人教版高中物理选修3-5-第十六章动量守恒定律单元测试(含解析)

人教版高中物理选修3-5第十六章动量守恒定律单元测试(含解析)/高中物理选修动量守恒定律单元测试一．选择题（共小题）1．在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动，甲在冰上滑行的距离比乙远。假定两板与冰面间的动摩擦因数相同，下列判断正确的是（）A．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C．在分开时，甲的运动速度大于乙的运动速度D．在分开后，甲运动的加速度大小小于乙运动的加速度大小2ABx﹣t图象如图所示，其中abAB碰前的图象，cAB）A．2：3B．1：4C．3：2D．4：33．如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道M静止在光滑水平面上，一个物块m在水平地面上以大小为0的初速度向右运动并无能量损失地滑上圆弧轨道，当物块运动到圆弧轨道上某一位置时，物块向上的速度为零，此时物块与圆弧轨道的动能之比为1：2，则此时）A．1：2B．1：3C．1：6D．1：94．假设一小型宇宙飞船沿人造卫星的轨道在高空做匀速圆周运动，运动周期为T，如果飞船沿与其速度相反的方向抛出一个物体A，以后的运动可能是（）A．物体A与飞船运动周期都等于TB．物体A的运动周期等于T，而飞船的运动周期小于TC．物体A竖直下落，而飞船在原轨道上运动D．物体A和飞船的运动周期都大于T5．忽然“唵﹣﹣”的一声，一辆运沙车按着大喇叭轰隆隆的从旁边开过，小明就想，装沙时运沙车都是停在沙场传送带下，等装满沙后再开走，为了提高效率，他觉得应该让运沙车边走边装沙。设想运沙车沿着固定的水平轨道向前行驶，沙子从传送带上匀速地竖直漏下，已知某时刻运沙车前进的速度为v，单位时间从传送带上漏下的沙子质量为m，则下列说法中正确的是（）A．若轨道光滑，则运沙车和漏进车的沙组成的系统动量守恒B．若轨道光滑，则运沙车装的沙越来越多，速度却能保持不变C．已知此时运沙车所受的轨道阻力为F阻，则要维持运沙车匀速前进，运沙车的牵引力应为F＝F阻D．已知此时运沙车所受的轨道阻力为F阻应为F＝F阻+mv6．若物体在运动过程中，受到的合外力不为零，那么以下说法正确的是（）A．物体的动能一定变化B．物体的动量一定变化C．物体的速度大小和方向一定都变化D．物体的加速度一定变化7时，通常要下蹲后再站起。这样做是为了（）A．增大运动员的动量变化量B．减小运动员的动量变化量C．减小运动员的动量变化率D．增大地面对运动员的冲量80.8kg度为7m/s，迎面撞上速度为480km/h的飞机，鸟撞飞机的作用时间大约为7.5×﹣s，对飞机的撞击力约为（）A．1.34105NB．1.4910NC．1.3410ND．1.49105N9150m/s头遭到一质量约为0.2kg﹣10cm飞机相比可忽略，则飞机受到飞鸟对它的平均作用力的大小约为（）A．5×103NB．5×104NC．5x105ND．5×106N10m的运动员托着质量为Mt时间后再将重物h12历的时间分别为t1、2，则下面说法中正确的是（）AM+mt1+t2+△M+m（h+h2）B．地面对运动员的冲量为（M+m）（t1+t2+△0C．运动员对重物的冲量为0，运动员对重物做的功为Mgh+h2）D．运动员对重物的冲量为Mgt1+t0二．填空题（共5小题）．碰撞问题中，内力远大于外力，往往认为动量守恒，则：（1）若两物体发生一维碰撞，质量分别为m1和m2，碰前速度分别为1和2，碰后速度分别为v和v'，动量守恒的表达式为：。（2）根据机械能是否守恒，可以判断碰撞时弹性碰撞还是非弹性碰撞，那么：①弹性碰撞中＝成立（用（1②非弹性碰撞中＞成立（用（1③完全非弹性碰撞最显著的特征是（用（112A的质量mA＝1kgBmB＝4kgmC＝4kg的木块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦。现使A以v0＝12m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以4m/s的速度弹回，则A与B碰撞后瞬间，B的速度为m/s，C运动过程中的最大速度为m/s，整个过程中因为B、C之间的摩擦而产生的总内能为J。13．如图所示，位于光滑水平桌面上的质量均为m的小滑块P和Q都视作质点，Q与轻质弹簧相连。静止在水平面上，P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，在整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于P物体的速度为14．在光滑的水平面上有A、B两辆质量均为m的小车，保持静止状态，A车上站着一个质量为的人，当人从A车跳到B车上，并与B车保持相对静止，则A车与B车速度大小之比等于A车与B车动量大小之比等于。15．如图所示，将一质量m的石头从A点由静止释放，石头陷入泥潭并静止于C．小球在空中下落的时间为3t，在泥潭中运动的时间为，不计空气阻力，重力加速度为g陷入泥潭中阻力的冲量大小为，石头在泥潭中受到平均阻力大小为。三．计算题（共2小题）16M＝40kg的平板车置于光滑的水平地面上，车上有一质量为m＝50kg的上表面距离地面高为h＝0.8m，初始时人和车都静止。现在人以v0＝2m/s的水平速度从车的右边缘向右跳出，不计空气阻力，g＝10m/s2．求：（1）人跳离车后车的速度大小；（2）人跳车过程人做了多少功；（3）人刚落地时距离平板车右边缘多远。17BA以大小为v0的速度水平向右正对B物块运动并与之发生弹性碰撞，碰撞时间很短可不计，碰撞后B物块运动2m的位移停止。已知AB两物块质量分别为mA＝1kgmB＝4kgμ＝0.4，两物块可视为质点，重力加速度g＝10m/s2．求：（1）碰撞前瞬间A物块的速度大小v0；（2）最终A、B物块间的距离。参考答案与试题解析一．选择题（共小题）1．在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动，甲在冰上滑行的距离比乙远。假定两板与冰面间的动摩擦因数相同，下列判断正确的是（）A．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C．在分开时，甲的运动速度大于乙的运动速度D．在分开后，甲运动的加速度大小小于乙运动的加速度大小【分析】作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等，方向相反，同时产生同时消失。根据牛顿第二定律和运动学公式分析求解。【解答】解：A、作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等，在推的过程中，甲的推力等于乙的推力，故A错误；B、作用力和反作用力同时产生同时消失。甲推的乙的时间等于乙推甲的时间，故B错误；Dμmg＝maa＝μg，即他们的加速度的大小是相同的，故D错误；C2＝2ax乙的初速度，故C故选：C。2ABx﹣t图象如图所示，其中abAB碰前的图象，cAB）A．2：3B．1：4C．3：2D．4：3【分析】在位移时间图象中，斜率表示物体的速度，由图象可知碰撞前后的速度，根据动量守恒定律可以求出A、B球的质量关系。【解答】解：由图示图象可知，碰撞前，B球的速度：vA＝m/s＝﹣3m/s，B球的速度为：v＝m/s＝2m/s碰撞后，A、B两球的速度相等，为：vA′＝v′＝v＝m/s＝﹣1m/sA、B组成的系统动量守恒，以碰撞前B的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mAvA+mBv＝（mA+mB）v代入数据解得：，故ABD错误，C正确。故选：C。3．如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道M静止在光滑水平面上，一个物块m在水平地面上以大小为0的初速度向右运动并无能量损失地滑上圆弧轨道，当物块运动到圆弧轨道上某一位置时，物块向上的速度为零，此时物块与圆弧轨道的动能之比为1：2，则此时）A．1：2B．1：3C．1：6D．1：9【分析】根据题意判断动量是否守恒，当向上速度为零，两物体共速，根据题意求出质量之比，再根据动量守恒和能量守恒求出物块的动能和势能之比。【解答】解：因为水平面光滑，m和M看做系统水平方向动量守恒；当物块向上的速度为零，根据题意可知此时两物体速度相同又因为此时物块与圆弧轨道的动能之比为12即：＝1：2得到m：＝1：2根据动量守恒定律：mv＝（m+M）v得到：v0＝根据能量守恒定律：解得：此时物块的动能为Ek＝所以此时物块的动能与重力势能之比为1：6C正确，ABD错误故选：C。4．假设一小型宇宙飞船沿人造卫星的轨道在高空做匀速圆周运动，运动周期为T，如果飞船沿与其速度相反的方向抛出一个物体A，以后的运动可能是（）A．物体A与飞船运动周期都等于TB．物体A的运动周期等于T，而飞船的运动周期小于TC．物体A竖直下落，而飞船在原轨道上运动D．物体A和飞船的运动周期都大于T【分析】整个过程中系统动量守恒，而抛出后A的速度方向有几种可能，根据抛出后A的速度的大小和方向结合向心力的知识判断A物体的运动情况。ABCAA组成的系统动量守恒，因为物体A是沿飞船向后抛出，由动量守恒定律可知，飞船的动量一定增大，飞船的速度增大，根据万有引力提供向心力的特点可知，飞船将做离心运动，上升到高轨道，飞船的轨道半径r变大，飞船不可能在原轨道运动，由T＝2π可知，飞船的周期T变大，故ABC都错误；D、抛出后物体的速度方向有几种可能：①若抛出后物体的速度方向与飞船方向相同，则物体ArA变小，由T＝2π可知，A的周期变小，小于T；②若抛出后物体的速度为零，则A会在万有引力的作用下竖直下落。③若物体的速度方向与飞船方向相反，其大小可能等于飞船原来的速度，此时仍将在原轨道运行，rA不变，由T＝2π可知可知，A的周期不变，等于T；④A的速度也可能大于飞船原来的速度，此时也将上升到高轨道运动，rA变大，由由T＝2π可知，A的周期变大，大于T；由以上分析，故D正确；故选：D。5．忽然“唵﹣﹣”的一声，一辆运沙车按着大喇叭轰隆隆的从旁边开过，小明就想，装沙时运沙车都是停在沙场传送带下，等装满沙后再开走，为了提高效率，他觉得应该让运沙车边走边装沙。设想运沙车沿着固定的水平轨道向前行驶，沙子从传送带上匀速地竖直漏下，已知某时刻运沙车前进的速度为v，单位时间从传送带上漏下的沙子质量为m，则下列说法中正确的是（）A．若轨道光滑，则运沙车和漏进车的沙组成的系统动量守恒B．若轨道光滑，则运沙车装的沙越来越多，速度却能保持不变C．已知此时运沙车所受的轨道阻力为F阻，则要维持运沙车匀速前进，运沙车的牵引力应为F＝F阻D．已知此时运沙车所受的轨道阻力为F阻应为F＝F阻+mv【分析】t内漏进沙车的沙子△m为研究对象，由动量定理得车对漏进来的沙子向前的作用力，以沙车为研究对象根据平衡条件即可求解运沙车的牵引力。解：A不是总动量守恒，因为沙子的竖直动量在变化，故A错误；B、设某时刻沙车总质量为M，随后一段时间△t内漏进沙车的沙子质量为△m，则由水Mv+0M+mvB错误；Ct内漏进沙车的沙子△mF△tmv﹣0，得车对漏进来的沙子向前的作用力为＝mv，则以沙车为研究对象，由平FF′＝F，联立得，故C错误，D正确；故选：D。6．若物体在运动过程中，受到的合外力不为零，那么以下说法正确的是（）A．物体的动能一定变化B．物体的动量一定变化C．物体的速度大小和方向一定都变化D．物体的加速度一定变化【分析】物体在运动过程中所受到的合外力不为零，根据合力是否做功，分析动能是否变化。根据牛顿第二定律分析加速度和速度是否变化，根据动量定理分析动量的变化。AC力不做功，由动能定理得知物体的动能不变，比如匀速圆周运动，则速度大小不变，方向变化，故AC错误。B、由于合外力不为零，则合外力的冲量不为零，故物体的动量一定变化，故BD能变，如匀速圆周运动；故加速度可能不变，也可能变，故D错误。故选：B。7时，通常要下蹲后再站起。这样做是为了（）A．增大运动员的动量变化量B．减小运动员的动量变化量C．减小运动员的动量变化率D．增大地面对运动员的冲量【分析】运动员在脚接触地面后都有一个下蹲的过程，为的是减小地面对人的冲击力。运动员的动量变化量不变，根据动量定理分析。【解答】解：运动员完成空中动作落地时，通常要下蹲后再站起。延长了作用时间，根据动量定理可知，Ft＝△p，t运动员的冲力，F＝，即减小了运动员的动量变化率，故C正确，ABD错误。故选：C。80.8kg度为7m/s，迎面撞上速度为480km/h的飞机，鸟撞飞机的作用时间大约为7.5×﹣s，对飞机的撞击力约为（）A．1.34105NB．1.4910NC．1.3410ND．1.49105N【分析】对小鸟进行分析，碰撞过程由动量定理进行分析即可求得撞击力。【解答】解：480km/h133.3m/s，研究小鸟的受力情况，规定初速度为正，由动量定理有：Ft＝m△v，得：F＝＝N＝﹣1.49×6N，负号表示撞击力与鸟的初速度方向相反，故B正确，ACD错误。故选：B。9150m/s头遭到一质量约为0.2kg﹣10cm飞机相比可忽略，则飞机受到飞鸟对它的平均作用力的大小约为（）A．5×103NB．5×104NC．5x105ND．5×106N【分析】应用动量定理可以求出撞击时受到的平均撞击力。【解答】解：本题为估算题，可以认为撞击前鸟的速度为零，撞击后鸟与飞机的速度相等，飞机速度为：v＝150m/s，撞击的时间约为t＝s＝6×10﹣4s撞击过程可以认为鸟做匀加速直线运动，对鸟，由动量定理得：Ft＝mv﹣0F＝＝N＝5×104N，故错误，B正确；故选：B。10m的运动员托着质量为Mt时间后再将重物h12历的时间分别为t1、2，则下面说法中正确的是（）AM+mt1+t2+△M+m（h+h2）B．地面对运动员的冲量为（M+m）（t1+t2+△0C．运动员对重物的冲量为0，运动员对重物做的功为Mgh+h2）D．运动员对重物的冲量为Mgt1+t0【分析】由力的冲量的定义求冲量值，由W＝Fs求功。【解答】解：AB、因缓慢运动，则为平衡状态，则地面对运动员的力为（M+m）g，作用时间为（t+t2+tI＝（M+m）gt1+t2+△因地面对运动员的力的作用点没有位移，则地面对运动员做的功为0B正确，A错误；CD、运动员对重物的力为Mg，其冲量为I′＝Mg（t+t+△t的位移为（1+hMg（1+h2，CD错误。故选：B。二．填空题（共5小题）．碰撞问题中，内力远大于外力，往往认为动量守恒，则：（1）若两物体发生一维碰撞，质量分别为m1和m2，碰前速度分别为1和2，碰后速度分别为v和v'，动量守恒的表达式为：m11+m22＝m11'+mv'。（2）根据机械能是否守恒，可以判断碰撞时弹性碰撞还是非弹性碰撞，那么：①弹性碰撞中m1v1+m2v2＝m1v12+m2v22②非弹性碰撞中m1v1+m2v2＞m1v'2+m22'21③完全非弹性碰撞最显著的特征是v1'v'（用（1【分析】（1）碰撞过程系统动量守恒，碰撞前后系统总动量保持不变，根据题意求出动量守恒的表达式。（2）①弹性碰撞过程机械能守恒；②非弹性碰撞过程机械能不守恒，机械能有损失；③完全非弹性碰撞后两物体速度相等。【解答】：1m1的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m11+m22＝m11'+mv'；（2）①弹性碰撞过程系统机械能守恒，即：m112+m2v22＝m1v'2+m2v'；②非弹性碰撞过程系统机械能有损失，碰撞后机械能减少，即：m1v1+m2v22＞m1v'2+m2v'；③完全非弹性碰撞后两物体结合在一起，碰撞后两者速度相等，即：1'＝2'；1）m11+m2＝m1v'+m2'2）①m1v2+m2v22；m1v'2+m2v'；②m1v1+m2v22；m1v12+m2v'2；③1＝v2'。12A的质量mA＝1kgBmB＝4kgmC＝4kg的木块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦。现使A以v0＝12m/s的初速B碰撞后以4m/sA与B碰撞后瞬间，B的速度为4m/s，C运动过程中的最大速度为2m/sBC之间的摩擦而产生的总内能为16J。【分析】A与BBABB运动过程中的速度；碰撞后C在B上滑行一段距离后与BC的速度最大，由动量守恒定律可以求出C的最大速度；应用能量守恒定律可以求出因摩擦产生的内能。【解答】解：A与B碰后瞬间，C的运动状态未变，B速度最大。A、B系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：mAv0＝﹣mAvA+mBvB，代入数据得：vB＝4m/s；B与C相互作用使B减速、C加速，由于B板足够长，所以B和C能达到相同速度，二者共速后，C速度最大，B、C系统动量守恒，以B的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mBvB＝（mB+mC）vC，代入数据得：v＝2m/s；对B、C系统，由能量守恒定律得：，代入数据解得：Q＝16J；故答案为：；2；16。13．如图所示，位于光滑水平桌面上的质量均为m的小滑块P和Q都视作质点，Q与轻质弹簧相连。静止在水平面上，P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，在整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于mv2P物体的速度为v【分析】当P、Q速度相等时，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒定律求此时物体P的速度，根据系统的机械能守恒求出弹簧的最大弹性势能。【解答】解：PQ以P的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv＝（m+m）v1解得由能量守恒定律得解得：故答案为：mv2，v。14．在光滑的水平面上有A、B两辆质量均为m的小车，保持静止状态，A车上站着一个质量为的人，当人从A车跳到B车上，并与B车保持相对静止，则A车与B车速度大小之比等于3：2，A车与B车动量大小之比等于：2。【分析】对人以及两车组成的系统研究，该系统在整个过程中动量守恒。根据动量守恒定律求出A车与B车速度大小之比以及A车和B车的动量大小之比。【解答】解：对人、A、B两车组成的系统，取A车的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：0mvA﹣（m+）vB。可知：vA：B＝3：2。A车的动量大小pA＝mvA，B车的动量大小pBmvB，则pA：pB：2故答案为：：2；32。15．如图所示，将一质量m的石头从A点由静止释放，石头陷入泥潭并静止于C．小球在空中下落的时间为3t，在泥潭中运动的时间为，不计空气阻力，重力加速度为g陷入泥潭中阻力的冲量大小为4mgt，石头在泥潭中受到平均阻力大小为4mg。【分析】全过程根据动量定理求解阻力的冲量，根据冲量的计算公式求解阻力。【解答】解：设阻力的冲量为I，全过程根据动量定理可得：mg•4t﹣I＝0解得：I＝4mgt根据冲量的计算公式可得：I＝ft，解得：f＝4mg。故答案为：4mgt，4mg。三．计算题（共2小题）16M＝40kg的平板车置于光滑的水平地面上，车上有一质量为m＝50kg的上表面距离地面高为h＝0.8m，初始时人和车都静止。现在人以v0＝2m/s的水平速度从车的右边缘向右跳出，不计空气阻力，g＝10m/s2．求：（1）人