人教版高中物理选修3-5高三动量专题练习

1、精品试卷高中物理学习材料（灿若寒星*整理制作）河北省衡水市景县梁集中学2014-2015学年高三动量专题练习一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分.每小题至少一 个答案正确）1. a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰，作用前 a球动 量pa=30 kg - m/s, b球动量p0=0,碰撞过程中，a球的动量减少了20 kg - m/s,则作用后b球的动量为（）A.-20 kg m/sB.10 kg m/sC.20 kg m/sD.30 kg m/s2.在物体运动过程中，下列说法不正确的有（）A.动量不变的运动，一定是匀速运动B.动量大小不变的运动，可能是变速运动C.如果在任

2、何相等时间内物体所受的冲量相等（不为零），那么该物体 一定做匀变速运动D.若某一个力对物体做功为零，则这个力对该物体的冲量也一定为零3 .“神舟”七号飞船的成功着陆标志着我国在载人航天、太空行走方面迈出了可喜的一步，为了保证航天员的安全，飞船上使用了降落伞、 反推火箭、缓冲坐椅三大法宝，在距离地面大约1 m时，返回舱的4个反推火箭点火工作，返回舱的速度很快降到了2 m/s以内，随后又渐渐降到1 m/s,最终安全着陆，把返回舱从离地 1 m开始到完全着 陆称为着地过程，则关于反推火箭的作用，下列说法正确的是 （） A.减小着地过程中返回舱和航天员的动量变化B.减小着地过程中返回舱和航天员所受的冲

3、量C.延长着地过程的作用时间D.减小着地过程返回舱和航天员所受的平均冲力4 .如图所示，A B两物体的质量分别为 m、rb,且m>mB,置于光滑 水平面上，相距较远.将两个大小均为F的力，同时分别作用在 A B 上，经相同距离后，撤去两个力，两物体发生碰撞并粘在一起后将 （）/B.向左运动A.停止运动C.向右运动D.运动方向不能确定推荐下载5 .质量分别为m和m2的两个物体碰撞前后的位移一时间图象如图所示，以下说法正确的是（）A.碰撞前两物体动量相同B.m等于mC.碰撞后两物体一起做匀速直线运动D.碰撞前两物体动量大小相等、方向相反6 .如图所示，竖直墙壁两侧固定着两轻质弹簧，水平 面光

4、滑，一弹性小球在两弹簧间往复运动，把小球和 弹簧视为一个系统，则小球在运动过程中（）A.系统的动量守恒，动能守恒B.系统的动量守恒，机械能守恒C.系统的动量不守恒，机械能守恒D.系统的动量不守恒，动能守恒7 .加拿大萨德伯里中微子观察站的研究提示了中微子失踪之谜，即观察到的中微子数目比理论值少是因为部分中微子在运动过程中（速度很大）转化为一个w子和一个丫子，对上述转化过程有以下说法，其 中正确的是（）A.牛顿定律依然适用8 .动量守恒定律依然适用C.若发现w子和中微子的运动方向相反，则丫子的运动方向可能与中 微子的运动方向一致D.若发现w子和中微子的运动方向相反，则丫子的运动方向可能与中 微子

5、的运动方向相反8 .（2012 南京高二检测）在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球 A、 B,质量都为mi现B球静止，A球向B球运动，发生正碰，已知碰撞过程中总机械能守恒, 的速度等于（）两球压缩最紧时的弹性势能为Ep,则碰前A球A.9 . 一个人在地面上立定跳远的最好成绩是x,假设他站在船头要跳上距离在L远处的平台上，水对船的阻力不计，如图，则（）A.只要L<x,他一定能跳上平台B.只要L<x,他有可能跳上平台C.只要L=x,他一定能跳上平台D.只要L=x,他有可能跳上平台10 .如图所示，水平面上有两个木块，两木块的质 量分别为m、m,且m2=2m.开始两木块之间有一 根用轻绳

6、缚住的已压缩的轻弹簧，烧断细绳后， 两木块分别向左、右运动.若两木块m和m2与水平面间的动摩擦因数 分别为、W2,且二22,则在弹簧伸长的过程中，两木块（）A.动量大小之比为1 ： 1B.速度大小之比为2 ： 1C.通过的路程之比为2： 1D.通过的路程之比为1 ： 1 二、实验题（本大题共2小题，共16分）11 .（4分）一同学利用水平气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验时，测出一个质量为0.8 kg的滑块甲以0.4 m/s的速度与另一个质量为0.6 kg ,速度为0.2 m/s的滑块乙迎面相撞，碰撞后滑块乙的速度大小变为0.3 m/s ,此时滑块甲的速度大小为 m/s,方 向与它原来的速

7、度方向 （选填“相同”或“相反”）.12 .（12分）如图所示，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（填选项前的序号），间接地解决这个问题.A.小球开始释放高度hB.小球抛出点距地面的高度 HC.小球做平抛运动的射程（2）图中。点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时,先让入射球 m多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置 巳 测出 平抛射程OP然后把被碰小球m静置于轨道的水平部分，再将入射 球m从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复.接下来要完成的

8、必要步骤是 (填选项前的序号).A.用天平测量两个小球的质量 mi、mB.测量小球m开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度 HD.分别找到m、m相碰后平均落地点的位置 M NE.测量平抛射程OM ON(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表本为 (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 (用(2)中测 量的量表示).(4)经测定，m=45.0 g , m2=7.5 g，小球落地点的平均位置距 O点的 距离如图所示.碰撞前、后m的动量分别为pi与pi',则pi ：出, =： 11.若碰撞结束时 用的动量为p' 2,则p' i ： p&#

9、39; 2=11 :实验结果说明碰撞前、后总动量的比值1OM P N"L35.20 cm.44.80 cm1Hr55.68 cm(5)有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰撞小球做平抛运动的射程增大.请你用(4)中已知的数据，分析和计算出被碰小球m平抛运动射程ON的最大值为cm.三、计算题（本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题 步骤，有数值计算的要注明单位）13 .（10分）质量为m的小球A沿光滑水平面以V0的速度与质量为2m 的静止小球B发生正碰，碰撞后A球的动能变为原来的，求碰撞后 9B球的速度大小.14 .（10分）质量为1 kg的

10、物体在倾角为30°的光滑斜面顶端由静止 释放，斜面高5 m,求物体从斜面顶端滑到底端的过程中重力的冲量 为多少？物体的动量变化量为多少？15 .（12分）如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点 O.让球a 静止下垂,将球b向右拉起,使细线水平.从静止释放球b,两球碰后粘 在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为 60° .忽略 空气阻力，求（1）两球a、b的质量之比;（2）两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比.16 .（12分）一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，具截面如图所示.图中ab为粗糙的水平面，长度为L; bc为一光滑斜面，斜面

11、和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接.现有 一质量为m的木块以大小为V。的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h,返回后在到达a点前与物体P相对静止.重力加速度为g.求：(1)木块在ab段受到的摩擦力f;木块最后距a点的距离s.答案解析1 .【解析】选C.碰撞过程中，a球的动量减少了 20 kg m/s,故此 时a球的动量是10 kg - m/s, a、b两球碰撞前后总动量保持不变， 为30 kg m/s,则作用后b球的动量为20 kg m/s,选项C正确.2 .【解析】选D.A中动量不变，即速度不变，所以运动物体一定做匀 速直线运动；B中动量大小不变，即速度

12、大小不变，所以可能是匀速 圆周运动；C中由F=|,可知合外力不变，所以为匀变速运动；D中做 功和冲量是两个概念，只要力在物体上有作用时间，冲量就不为零， 与是否做功无关.故不正确的选项应是D.3 .【解析】选C D.反推火箭并没有改变返回舱的动量变化，所以由 动量定理，返回舱所受冲量不变，只是作用时间延长，平均冲力减小， C D正确.4 .【解析】选C.由于力F相同且作用距离相同，即力F对A、B做的 功相等，由动能定理得，A、B获得的动能相等，即国=皿 又由p2=2mE 得pA>pB,撤去F后A、B组成的系统动量守恒，则有pupA-pB,方向 向右，故选C.5 .【解析】选B、D.由两图

13、线斜率大小相等知，两个物体的速率相等， 碰撞后v=0,即p=0,所以mvi=m2v2,即mi=m,则R D正确.6 .【解析】选C.小球与弹簧组成的系统在小球与弹簧作用的时间内 受到了墙的作用力，故系统动量不守恒.系统只发生动能和弹性势能 的相互转化，故机械能守恒，选项C正确.7 .【解析】选B、C.在中微子转化为w子和丫子的过程中，动量是守 恒的，由m中v中=miv,+mmv?知， 当 v中方向与 v方向相同时， 一方向与 v中方向 可能相同，也可能相反；当v中方向与v方向相反时，v方向与v中 方向一定相同.该过程研究的是微观粒子的运动，故牛顿定律不适用.8 .【解析】选C.设碰前A球的速度

14、为vO,两个弹性小球发生正碰， 当二者共速时，弹性势能最大，由动量守恒定律得mv=2mv,由机械能 守恒得Epmv。2 -1M2mv2,解得v。= 2国，选项C正确.22、m9.【解析】选B.若立定跳远时，人离地时速度为v,如题图从船上起跳 时，人离船时速度为v',船的速度为v船，由能量守恒 E=1 m/,E=1 mv 2+1mv船2222所以v' <v,人跳出的距离变小，所以B正确.10.【解析】选A、B C.以两木块及弹簧为研究对象，绳断开后，弹 簧对两木块有推力作用，可以看成是内力；水平面对两木块有方向相 反的滑动摩擦力，且Ffiimg, Ff2 = p 222g.

15、又因为m2=2mi=2p 2,所以系统所受合外力F合=区img-区2m2g=0,即 满足动量守恒定律的条件.设弹簧伸长过程中某一时刻，两木块速度 大小分别为Vi、V2,由动量守恒定律有（以向右为正方向）-mivi+mv2=0,即 mvi=mv2.所以两物体的动量大小之比为i： i,故A项正确.两物体的速度大小之比为 工=小=2，故B项正确.由于木块通过的路 v2 mi i程正比于其速度，所以两木块通过的路程之比 包=义=工，故C项正确， S2 v2 iD项错误.11 .【解析】甲的初动量大小p1mr v甲=0.8 10.4 kg m/s=0.32 kg m/s, 乙的初动量大小 p乙=仃!乙v

16、乙=0.6 x 0.2 kg - m/s=0.i2 kg , m/s, p甲大 于p乙，碰撞后乙必反向，对系统利用动量守恒定律得p甲-p乙二p'甲+p'乙，p'甲=0.02 kg m/s,速度为 v'甲=四= 002m/s=0.025 m/s , m 甲 0.8方向与它原来的速度方向相同.答案：0.025 相同12 .【解析】（i）在落地高度不变的情况下，水平位移就能反映平抛初 速度的大小，所以，仅测量小球做平抛运动的射程就能比较速度的大 小.因此选C.（2）找出平均落地点的位置，测量平抛的水平位移，因此步骤中D E是必须的，且先D后E,用天平测质量先后均可.所

17、以答案是ADEK DA或 DEA. 设落地时间为t,则Vi=OP, 口 =咀，心=处,动量守恒的表达式 是 mvi=mv，i+mv，2, 动能守恒的表达式是 1mivi2=1 miv/ ；+gm2v，2： 所以 若两球相碰前后的动量守恒，则 m , OM+m ON=m OP成立，若碰撞 是弹性碰撞，动能守恒，则 m - OM+m oN=m - OP成立. 碰撞前、后m动量之比piOP44.8014 pimiOM45.0 35.20II一二 =一，=，piOM35.20ii p 2m2ON7.5 55.682.9_imiOP45.0 44.80pi p 2 miOMm2ON45 35.20 7.

18、5 55.68(5)发生弹性碰撞时，被碰小球获得的速度最大，根据动量守恒和动 能守恒， mvi=mv，i+mv，2, 1mviJmv，i2+；mv，2： 联立解得 v2 = 2mi v1,因此，最大射程为 2x45 x 44.80 cm=76.80 cmmi m245 7.5答案：(i)C (2)ADE 或 DAEg DEA(3)mi OM+m ON=m- OPm OM+m ON=m OP(4)i4 2.9 i.00i.0i 均可(5)76.802V' A=± 1v0,正、负表示方向有两种可能3(i13 .【解析】由E二1mV得碰撞后A的速度分)A=，V0,即v' A

19、与v0同向时有3mv=1mv+2mv3（2分）解得VB=1V03（1分）碰撞后两球具有共同速度说明是完全非弹性碰撞，此速度合理（1分）若 v' A=-1V0, 即 V' A与 V0反向时有3mV=-1 mV+2mV3（1分）解得Vb=2vo3（1分）碰撞后系统总动能为E， ce、=E， ka+E， kB=1 m（-1 Vo） 2+； x 2m（ Vo） 2=g mV2（2分）恰好等于碰前系统的总动能mV2,是弹性碰撞，此速度合理.（12分）答案：1V0或2 V0 3314 .【解析】物体受重力mg和支持力Fn的作用.设物体到达斜面底端 的速度为V,对物体由动能定理有mgh=1

20、mV （3分）由动量定理得mv I=mgt= 一 sin30（3分）由得I=20 N s （2分）物体的动量变化量 p=mv-0=10 kg - m/s,方向沿斜面方向向下.（2分）答案：20 N s 10 kg - m/s,方向沿斜面方向向下15 .【解题指南】解答本题应明确以下两点:(1)根据机械能守恒求解b球在最低点与a碰前的速度.(2)应用动量守恒求解a、b两球在最低点的碰后速度.【解析】(1)设小球a、b质量分别为m、m,细线长为L, b球摆至最低点与a球碰撞前的速度为v°,碰撞后的速度为v,则对b球摆至 最低点，由机械能守恒得1 2mgL= mv0(2分)最低点小球a、b碰撞由动量守恒定律得mvo=(m+m)v(2分)小球a、b一起摆至最高点，由机械能守恒得1 (mi+m)v 2=(m1+m)gL(1-cos 0)(2分)联立式得m=1_1m2. 1 - cos <1（1分）并代入题给数据得0 一 2一1 m2（1分） (2)两球在碰撞过程中损失的机械能是Q=ngL-(m1+m)gL(1-cos 0 )(2分)联立式，Q与碰前球b的最大动能E=mgL之比为Q .m1 m2 .、二1 一（1 - COSF）Ekm2（1分）联立式，并代入数据得9二1一"Ek2（1分）答案：（1） , 2-1（2）1- y 16.【解析】(