（全国通用版）2018-2019高中物理 第十六章 动量守恒定律学业质量标准检测 新人教版选修3-5_1

1、（全国通用版）2018-2019高中物理 第十六章 动量守恒定律学业质量标准检测 新人教版选修3-5第十六章学业质量标准检测本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第16小题只有一个选项符合题目要求，第710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1如图所示，一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s。下列说法正确的是(A

2、)A球棒对垒球的平均作用力大小为1260NB球棒对垒球的平均作用力大小为360NC球棒对垒球做的功为238.5JD球棒对垒球做的功为36J解析：设球棒对垒球的平均作用力为F，由动量定理得tm(vtv0)，取vt45m/s，则v025m/s，代入上式，得1260N，由动能定理得Wmvmv126J，选项A正确。2如图所示，光滑水平面上有一小车，小车上有一物体，用一细线将物体系于小车的A端，物体与小车A端之间有一压缩的弹簧，某时刻线断了，物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上。则下述说法中正确的是(B)若物体滑动中不受摩擦力，则全过程机械能守恒若物体滑动中有摩擦力，则全过程系统动量守恒小车的最终速度与断

3、线前相同全过程系统的机械能不守恒ABCD解析：取小车、物体和弹簧为一个系统，则系统水平方向不受外力(若有摩擦，则物体与小车间的摩擦力为内力)，故全过程系统动量守恒，小车的最终速度与断线前相同。但由于物体粘在B端的油泥上，即物体与小车发生完全非弹性碰撞，有机械能损失，故全过程机械能不守恒。3如图所示，两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上，有一个人静止站在A车上，两车静止，若这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车，静止于A车上，则A车的速率(B)A等于零B小于B车的速率C大于B车的速率D等于B车的速率解析：两车和人组成的系统位于光滑的水平面上，因而该系统动量守恒，设人的质量为m1，车的质量为m2，

4、A、B车的速率分别为v1、v2，则由动量守恒定律得(m1m2)v1m2v20，所以，有v1v2，<1，故v1<v2，所以B正确。4如图所示，质量为m的人立于平板车上，人与车的总质量为M，人与车以速度v1在光滑水平面上向东运动。当此人相对于车以速度v2竖直跳起时，车的速度变为(D)A向东B向东C向东Dv1向东解析：人和车这个系统，在水平方向上合外力等于零，系统在水平方向上动量守恒。设车的速度v1的方向为正方向，选地面为参考系，初态车和人的总动量为Mv1，末态车的动量为(Mm)v1(因为人在水平方向上没有受到冲量，其水平动量保持不变)，人在水平方向上对地的动量仍为mv1，则有Mv1(M

5、m)v1mv1(Mm)v1(Mm)v1所以v1v1，D正确。5(辽宁省沈阳市郊联体2018届高三上学期期末)如图甲所示，在光滑水平面上的两小球发生正碰。小球的质量分别为m1和m2。图乙为它们碰撞前后的st(位移时间)图象。已知m10.1kg。由此可以判断(A)A碰前m2静止，m1向右运动B碰后m2和m1都向右运动Cm20.2kgD碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能解析：由题中图象可知，m1碰前速度v14m/s，碰后速度为v12m/s，m2碰前速度v20，碰后的速度v22m/s，m1v1m2v2m1v1m2v2。代入数据解得：m20.3kg。所以A正确，B，C错误；两物体组成的系统在碰撞过程中

6、的机械能损失为：Em1vm2v0。所以碰撞过程是弹性碰撞。所以D错误。6人的质量m60kg，船的质量M240kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5m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)(C)A1.5mB1.2mC1.34mD1.1m解析：船用缆绳固定时，设人起跳的速度为v0，则x0v0t。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v1v0故x1v1tx01.34m，C正确。7(湖北省黄冈市20172018学年高三上学期期末)在2017年6月的全球航天探索大会上，我国公布了“可重复使用

7、运载火箭”的概念方案。方案之一为“降伞方案”：当火箭和有效载荷分离后，火箭变轨进入返回地球大气层的返回轨道，并加速下落至低空轨道，然后采用降落伞减速，接近地面时打开气囊，让火箭安全着陆。对该方案设计的物理过程，下列说法正确的是(BC)A火箭和有效载荷分离过程中该系统的总机械能守恒B从返回轨道下落至低空轨道，火箭的重力加速度增大C从返回轨道至低空轨道，火箭处于失重状态D打开气囊是为了减小地面对火箭的冲量解析：火箭和有效载荷分离过程中使用了引爆装置，该系统的总机械能不守恒，故A错误；从返回轨道下落至低空轨道，由Gmg得gG，火箭的重力加速度增大，故B正确；火箭变轨进入返回地球大气层的返回轨道，并加

8、速下落至低空轨道，火箭处于失重状态，故C正确；由动量定理可知，打开气囊可以减小受到地面的冲击力，而不是减小地面对火箭的冲量，故D错误。8(河南省信阳市20162017学年高二下学期期中)如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车足够长，下列说法正确的是(AD)A木块的最终速度为v0B由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒C车表面越粗糙，木块减少的动量越多D小车获得的冲量与车表面的粗糙程度无关解析：以小车和木块组成的系统为研究对象所受合外力为零，因此系统动量守恒，由于摩擦力的作用，m速度减小，M速度增大，最后m、

9、M以共同速度运动。有：mv0(mM)v解得：vv0。故A正确，B错误；木块减少的动量mvmv与车面粗糙程度无关。故C错误；小车M获得冲量等于mv与车面粗糙程度无关，故D正确。9(河北衡水中学20162017学年高二检测)如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使B瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象信息可得(BD)A在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都处于伸长状态B从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长C两物体的质量之比为m1m212D在t2时刻A与B的动能之比

10、为Ek1Ek281解析：交点表示速度相同，由A的速度图象知t1时刻正在加速，说明弹簧被拉伸，t3时刻，正在减速，说明弹簧被压缩，故选项A错误；t3时刻，A正在减速，说明弹簧被压缩，t4时刻A的加速度为零，说明弹簧处于原长，故选项B正确；对0到t1过程使用动量守恒定律得3m2(m1m2)1，故m1m221，故选项C错误；由动能结合t2时刻各自速度知动能之比为81，故选项D正确。10在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M0.6kg，m0.2kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有Ep10.8J弹性势能的轻弹簧(弹簧与两球不相连)，原来处于静止状态。现突然释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半

11、径为R0.425m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示。g取10m/s2。则下列说法正确的是(AD)A球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4NsBM离开轻弹簧时获得的速度为9m/sC若半圆轨道半径可调，则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小D弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为1.8Ns解析：释放弹簧过程中，由动量守恒定律得Mv1mv2，由机械能守恒定律得EpMvmv解得v13m/s，v29m/s，故B错误；对m，由A运动到B的过程由机械能守恒定律得mvmvmg2R，得v28m/s由A运动到B的过程由动量定理得I合mv2(mv2)3.4Ns，故A

12、正确；球m从B点飞出后，由平抛运动可知：水平方向xv2t，竖直方向2Rgt2解得x，故C错误；弹簧弹开过程，弹力对m的冲量Imv21.8Ns，故D正确。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共2小题，共14分。把答案直接填在横线上)11(6分)如图所示，在橄榄球比赛中，一个质量为95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分。就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名质量均为75kg的队员，一个速度为2m/s，另一个为4m/s，然后他们就扭在了一起。(1)他们碰撞后的共同速率是_0.1m/s_(结果保留一位有效数字)。(2)在框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得

13、分：_能够得分_。解析：(1)设前锋运动员的质量为M1，两防守队员质量均为M2，速度分别为v1、v2、v3，碰撞后的速度为v，设v1方向为正方向，由动量守恒定律得M1v1M2v2M2v3(M12M2)v代入数据解得v0.1m/s(2)因v>0，故碰后总动量p的方向与pA方向相同，碰撞后的状态如图所示，即他们都过了底线，该前锋能够得分。12(8分)(山东省泰安市20172018学年高三上学期期末)如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量_C_(填选项前的序号)，间接地解

14、决这个问题A小球开始释放的高度hB小球抛出点距地面的高度HC小球做平抛运动的水平位移(2)用天平测量两个小球的质量m1、m2。图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放；然后，把被碰小球m2静止于轨道水平部分的末端，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复，分别找到小球的平均落点M、P、N，并测量出平均水平位移OM、OP、ON。(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_m1OPm1OMm2ON_(用(2)中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为_m1OP2m1OM2m2ON2_(用(2)中测量

15、的量表示)。解析：(1)在该实验中，通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度，故选C。(3)若两球相碰前后的动量守恒，则m1v0m1v1m2v2，又OPv0t，OMv1t，ONv2t，代入得：m1OPm1OMm2ON；若碰撞是弹性碰撞，满足能量守恒：m1vm1vm2v，代入得：m1OP2m1OM2m2ON2三、论述计算题(共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(10分)一个铁球，从静止状态由10m高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时0.4s，该铁球的质量为336g，求：(1)从

16、开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少？(2)从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量为多少？(3)泥潭对小球的平均作用力为多少？(保留两位小数，g取10m/s2)答案：(1)4.75Ns(2)6.10Ns(3)15.25N解析：(1)小球自由下落10m所用的时间是t1ss。重力的冲量IGmgt10.33610Ns4.75Ns，方向竖直向下。(2)设向下为正方向，对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得mg(t1t2)Ft20泥潭的阻力F对小球的冲量Ft2mg(t1t2)0.33610(0.4)Ns6.10Ns，方向竖直向上。(3)由Ft26.10Ns得F15.25N。14(11

17、分)(安徽省池州市20172018学年高三上学期期末)如图所示，光滑的水平桌面AB长为L0.9m，高h0.8m，左边是光滑竖直半圆轨道，半径R0.5m，用轻质细线连接甲、乙两物体，中间夹一轻质弹簧，弹簧与可看作质点的两物体不拴连。甲的质量为m11kg，乙的质量为m22kg，两物体静止在桌面上。烧断细线，甲物体离开弹簧进入半圆轨道，恰好能到达最高点D，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，求：(1)乙物体落地时离桌面左边缘B点的水平距离；(2)烧断细线前压缩的轻质弹簧贮存的弹性势能。答案：(1)1.9m(2)18.75J解析：(1)设甲、乙被弹簧弹开后速度分别为v1、v2，甲物体离开弹簧后恰

18、好能到达半圆轨道最高点D，设在最高点的速度为vD，由牛顿第二定律有：m1gm1甲物体被弹簧弹开后运动至最高点过程，由机械能守恒定律有：m1vm1g2Rm1v小球A、B被弹簧弹开过程，由动量守恒定律有：0m1v1m2v2乙物体离开桌面边缘后做平抛运动有：hgt2，xv2t，代入数据解得：x1m。乙物体落地时距桌面左边缘B点的水平距离为xL1.9m(2)对甲、乙两物体及弹簧组成的系统，由能量守恒定律有：Epm1vm2v解得烧断细线前压缩的轻质弹簧贮存的弹性势能：Ep18.75J。15(12分)(广东省华南师范大学附中20172018学年高三统考)如图所示，质量为M3kg的小车A以v04m/s的速度

19、沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为m1kg的小球B(可看作质点)，小球距离车面H0.8m。某一时刻，小车与静止在水平面上的质量为m01kg的物块C发生碰撞并粘连在一起(碰撞时间可忽略)，此时轻绳突然断裂。此后，小球刚好落入小车右端固定的沙桶中(小桶的尺寸可忽略)，不计空气阻力，重力加速度取g10m/s2。求：(1)绳未断前小球距沙桶的水平距离x；(2)小车的最终速度v的大小；(3)整个系统损失的机械能E。答案：(1)0.4m(2)3.2m/s(3)14.4J解析：(1)A与C的碰撞动量守恒：mAv0(mAmC)v1，得：v13m/s2设小球下落时间为t，则：Hgt2，解得t0.4sx(v0v1)t0.4m(2)设系统最终速度为v2，由水平方向动量守恒：