是斥力，合外力总为零，动量守恒，故D选项对，A、B、C选项错答案：D7在光滑的水平面的同一直线上，自左向右地依次排列质量均为m的一系列小球，另一质量为m的小球A以水平向右的速度v运动，依次与上述小球相碰，碰后即粘合在一起，碰撞n次后，剩余的总动能为原来的，则n为()A5B6 C7D8解析：整个过程动量守恒，则碰撞n次后的整体速度为v，对应的总动能为：Ek(n1)mv2，由题可知Ekmv，解得：n7，所以C选项正确. 答案：C8两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上现在，其中一人向另一人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回如此反复进行几次后，甲和乙最后速率关系是()A若甲最先抛球，则一定是v甲v乙B若乙最后接球，则一定是v甲v乙C只有甲先抛球，乙最后接球，才有v甲v乙D无论怎样抛球和接球，都是v甲v乙解析：将甲、乙、篮球视为系统，则满足系统动量守恒，系统动量之和为零，若乙最后接球，即(m乙m篮)v乙m甲v甲，则，由于m甲m乙，所以v甲v乙答案：B9(多选题)如图所示，一根足够长的水平滑杆SS上套有一质量为m的光滑金属圆环，在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的绝缘轨道PP，PP穿过金属环的圆心现使质量为M的条形磁铁以水平速度v0沿绝缘轨道向右运动，则()A磁铁穿过金属环后，两者将先后停下来B磁铁将不会穿越滑环运动C磁铁与圆环的最终速度为D整个过程最多能产生热量v解析：磁铁向右运动时，金属环中产生感应电流，由楞次定律可知磁铁与金属环间存在阻碍相对运动的作用力，且整个过程中动量守恒，最终二者相对静止Mv0(Mm)v，v；E损Mv(Mm)v2；C、D项正确，A、B项错误答案：CD10如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A和B，A的质量为mA，B的质量为mB，mAmB.最初人和车都处于静止状态现在，两人同时由静止开始相向而行，A和B对地面的速度大小相等，则车()A静止不动 B左右往返运动C向右运动 D向左运动解析：两人与车为一系统，水平方向不受力，竖直方向合外力为零，所以系统在整个过程中动量守恒开始总动量为零，运动时A和B对地面的速度大小相等，mAmB，所以AB的合动量向右，要想使人车系统合动量为零，则车的动量必向左，即车向左运动答案：D11如图所示，质量为0.5 kg的小球在距离车底面高20 m处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg，设小球在落到车底前瞬时速度是25 m/s，g取10 m/s2，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是()A5 m/s B4 m/sC8.5 m/s D9.5 m/s解析：对小球落入小车前的过程，平抛的初速度设为v0，落入车中的速度设为v，下落的高度设为h，由机械能守恒得：mvmghmv2，解得v015 m/s，车的速度在小球落入前为v17.5 m/s，落入后相对静止时的速度为v2，车的质量为M，设向左为正方向，由水平方向动量守恒得：mv0Mv1(mM)v2，代入数据可得：v25 m/s，说明小车最后以5 m/s的速度向右运动答案：A12如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()A弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动BC与B碰前，C与AB的速率之比为mMCC与油泥粘在一起后，AB立即停止运动DC与油泥粘在一起后，AB继续向右运动解析：依据系统动量守恒，C向右运动时，A、B向左运动，或由牛顿运动定律判断，AB受向左的弹力作用而向左运动，故A项错；又MvABmvC，得，即B项错；根据动量守恒得：0(Mm)v，所以v0，故选C.答案：C第卷(非选择题，共52分)二、实验题(本题有2小题，共14分请按题目要求作答)13(5分)某同学利用计算机模拟A、B两球碰撞来验证动量守恒，已知A、B两球质量之比为23，用A作入射球，初速度为v11.2 m/s，让A球与静止的B球相碰，若规定以v1的方向为正，则该同学记录碰后的数据中，肯定不合理的是_.次数ABCDv10.480.601.200.24v20.480.401.600.96解析：根据碰撞特点：动量守恒、碰撞后机械能不增加、碰后速度特点可以判断不合理的是BC.答案：BC(5分)14(9分)气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来探究碰撞中的不变量，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：a用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB.b调整气垫导轨，使导轨处于水平c在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上d用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1.e按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量是_(2)利用上述测量的实验数据，得出关系式_成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是_解析：(1)本实验要测量滑块B的速度，由公式v可知，应先测出滑块B的位移和发生该位移所用的时间t，而滑块B到达D端所用时间t2已知，故只需测出B的右端至D板的距离L2.(2)碰前两物体均静止，即系统总动量为零则由动量守恒可知0mAmB即mAmB产生误差的原因有：测量距离、测量时间不准确；由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差答案：(1)测出B的右端至D板的距离L2(3分)(2)mAmB (3分)测量距离、测量时间不准确；由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差(3分)三、计算题(本题有3小题，共38分解答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(10分)课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动假如喷出的水流流量保持为2104 m3/s，喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg，则启动2 s末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是1.0103 kg/m3.解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动设火箭原来总质量为M，喷出水流的流量为Q，水的密度为，水流的喷出速度为v，火箭的反冲速度为v，由动量守恒定律得(MQt)vQtv(6分)代入数据解得火箭启动后2 s末的速度为v m/s4 m/s. (4分)答案：4 m/s16(12分)如图所示，有A、B两质量均为M100 kg的小车，在光滑水平面上以相同的速率v02 m/s在同一直线上相对运动，A车上有一质量为m50 kg的人至少要以多大的速度(对地)从A车跳到B车上，才能避免两车相撞？解析：要使两车避免相撞，则人从A车跳到B车上后，B车的速度必须大于或等于A车的速度，设人以速度v人从A车跳离，人跳到B车后，A车和B车的共同速度为v，人跳离A车前后，以A车和人为系统，由动量守恒定律：(Mm)v0Mvmv人(5分)人跳上B车后，以人和B车为系统，由动量守恒定律：mv人Mv0(mM)v(5分)联立以上两式，代入数据得：v人5.2 m/s. (2分)答案：5.2 m/s17(16分)如图所示，质量m10.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L1.5 m，现有质量m20.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v02 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止物块与车面间的动摩擦因数0.5，取g10 m/s2，求：(1)物块在车面上滑行的时间t；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过多少解析：(1)设物块与小车共同速度为v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有m2v0(m1m2)v(3分)设物块与车面间的滑动摩擦力为F，对物块应用牛顿定律有Fm2(2分)又Fm2g(1分)解得t(1分)代入数据得t0.24 s. (1分)(2)要使物块恰好不从车面滑出，须使物块