物理人教版选修3-5第十六章动量守恒定律单元检测B

物理人教版选修3-5第十六章动量守恒定律单元检测B
(时间：60分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题5分，
( http: / / www.21cnjy.com )共50分。在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分)
1．以初速度v水平抛出一质量为m的石块，不计空气阻力，则对石块在空中运动过程中的下列各物理量的判断正确的是(　　)。
A．在两个相等的时间间隔内，石块受到的冲量相同
B．在两个相等的时间间隔内，石块动量的增量相同
C．在两个下落高度相同的过程中，石块动量的增量相同
D．在两个下落高度相同的过程中，石块动能的增量相同
2．下列说法中正确的是(　　)。
A．作用在物体上的合外力越大，物体动量的变化就越快
B．作用在物体上的合外力的冲量越大，物体动量变化就越快
C．作用在物体上的冲量恒定时，物体的动量保持不变
D．延长物体间的相互作用时间，可以减小物体间的相互作用力
3．木块A和B用一根轻弹簧连接起来，放在光
( http: / / www.21cnjy.com )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(　　)。
A．A尚未离开墙壁前，A和B系统的动量守恒
B．A尚未离开墙壁前，A与B系统的动量不守恒
C．A离开墙后，A、B系统动量守恒
D．A离开墙后，A、B系统动量不守恒
4．一粒钢球从某高度处由静止自由下落，然后
( http: / / www.21cnjy.com )陷入泥潭某一深度，若钢球在空中下落时间为t，陷入泥潭中的时间为t′，且t∶t′＝2∶1，则钢球所受重力G与泥潭对钢球的平均阻力Ff之比等于(　　)。
A．1∶1
B．2∶1
C．1∶3
D．3∶1
5．质量为60
kg的建筑
( http: / / www.21cnjy.com )工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起来，安全带长5
m，g取10
m/s2，安全带所受的平均冲力的大小为1
100
N，安全带的缓冲时间是(　　)。
A．1.2
s
B．0.55
s
C．1
s
D．2.4
s
6．在一条直线上，运动方向相反的两球发
( http: / / www.21cnjy.com )生碰撞。以球1的运动方向为正，碰前球1、球2的动量分别是p1＝6
kg·m/s，p2＝－8
kg·m/s。若两球所在的水平面是光滑的，碰后各自的动量可能是(　　)。
A．p1′＝4
kg·m/s，p2′＝－6
kg·m/s
B．p1′＝－4
kg·m/s，p2′＝2
kg·m/s
C．p1′＝－8
kg·m/s，p2′＝6
kg·m/s
D．p1′＝－12
kg·m/s，p2′＝10
kg·m/s
7．如图所示为一空间探测器的示意图
( http: / / www.21cnjy.com )，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行。每台发动机开动时都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动。开始时，探测器以恒定的速率v0向正x方向平动。要使探测器改为向正x偏负y
60°的方向以原来的速率v0平动，则可(　　)。
A．先开动P1适当时间，再开动P4适当时间
B．先开动P3适当时间，再开动P2适当时间
C．开动P4适当时间
D．先开动P3适当时间，再开动P4适当时间
8．一个人在地面上立定跳远的最好成绩是x，假设他站立在车的A端要跳上距离在L远的站台上，车与地面的摩擦不计，如图，则(　　)。
A．只要L＜x，他一定能跳上站台
B．只要L＜x，他有可能跳上站台
C．只要L＝x，他一定能跳上站台
D．只要L＝x，他有可能跳上站台
9．如图所示，滑槽m1与滑块m2紧
( http: / / www.21cnjy.com )靠在一起，静止于光滑水平面上，小球m从m1的右上方无初速地滑下，当m滑到左方最高处时，m1运动状态为(　　)。
A．静止
B．向左运动
C．向右运动
D．无法确定
10．如图所示，小木块A用细线吊在O点，此刻
( http: / / www.21cnjy.com )小木块的重力势能为零。一颗子弹以一定的水平速度射入木块A中，并立即与A有共同的速度，然后一起摆动到最大摆角α。如果保持子弹入射的速度大小不变，而使子弹的质量增大，关于最大摆角α、子弹的初动能与木块和子弹一起达到最大摆角时的机械能之差ΔE，有(　　)。
A．α角减小，ΔE增大
B．α角增大，ΔE减小
C．α角增大，ΔE也增大
D．α角减小，ΔE也减小
二、填空题(本题共2小题，11题4分，12题12分，共16分。把正确答案填在题中的横线上)
11．光滑水平面上两小球a
( http: / / www.21cnjy.com )、b用不可伸长的松弛细绳相连。开始时a球静止，b球以一定速度运动直至绳被拉紧，然后两球一起运动，在此过程中两球的总动量________(选填“守恒”或“不守恒”)；机械能________(选填“守恒”或“不守恒”)。
12．用如图所示装置来验
( http: / / www.21cnjy.com )证动量守恒定律，质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上，O点到A球球心的距离为L，使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直线夹角为α，A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，保持α角度不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点。
(1)图中x应是B球初始位置到________的水平距离。
(2)为了验证两球碰撞过程动量守恒，应测得的物理量有________________。
(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球、
( http: / / www.21cnjy.com )B球的动量：pA＝________，pA′＝________，pB＝________，pB′＝________。
三、解答题(本题共3小题，共34分。要
( http: / / www.21cnjy.com )求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位)
13．(10分)质量分别为m1、m
( http: / / www.21cnjy.com )2的小球在同一直线上做弹性碰撞，它们在碰撞前后的位移—时间图象如图所示，若m1＝1
kg，m2的质量等于多少？
14．(12分)如图所示，质量为2m的木
( http: / / www.21cnjy.com )板静止在光滑的水平面上，轻弹簧固定在木板左端。质量为m的小木块(视为质点)从木板右端以速度v0沿木板向左滑行，小木块撞击弹簧，使弹簧压缩到最短时，它相对木板滑行的距离为L。小木块和木板间的动摩擦因数为μ，则弹簧压缩到最短时，木板的速度是多少？弹簧的弹性势能是多少？
15．(12分)如图所示，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde段是以O为圆心、R为半径的一小段圆弧。可视为质点的物块A和B紧靠在一起，静止于b处，A的质量是B的3倍。两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动。B到d点时速度沿水平方向，此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的。A与ab段的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，求：(1)物块B在d点的速度大小v；(2)物块A滑行的距离L。
参考答案
1.
答案：ABD　不计空气阻力，石
( http: / / www.21cnjy.com )块只受重力的冲量，无论路程怎样，两个过程的时间相同，重力的冲量就相同，A正确。据动量定理，物体动量的增量等于它受到的冲量，由于在两个相等的时间间隔内，石块受到重力的冲量相同，所以动量的增量必然相同，B正确。由于石块下落时在竖直方向上做加速运动，两个下落高度相同的过程所用时间不同，所受重力的冲量就不同，因而动量的增量不同，C错。据动能定理，外力对物体所做的功等于物体动能的增量，石块只受重力作用，在重力的方向上位移相同，重力做功就相同，因此动能增量就相同，D正确。
2.
答案：A　由F＝知，选项A正确。
3.
答案：BC　以A、B、弹簧为系统
( http: / / www.21cnjy.com )，撤去外力后，B向右运动，在A尚未离开墙壁前，系统受到墙壁的弹力FN，因此，该过程A、B系统动量不守恒，当A离开墙壁后，系统水平方向不受外力，故系统动量守恒，选项B、C正确。
4.
答案：C　对从开始下落到陷在泥潭中的全过程，由动量定理得：G(t＋t′)－Fft′＝0
由题意知t＝2t′
所以G∶Ff＝t′∶(t＋t′)＝1∶3。
5.
答案：A　选取人为研究对象，人下落过程中v2＝2gh，
v＝10
m/s，缓冲过程由动量定理(F－mg)t＝mv
t＝＝
s＝1.2
s。
6.
答案：BC　解答本题时要
( http: / / www.21cnjy.com )注意，两球的碰撞不一定是弹性碰撞，所以，它们在碰撞过程中动量守恒，但动能不一定守恒，一般情况下，要有一部分机械能转化为内能，除此之外，还要注意它们的速度关系。
经过计算可知，4种情况均符合动量守恒。一般来说，在碰撞过程中，要有一部分机械能转化为内能，即系统会损失一部分机械能，即有＋≥＋。
经计算知，选项D不符合上述关系，所以选
( http: / / www.21cnjy.com )项D错误；再仔细分析选项A、B、C中的速度关系，发现在选项A中，碰后两小球的速度方向不变，好像二者相互穿过一样(如图所示)，这显然是不可能的，所以选项A错误；同样对选项B、C进行分析，可以判断B、C是正确的。
7.
答案：A　先开P1，反冲作用使正x方
( http: / / www.21cnjy.com )向上的速度减小，再开P4，反冲作用使负y方向速度增加，合运动能符合要求，A正确；同理分析B、C、D错误。
8.
答案：B　若立定跳远时，人离地时速度为v，如题图从车上起跳时，人离车时人的速度为v′，车的速度为v车′，由能量守恒得：E＝，E＝
所以v′＜v，人跳出的距离变小，所以B正确。
9.
答案：B
10.
答案：C　设子弹质量为m，木块质量为m′，子弹打入木块满足动量守恒定律，mv0＝(m′＋m)v，子弹和木块的共同速度v＝，随后木块和子弹共同摆起至最大高度满足
(m′＋m)v2＝(m′＋m)gh，
h＝＝
可见，子弹质量m越大，h越高，α越大，子弹最初的机械能与最后的机械能之差
ΔE＝＝，
所以，子弹的质量m越大，ΔE越大。
11.
解析：动量守恒的条件
( http: / / www.21cnjy.com )是系统不受外力或所受外力之和为零，与系统的内力无关。机械能守恒的条件是除了重力之外无其他外力做功，这只是系统机械能守恒的必要条件，还要系统内力做功之和为零，而本情景中在细绳绷直的瞬间有内力做功，将部分机械能转化为内能，故机械能不守恒。
答案：守恒　不守恒
12.
答案：(1)落点　(2)mA、mB、α、β、H、L、x
(3)　　0
13.
解析：从位移—时间图象上可看出：m1和m2于t＝2
s时在位移等于8
m处碰撞，碰前m2的速度为0，m1的速度v0＝＝4
m/s
碰撞后，m1的速度v1＝－2
m/s
m2的速度v2＝2
m/s
由动量守恒定律得m1v0＝m1v1＋m2v2
解得m2＝3
kg。
答案：3
kg
14.
解析：设弹簧压缩最短时木板与小木块的共同速度为v，根据动量守恒定律得mv0＝(m＋2m)v①
设这时弹性势能为Ep，则这个过程中的能量关系为
＝
(2m＋m)v2＋μmgL＋Ep②
解①得v＝，并代入②解得Ep＝。
答案：　
15.
解析：(1)B在d点时，根据向心力公式得mg－mg＝，解得v＝。
(2)物块B从b到d的过程中，机械能守恒，
所以＝mgR＋①
物块A与B分离的过程中，动量守恒，
所以3mvA＝mvB′②
A做匀减速直线运动，由动能定理得
0－＝－3μmgL③
联立①②③解得L＝。
答案：(1)　(2)