人教版高中物理选修一 第1章 第3节 动量守恒定律 基础
一、单项选择题(共8小题;共32分)
1. 如图所示,小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上,现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱,关于上述过程,下列说法正确的是
A. 男孩和木箱组成的系统动量守恒
B. 小车与木箱组成的系统动量守恒
C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D. 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
2. 如图,两滑块 、 在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块 的质量为 ,速度大小为 ,方向向右,滑块 的质量为 ,速度大小为 ,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是。(填选项前的字母)
A. 和 都向左运动 B. 和 都向右运动
C. 静止, 向右运动 D. 向左运动, 向右运动
3. 一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块 并留在其中, 、 用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,如图所示。则在子弹打击木块 及弹簧被压缩的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统
A. 动量守恒,机械能守恒 B. 动量不守恒,机械能守恒
C. 动量守恒,机械能不守恒 D. 无法判定动量、机械能是否守恒
4. 如图所示,小车放在光滑的水平面上,将系绳小球拉开到一定角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中
A. 小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统动量守恒
B. 小球向左摆动时,小车向右运动,且系统动量守恒
C. 小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车的速度不为零
D. 在任意时刻,小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反
5. 一只爆竹竖直升空后,在高为 处达到最高点并发生爆炸,分为质量不同的两块,两块质量之比为 ,其中质量小的一块获得大小为 的水平速度,重力加速度为 ,不计空气阻力,则两块爆竹落地后相距
A. B. C. D.
6. 一辆机车质量是 ,以速度 与原来静止的、质量为 的车厢碰撞挂接,挂接后它们的总动能是
A. B. C. D.
7. 如图所示,一车厢长度为 ,质量为 ,静止在光滑的水平面上,车厢内有一质量为 的物体,以初速度 向右运动,与车厢来回碰撞 次后静止在车厢中,这时车厢的速度为
A. 、水平向右 B. C. D.
8. 某弹射管每次弹出的小球速度相等。在沿光滑竖直轨道自由下落过程中,该弹射管保持水平,先后弹出两只小球。忽略空气阻力,两只小球落到水平地面的
A. 时刻相同,地点相同 B. 时刻相同,地点不同
C. 时刻不同,地点相同 D. 时刻不同,地点不同
二、双项选择题(共4小题;共16分)
9. 如图所示,物体 的质量是 的 倍,中间有一压缩弹簧,放在光滑水平面上,由静止同时放开两物体后一小段时间内
A. 的速度是 的一半 B. 的动量大于 的动量
C. 受的力大于 受的力 D. 总动量为零
10. 在质量为 的小车中挂有一单摆,摆球的质量为 。小车(和单摆)以恒定的速度 沿光滑水平地面运动,与位于正对面的质量为 的静止木块发生碰撞,碰撞的时间极短。在此碰撞过程中,下列哪个或哪些说法是可能发生的
A. 小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为 ,,,满足
B. 摆球的速度不变,小车和木块的速度变为 和 ,满足
C. 摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为 ,满足
D. 小车和摆球的速度都变为 ,木块的速度变为 ,满足
11. 放在光滑水平面上的 、 两小车中间夹着一个压缩轻质弹簧,用两手分别控制小车使小车处于静止状态,下列说法正确的是
A. 两手同时放开后,两车总动量为零
B. 先放开右手,后放开左手,两车总动量为零
C. 先放开左于,后放开右手,两车总动量为零
D. 两手先后放开后,两车总动量不守恒
12. 甲、乙两个质量相等的物体,以相同的初速度在水平面上自由滑行,甲物体先停下来。则
A. 甲物体受到的冲量大 B. 乙物体受到的冲量大
C. 两物体所受的冲量相等 D. 甲物体受到的阻力大
三、多项选择题(共1小题;共4分)
13. 两个物体在光滑水平面上发生正碰,可能发生的现象
A. 质量大的物体动量变化大
B. 两个物体动量变化大小相等,方向相反
C. 一个物体的速度减小,另一个物体的速度增加
D. 质量小的物体速度变化大
四、解答题(共2小题;共26分)
14. 如图所示,水平地面光滑, 和 质量均为 ,弹簧质量不计,速率 和 已知。
(1)当 、 距离最近时, 、 临界速率 、 各是多少 (设 )
(2)在乙图中,若 、 ,当 向右速度为 时, 的运动情况怎样
15. 年 月 日 时,嫦娥 号探测器在近月点制动成功,由椭圆环月轨道变为近圆形环月轨道。设探测器质量为 ,变轨前瞬间速度为 ,变轨后圆形轨道半径为 ,环月周期为 ,若制动时喷出气体的质量为 ,求气体喷出时的速度。
答案
第一部分
1. C
【解析】由动量守恒定律成立的条件可知男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒,选项A、B错误,C正确;
木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等,方向相反,选项D错误。
2. D
【解析】选向右为正方向,则 的动量 。
的动量 。碰前 、 的动量之和为零,根据动量守恒,碰后 、 的动量之和也应为零,可知四个选项中只有选项D符合题意。
3. C
【解析】动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零,本题中子弹、木块、弹簧组成的系统,水平方向上不受外力,竖直方向上受合外力之和为零,所以动量守恒。机械能守恒的条件是系统除重力、弹力做功外,其他力对系统不做功,本题中子弹穿入木块瞬间有部分机械能转化为内能(发热),所以系统的机械能不守恒,故C选项正确.A、 B、D错误。
4. D
【解析】小球与小车组成的系统在水平方向不受外力,在竖直方向所受合外力不为零,故系统只在水平方向动量守恒,故A、B错误;小球向左摆到最高点时,小球水平速度为零,小车的速度也为零,故C错误;系统水平方向总动量为零,在任意时刻,小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反,故D正确。故选D。
5. D
6. C
【解析】机车与车厢碰撞的过程,系统所受外力远小于内力,总动量守恒,根据动量守恒定律得 ,解得 ,则总动能为 ,故C正确,A、B、D错误。
7. C
8. B
第二部分
9. A, D
10. B, C
11. A, D
12. C, D
第三部分
13. B, C, D
第四部分
14. (1) 甲图:均为 ,乙图:均为
(2) 向右加速
15.
【解析】探测器制动过程,时间较短,内力远大于外力,可认为动量守恒,则根据动量守恒定律得
解得气体喷出速度
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