2021年新课标版物理选修3-5-《动量守恒定律》章末测试.docx

动量守恒定律章末测试(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(每小题4分，共40分，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1甲、乙两个质量相同的物体，以相同的初速度在粗糙程度不同的水平面上运动，甲物体先停下来，乙物体后停下来，则()A甲受到的冲量大B乙受到的冲量大C两物体受到的冲量大小相等D两物体受到的冲量大小无法比较答案C2一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物体的机械能肯定增加B物体的机械能肯定削减C相同时间内，物体动量的增量肯定相等D相同时间内，物体动量的增量肯定相等解析不知力做功状况，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C3一个体重为50 kg的演员，走钢丝时不慎落下，当他落下5 m时，平安带拉直，绳子和人的作用时间1 s则这条平安带给人的平均冲力为(g10 m/s2)()A. 250 NB. 500 NC. 1 000 N D. 1 500 N解析人从高处落下，由运动学公式得v22gh，故v10 m/s.由于平安带的作用，人的速度由v变为零，取向上为正方向，依据动量定理得(Fmg)t0(mv)，则Fmg1 000 N，故C选项正确答案C4(多选题)木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是()Aa尚未离开墙壁前，a和b系统的动量守恒Ba尚未离开墙壁前，a和b系统的动量不守恒Ca离开墙后，a和b系统的动量守恒Da离开墙后，a和b系统的动量不守恒解析以a、b及弹簧为系统，撤去外力后，b向右运动，在a尚未离开墙壁前，系统所受合外力不为零，因此该过程系统动量不守恒，当a离开墙壁系统水平方向不受外力，系统动量守恒，故B、C选项正确答案BC5在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块开头时滑块静止若在滑块所在空间加一水平匀强电场E1，持续一段时间后马上换成与E1相反方向的匀强电场E2.当电场E2与电场E1持续时间相同时，滑块恰好回到初始位置，且具有动能Ek.在上述过程中，E1对滑块的电场力做功为W1，冲量大小为I1；E2对滑块的电场力做功为W2，冲量大小为I2.则()AI1I2B4I1I2CW10.25Ek，W20.75EkDW10.20Ek，W20.80Ek解析设物体的带电量为q，质量为m，E1、E2的作用时间都为t.运动过程如图所示物体由AB，加速度为a1，E2作用时由BA，加速度大小为a2，方向向左，以向右为正，则AB，sABa1t2，vBa1t.由BA，sBAvBta2t2，而sABsBA，得3a1a2，所以3E1E2.由电场对滑块的冲量IEqt，得，A、B错；因两段时间内电场力均做正功，且位移一样大，由WEqs，得，对全程应用动能定理W1W2Ek0，解得W10.25Ek，W20.75Ek，C对，D错答案C6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B7(多选题)如图所示，带有光滑弧形轨道的小车质量为m，放在光滑水平面上，一质量也是m的小球，以速度v沿轨道水平端向上滑去，至某一高度后再向下返回，则当小球回到小车右端时()A小球以后将向右做平抛运动B小球将做自由落体运动C小球在弧形槽内上升的最大高度为D此过程小球对小车做的功为mv2解析小球上升到最高点时与小车相对静止，有共同速度v，由水平方向动量守恒得mv2mv，由机械能守恒定律得mv22mv2mgh联立以上两式解得h故C选项错误；小球在返回小车右端时速度为v1，此时小车速度为v2，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得mvmv2mv1mv2mvmv联立解得v2v，v10，故B选项正确，A选项错误；再由动能定理可知D选项正确答案BD8车厢停在光滑水平轨道上，坐在车厢后面的人对车厢前壁放射了一颗子弹设子弹的质量为m，出口速度为v，车厢和人的质量为M，则子弹陷入车壁后，车厢的速度为()A.，向前 B.，向后C.，向前 D0解析子弹、车厢和人看作一个系统，此系统在放射子弹的过程中动量守恒系统放射子弹前的动量为零，则系统放射子弹后的动量也为零最终子弹、车厢和人成为一个整体，整体的动量为零，故速度为零，故D选项正确答案D9(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，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，开头时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，忽视一切摩擦，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马上停止运动DC与油泥粘在一起后，AB连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，或由牛顿运动定律推断，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；依据动量守恒得：0(Mm)v，所以v0，故选C.答案C二、试验题(包括2小题，共14分)11(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，确定不合理的是_.次数ABCDv10.480.601.200.24v20.480.401.600.96解析依据碰撞特点：动量守恒、碰撞后机械能不增加、碰后速度特点可以推断不合理的是BC.答案BC12(9分)在“探究碰撞中的守恒量”的试验中，也可以探究“mv2”这个量(对应于动能)的变化状况(1)若接受弓形弹片弹开滑块的方案，如图所示，弹开后的mv2的总量_弹开前mv2的总量，这是由于_(2)若接受图的方案，碰撞前mv2的总量_碰后mv2的总量，说明弹性碰撞中_守恒(3)若接受图的方案，碰撞前mv2的总量_碰后mv2的总量，说明非弹性碰撞中存在_损失答案(1)大于弹片的弹性势能转化为滑块的动能(2)等于机械能(3)大于机械能三、计算题(包括3小题，共46分，要求写出必要的说明和解题步骤，有计算的要注明单位)13(14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代入数据解得火箭启动后2 s末的速度为v m/s4 m/s. 答案4 m/s14(14分)在光滑的水平面上有一质量m120 kg的小车，通过一根不行伸长的轻绳与另一质量m225 kg的拖车连接，质量为m315 kg的物体放在拖车的平板上，物体与平面间的滑动摩擦因数0.20.开头时拖车静止，绳是松弛的，如图所示，当小车以v03 m/s的速度向前运动时，求：(1)m1、m2、m3以同一速度向前运动时的速度大小；(2)m3在拖车上滑行的距离解析(1)绳子被拉紧时，作用时间极短，且水平地面光滑所以m1、m2、m3三个物体组成的系统满足动量守恒，当三个物体共速时速度为v，则有m1v0(m1m2m3)v解得v m/s1 m/s.(2)在绳子拉直的瞬间，m3和拖车之间作用的摩擦力远小于绳子的作用力，由m1和m2组成的系统满足动量守恒绳子拉直瞬间，m1、m2获得速度v1，则有m1v0(m1m2)v1由功能关系m3gL(m1m2)v(m1m2m3)v2(L为m3在拖车上滑行的距离)两式联立解得L m.答案(1)1 m/s(2) m15(18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，最终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，依据动量守恒定律有m2v0(m1m2)v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又Fm2g解得t代入数据得t0.24 s. (2)要使物块恰好不从车面滑出，须使物块到达车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v，则m2v0(m1m2)v由功能关系有m2v(m1m2)v2m2gL代入数据解得v05 m/s故要使物块不从车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过5 m/s. 答案(1)0.24 s(2)5 m/s