高中物理动量守恒定律 同步练习_1人教版选修3-5.doc

1、优质文档优质文档动量守恒定律 同步练习本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。共 150 分考试用时120 分钟第卷（选择题共 40 分）一、本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分1人从高处跳到低处时，为了安全，一般都是让脚尖先着地，这是为了 （ ）A减小冲量B使动量的增量变得更小C增长和地面的冲击时间，从而减小冲力D增大人对地的压强，起到安全作用2假设一小型宇宙飞船沿人造地球卫星的轨道在高空做匀速圆周运动，如果飞船沿与其速度相反的方向抛

2、出一个物体 A。则下列说法中正确的是 （ ）AA 与飞船都可能沿原轨道运动BA 的轨道半径一定减小，飞船的轨道半径一定增加CA 可能沿地球半径的方向竖直下落，而飞船的轨道半径一定增大DA 的轨道半径可能增大，而飞船的轨道半径一定增大3在光滑的水平面上，并排放着质量相等的物体 A 和 B，并静止于水平面上，现用水平恒力 F 推 A ，此时沿 F 方向给 B 一个瞬时冲量 I，当 A 追上 B 时，它们运动的时间是（ ）AIBI2C I2 D F4汽车拉着拖车在平直公路上匀速行驶，突然拖车与汽车脱钩，而汽车的牵引力不变，各自受的阻力不变，则脱钩后，在拖车停止运动前 （ ）A汽车和拖车的总动量不变

3、B汽车和拖车的总动能不变C汽车和拖车的总动量增加 D汽车和拖车的总动能增加5在光滑水平面上，两球沿球心连线以大小相等的动量相向而行，并发生碰撞，下列现象可能发生的是 （ ）A若两球质量相同，碰后以某一相等速率互相分开B若两球质量相同，碰后以某一相等速率同向而行C若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开D若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行6如图 1 所示，质量为 m 的小车的水平底两端各装一根完全一样的弹簧，小车底v图 1优质文档优质文档板上有一质量为 m/3 的滑块，滑块与小车、小车与地面的摩擦力都不计。当小车静止时，滑块与小车、小车与地面的摩擦力都不计。当小车静止时，滑块以速度v

4、从间向右运动，在滑块来回与左右弹簧碰撞的过程中 （ ）A当滑块速度方向向右，大小为 v/4 时，一定是右边的弹 簧压缩量最大B右边弹簧的最大压缩量大于左边弹簧的最大压缩量C左边弹簧的最大压缩量大于右边弹簧的最大压缩量D两边弹簧的最大压缩量相等7如图 2 所示，小车 B 静止于水平轨道上，其左端固定一根劲度系数为 K 的轻弹簧，小车 B 的质量为 m2.小车 A 的质量为 m1，从高出水平轨道 h 处由静止开始沿曲轨道滑下，在水平轨道上与小车 B 发生相互作用。若轨道是光滑的，则弹簧压缩量最大时，A 车的速度 vA 和弹簧的弹性势能 Ep 分别为 （ ）AvA= gh2，EP=m1gh B 21

5、mghvA，EP=m1gh/2C 21mv， 21EPDvA= gh， 21mghEP。8如图 3 所示，两物体 A、B 用轻质弹簧相连静止在光滑水平面上，现同时对A、B 两物体施加等大反向的水平恒力 F1、F2，使 A、B 同时由静止开始运动，在运动过程中，对 A、B 两物体及弹簧组成的系统，正确的说法是（整个过程中弹簧不超过其弹性限度）A动量始终守恒 B机械能始终守恒C当弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大D当弹簧弹力的大小与 F1、F2 的大小相等时，A、B 两物速度为零。9如图 4 所示，分别用两个恒力 F1 和 F2，先后两次将质量为 m 的物体从静止开始沿着同一个粗糙的固定斜面由底端

6、推到顶端。第一次力 F1 的方向沿斜面向上，第二次力 F2 的方向沿水平向右，两次所用的时间相同。在这两个过程中（ ）AF1 和 F2 所做的功相同；B物体机械能变化相同；CF1 和 F2 对物体的冲量大小相同；D物体动量的变化量相同。10一颗速度较大的子弹，水平击穿原来静止在ABh图 2图 3m mF1 F2图 4优质文档优质文档光滑水平面上的木块。设木块对子弹的阻力恒定，则子弹入射速度增大时，下列说法正确的是 （ ）A木块获得的动能变大 B木块获得的动能变小C子弹穿过木块的时间变长 D子弹穿过木块的时间变短第卷（非选择题 共 110 分）二、本题共 2 小题，共 20 分。把答案填在题中的

7、横线上或按要求作图.11 （10 分）某同学用如图 5（甲）所示装置通过半径相同的 A、B 两球的碰撞来验证动量守恒定律， 图中 PQ 是斜槽，QR 为水平槽，实验时先使 A 球从斜槽上某一固定位置 G 由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作 10 次，得到 l0 个落点痕迹，再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让 A 球仍从位置 G 由静止开始滚下，和 B 球碰撞后，A、B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作 10次，图甲中 O 点是水平槽末端 R 在记录纸上的垂直投影点，B 球落点痕迹如图 5 乙所示，其中米尺水平放置，且平行于 G、R、D

8、所在的平面，米尺的零点与 O 对齐。（1）碰撞后 B 球的水平射程应取为 cm。（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量?A水平槽上未放 B 球时，测量 A 球落点位置到 O 点的距离BA 球与 B 球碰撞后，测量 A 球落点位置到 O 点的距离C测量 A 球或 B 球的直径D测量 A 球和 B 球的质量（或两球质量之比）E测量 G 点相对于水平槽的高度12 （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

9、置如图 6所示（弹簧的长度忽略不计） ，采用的实验步骤如下：a用天平分别测出滑块 A、B 的质量 mA、mB。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弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨图 6图 5优质文档优质文档上。d用刻度尺测出 A 的左端至 C 板的距离 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 A、B 分别到达 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，验证动量守恒定律的表达式是_，上式中算得的 A、B

10、 两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是_。（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。三、本题共 6 小题，90 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值与单位。13 （14 分）气球和悬挂物总质量为 M，以速度 v 匀速上升（如图 7） 。到某高处悬线断裂，落下质量为 M/5 的悬挂物，落地时速度大小为 3v，求悬挂物落成地时气球的速度大小。3vvv/4M/5MM/5图 7优质文档优质文档14 （14 分）质量为 M 的木块放在固定的水平面上，一颗质量为 m 的子弹以速度v

11、0 水平穿透木块后，速度减为 v0/2，现使该木块不固定，放在光滑水平面上，同样的子弹还以 v0 速度射中木块，若要射穿木块，问木块的质量 M 与子弹质量 m 必须满足的关系。15 （15 分）一手持质量为 m 的小球坐在热气球下的吊篮里，气球、吊篮和人的总质量为 M。气球以速度 v0 匀速上升，如图 8 所示，人突然将小球向上抛出，经过时间 t0 后小球又返回人手。若人手抛、接小球时相对吊篮的位置不变。试求：（1）抛球过程中人所做的功 W。（2）抛球者看到小球上升的最大高度 h。图 8优质文档优质文档16 （15 分）如图 9 所示，质量为 m 的木块（可视为质点）放在质量为 M 的有限长度

12、的木板中央，木块与木板间的动摩擦因数为 ，开始时木块与木板一起在光滑的水平面上以速度 v0 向右运动，为使木板和木块都停下来且木块又不滑出木板，可采用对木块瞬时施加一水平冲量的方法。（1）为了达到题中所述目的，应对题中哪些未知条件予以定量约束，并导出定量结果。（2）若外力对木块施加冲量瞬间对木块做功为零，则题中木板质量 M 和木块质量 m 之间应存在什么关系？17 （16 分）如图 10 所示，一轻质弹簧竖直固定在地面上，自然长度为 1m，上面连接一个质量为 m1=1kg 的物体，平衡时物体离地面 0.9m。距物体 m1 正上方高为0.3m 处有一个质量为 m2=1kg 的物体自由下落后与弹簧

13、上物体 m1 碰撞立即合为一体，一起在竖直面内做简谐振动。当弹簧压缩量最大时，弹簧长为 0.6m。求（g取 10m/s2）：（1）碰撞结束瞬间两物体的动能之和是多少？（2）两物体一起做简谐振动时振幅的大小？（3）弹簧长为 0.6m 时弹簧的弹性势能大小？Mmv0图 9m1m20.3m0.9m图 10优质文档优质文档18如图 11 所示，光滑水平面上静止放着长 L=2.0m 质量 M=3.0kg 的木板，一个质量 m=1.0kg 的小物体（可视为质点）放在离木板右端 a=0.4m 处，m 和 M 之间的动摩擦因数 =0.1.今对木板施加向右的拉力 F=10.0N，为使木板自物体下方分离出来，此拉

14、力作用时间不得少于多长？M Fam图 11优质文档优质文档参考答案1.C 2.CD 3.D 4.AD 5.AD 6.D 7.C 8.AC 9.BD 10.BD 11. （1）64.7（3 分，答数在 64.265.2 范围内的都给分。 ）（2）A、B、D（3 分，不是 A、B、D 的均给零分。 ）12 （1）B 的右端至 D 板的距离 L2（2）20BLmt， 测量时间、距离等存在误差，由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差。 （学生只要答对其中两点即可）（3） 能测出被压缩弹簧的弹性势能的大小，其表达式为221)()(ttEBAp。13.解：Mv=4Mv/5-3Mv/5 解得 v/=2v14.

15、解：当木块固定时，子弹穿过木块损失的动能转化为内能，则内能增量 E为2002083)(mvv当木块置于光滑水平面上时，设子弹射入木块后与木块具有相等的末速度 v。由动量守恒定律得：mv0=（M+m）v当 EMm220)(1时，即当20202083)(1mvMv时，子弹能射穿木块。由此式可解得 3.当2020208)(vv时，子弹不能射穿木块。由此式可解得 M3，即当M3m 时，子弹不能射穿木块。15解：20)(81tgmMW， 20)(81gtMmh16解：（1）设对木块施加的冲量为 I，木块被打击后的速度为 v1，选向右为正，由动量定理有：I=mv1mv0 对 m 和 M 在相互作用过程中应

16、用动量守恒定律有：MV0-mv1=0 由上述二式可解得：I=（M+m）v0 设板长最短为 L，对 m 和 M 在相互作用过程中应用能量守恒定律可得：gv22021由以上各式可解得： gmvL20)(应施加的约束是：冲量 I=（M+m）v0，方向与初速度方向相反。板长最短为：L20)(优质文档优质文档（2）依动能定理知木块受到瞬时冲量作用后速度应该仍是 v0，对 m 和 M 在相互作用过程中应用动量守恒定律有：Mv0mv0=0，解得 M=m. 17解：（1）设 m2 与 m1 碰前瞬间速度为 v0 有：2/02vmgh60ghm/sm2 与 m1 碰撞瞬间竖直方向近似动量守恒，设共同速度为 v1

17、，有：1202)(2/0v 5.12/)(12vmEk J（2）当弹簧压缩量最大时，振动物体的速度大小为 0，此时物体向下离开平衡位置距离最大，设为 A 即为所求振幅 1xg k=100N/m 212)(kxgm .0mA=Lx20.6=0.2m （3）m2 与 m1 碰后，系统机械能守恒。当弹簧恢复原长时，物体速度恰为零则：Ep=2mgA =8 J 18.解：设 M、m 最终以共同速度 v0 一起匀速运动，拉力 F 作用的最短时间为 t，则对 M、m 组成的系统由系统动量定理得：Ft=（M+m）v0对系统全过程运用能量守恒定律得：202 )(1)(1. vMaLgtaF而木板在拉力 F 作用下的加速度3mgFm/s2，可解得 t=0.8s.