2020高中物理第十六章动量守恒定律综合测评(一)(含解析)新人教版选修3_5

1、综合测评（一）（时间：90分钟分值：100分）命题报告考查知识点简单中等较难冲量的计算1动量守恒的判断37动量守恒定律的应用21314碰撞问题分析4、6、910、12反冲问题分析5动量定理与动量守恒定律的结合815实验：验证动量守恒定律11、选择题（本大题共10小题，每小题 4分，共40分.16小题只有一个选项符合要求，710小题有多个选项符合要求）1. 重为4 N的物体，静止在倾角为 30的斜面上，在5 s内，关于重力对物体的冲量 的说法正确的是（）A. 重力的冲量为零B. 重力的冲量为 10 N sC. 重力的冲量为 20 N sD. 重力的冲量与摩擦力的冲量相等【解析】冲量是力与时间的乘

2、积，由I = Ft知，重力的冲量为 20 N- s，方向竖直向下，而摩擦力的冲量为 10 N s，方向沿斜面向上，C正确，A B、D错误.【答案】 C甲乙图12. 如图1所示，游乐场上两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的 速度运动；设甲同学和他的车的总质量为 150 kg ,碰撞前向右运动，速度的大小为4.5 m/s , 乙同学和他的车的总质量为200 kg，碰撞前向左运动，速度的大小为4.25 m/s，则碰撞后两车共同的运动速度为（取向右为正方向）（）A. 1 m/sB. 0.5 m/sC. 1 m/sD. 0.5 m/s【解析】两车碰撞过程中动量守恒，即mv1 mV2= （

3、m1 + m）v ,解得v=mv1 mv2m/s = 0.5 m/s.150X 4.5 200X 4.25150+200故选项D正确.【答案】D3甲、乙两船静止在湖面上，总质量分别是m、m,两船相距x，甲船上的人通过绳子用力F拉乙船，若水对两船的阻力大小均为 Ff，且FfF，则在两船相向运动的过程中 （）A. 甲船的动量守恒B. 乙船的动量守恒C. 甲、乙两船的总动量守恒D. 甲、乙两船的总动量不守恒【解析】 因两船所受的阻力等大反向，故两船水平方向合力为零，两船的总动量守恒， C正确，D错误；因Ff的小球在一直线上发生弹性碰撞，它们在碰撞前后的位移一时间图象如图2所示，若m= 1 kg ,

4、m的质量等于（）A. 1 kg B . 3 kgC. 5 kg D . 10 kg【解析】从位移一时间图象上可看出：m和m于t = 2 s时在位移等于8 m处碰撞，碰前 m的速度为0, m的速度vo= x/ t = 4 m/s.磁撞后，m的速度vi= 2 m/s , m的速 度V2 = 2 m/s，由动量守恒定律得 mv0= mv1+ mV2, m= 3 kg.【答案】B5. 如图3所示，质量为 M的小车静止在光滑的水平面上，小车上AB部分是半径为 R的四分之一光滑圆弧，BC部分是粗糙的水平面.今把质量为m的小物体从A点由静止释放，小物体与BC部分间的动摩擦因数为卩，最终小物体与小车相对静止于

5、B、C之间的D点，则B、D间的距离x随各量变化的情况是（）A. 其他量不变，R越大x越大B. 其他量不变，卩越大x越大C. 其他量不变，m越大x越大D. 其他量不变，M越大x越大【解析】小车和小物体组成的系统水平方向的动量守恒且为零，所以当小车和小物体相对静止时，系统水平方向的总动量仍为零，则小车和小物体相对于水平面也静止，由能量守恒得mgx= mgR x= R/卩，选项 A正确.【答案】A6. 在光滑水平面上，一质量为m速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后， A球的速度方向与碰撞前相反.则碰撞后B球的速度大小可能是（）A. 0.6vB. 0.4vC. 0.3vD. 0.2v【解析】

6、根据动量守恒定律得：mv= 2mvB mu化简可得，va= 2vbv,因va0,所以vVb2，故只有A项正确.【答案】A7. （2014 福州高二检测）关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是（）A. 系统内存在摩擦力，系统动量仍可能守恒B. 只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒C. 只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒D. 系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒【解析】 动量守恒的条件是系统不受外力或所受合外力为零，与系统内是否存在摩擦力无关，与系统中物体是否具有加速度无关，故B选项错误，A、C选项正确；所有物体加速度为零时，各物体速度恒定，动量恒定，总动量一定

7、守恒，D选项错误.【答案】AC&在某一高度将物体水平抛出，若不计空气阻力，则物体在运动过程中（）A. 在相等的时间间隔内动量的变化可能不同B. 在任何时间内，动量变化的方向都是竖直方向C. 在任何时间内，动量的变化率恒定D. 在刚抛出物体的瞬间，动量的变化率为零【解析】由于物体做平抛运动，物体仅受重力作用，由动量定理得 p= mg- t ,在相等的时间内动量的变化量 p相同，即大小相等，方向都是竖直向下的，而动量的变化率则 为重力，故选项 B、C正确，A D错误.【答案】BC9. 在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于 乙球的质量，它们正碰后可能发生的情况是（

8、）A. 甲球停下，乙球反向运动B. 甲球反向运动，乙球停下C. 甲、乙两球都反向运动D. 甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等【解析】由p2= 2mE知，甲球的动量大于乙球的动量，所以总动量的方向应为甲球的初动量的方向，可以判断 A、C正确.【答案】AC图410. （2014 福建师大附中期末检测）如图4所示，质量相等的 A B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6 m/s , B球的速度是一2 m/s ,不久A、B两球发生了对心碰撞.对于该碰撞之后的 A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果有可能实现的是（）A. va= 2 m/

9、s , vb= 6 m/sB. va= 2 m/s , vb= 2 m/sC. va= 1 m/s , vb= 3 m/sD. va = 3 m/s , vb = 7 m/s【解析】两个质量相同的小球在光滑水平面上发生对心碰撞时动量一定守恒，碰后两小球的动能之和不大于碰前两球的动能之和，分析四个选项的数据可知，A、B C选项的结果均满足上述条件，D选项碰后总动能增大了，不可能实现.【答案】ABC二、填空题（本题共2小题，共18分）11. （10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

10、挡板C和D的气垫导轨以及滑块 A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图5所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：图5a. 用天平分别测出滑块 A B的质量mA、m；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质弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；d. 用刻度尺测出滑块 A的左端至挡板 C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，记下滑块 A、B分别到达挡板 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，验证动量守恒定

11、律的表达式是 ，上式中算得 AB两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是：.（回答两点即可）（3）利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式.如不能，请说明理由.【解析】（1）实验中还应测量的物理量是滑块B的右端到挡板D的距离L2.L1L2（2）验证动量守恒定律的表达式是mA = m匚产生误差的原因有气垫导轨不水平；测量m、m2、L1、L2、t1、t2时带来的误差；滑块与导轨间有摩擦等.厶1212（3）冃能;表达式为 Ep= ?mvA+ mvB【答案】见解析12. （8分）（2013 上海高考）质量为M的物块静止在光滑水平桌面上，质量为m的子弹Q.以水平速度V

12、0射入物块后，以水平速度2V0射出.则物块的速度为 ，此过程中损失3的机械能为.2V0【解析】由动量守恒定律，mv= m-亍+ Mv,解得v=mv3M由能量守恒定律，此过程中损失的机械能为A E= fmt ；m.学 2 -驯2 2 3 2mV) 5 2 1 2 2 【答案】丽18认硕严三、计算题(本题共3小题，共42分)13. (12分)(2014 北京四中模底)质量为m的炮弹沿水平方向飞行，其动能为Ek,突Ek然在空中爆炸成质量相同的两块，其中一块向后飞去，动能为牙，另一块向前飞去，则向前的这块的动能为多少？【解析】设另一块动能为 曰，则另一块动量p =.拆，炮弹在空中爆炸，动量守恒，【答案

13、】9Ek图614. (14分)(2014 北京高考)如图6所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水 平桌面相切，小滑块 A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点现将A无初速释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动.已知圆弧轨道光滑，半径R= 0.2 m ; A和B的质量相等；A和B整体与桌面之间的动摩擦因数卩=0.2.取重力加速度g= 10 m/s 2.求：(1) 碰撞前瞬间A的速率v;(2) 碰撞后瞬间A和B整体的速率v;(3) A和B整体在桌面上滑动的距离I.【解析】(1)从圆弧最高点到最低点机械能守恒，有：1 2qmv = mgR可得 v= 2 m/s.(2) 在底部和B相撞，满

14、足动量守恒，有：伽+ m)v = mv可得 v= 1 m/s.(3) 根据动能定理，AB 一起滑动过程有：1 2_口(m+ m)gl = 0 ，伽+ m)v 可得 l = 0.25 m.【答案】(1)2 m/s (2)1 m/s (3)0.25 m图715. (16分)(2014 天津高考)如图7所示，水平地面上静止放置一辆小车A,质量mA=4 kg,上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB= 2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力F= 10 N, A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t = 0.6 s，二者的速度达到 vt = 2 m/s.求：(1) A开始运动时加速度 a的大小；(2) A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；(3) A的上表面长度I.【解析】(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律得F= mAa 代入数据解得a= 2.5 m/s 2.(2) 对A、B碰撞后共同运动t = 0.6 s的过程，由动量定理得 Ft = (mA+ m)vt (mA+ m)v 代入数据解得v= 1 m/s.(3) 设A、B发生碰