2018-2019学年高二上学期第十六单元训练卷
物 理 （一）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．下列关于物体动量和冲量的说法中不正确的是( )
A．物体所受合外力冲量越大，它的动量就越大
B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定要改变
C．物体动量变化的方向，就是合外力冲量的方向
D．物体所受合外力越大，它的动量变化越快
2．一装有柴油的船静止于水面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱的油抽往后舱，如图所示。不计水的阻力，船的运动情况是( )
A．向前运动 B．向后运动
C．静止 D．无法判断
3．跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于( )
A．人跳在沙坑里的动量比跳在水泥地上的小
B．人跳在沙坑里的动量变化比跳在水泥地上的小
C．人跳在沙坑里受到的冲量比跳在水泥地上的小
D．人跳在沙坑里受到的平均作用力比跳在水泥地上的小
4．甲、乙两物体分别在恒力F1、F2的作用下，在光滑平面上沿同一直线运动，它们的动量随时间变化的关系如图所示。设甲在t1时间内所受的冲量为I1，乙在t2时间内所受的冲量为I2，则F、I的大小关系是( )
A．F1>F2，I1＝I2 B．F1C．F1>F2，I1>I2 D．F1＝F2，I1＝I2
5．如图所示，足够长的长木板A静止在光滑的水平地面上，质量为1 kg的物体B以v0＝3 m/s的水平速度冲上A，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上。若从B冲到木板A上到相对木板A静止这段时间内摩擦力对长木板的冲量大小为2 N·s，则A、B最后的共同速度及长木板的质量分别为( )
A．1 m/s，1 kg B．1 m/s，2 kg
C．2 m/s，1 kg D．2 m/s，2 kg
6．A、B两球在光滑的水平面上相向运动，其中球A的质量为mA＝4 kg，两球发生碰撞前后的位移—时间图象情况如图所示，则可知( )
A．B球质量为2 kg
B．B球质量为6 kg
C．碰撞过程中损失的机械能为20 J
D．碰撞是弹性碰撞，无机械能损失
7．A、B两车与水平地面间的动摩擦因数相同，两车仅在摩擦力作用下由运动到静止，下列说法中正确的是( )
A．若两车的初动量相同，质量大的滑行时间长
B．若两车的初动能相同，质量大的滑行时间长
C．若两车质量相同，动量大的滑行时间长
D．若两车质量相同，动能大的滑行时间长
8．如图所示，一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45 m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01 s。下列说法正确的是( )
A．球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 N
B．球棒对垒球的平均作用力大小为360 N
C．球棒对垒球做的功为126 J
D．球棒对垒球做的功为36 J
9．如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生碰撞后的运动状态可能是( )
A．A和B都向左运动 B．A和B都静止
C．A向左运动，B向右运动 D．A静止，B向右运动
10．如图所示，物块A、B间拴接一个压缩后被锁定的弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中A物块最初与左侧固定的挡板相接触，B物块质量为2 kg。现剪断A、B间的细绳，解除对弹簧的锁定，在A离开挡板后，B物块的v－t图如图所示，则可知( )
A．在A离开挡板前，A、B系统动量不守恒，之后守恒
B．在A离开挡板前，A、B与弹簧组成的系统机械能守恒，之后不守恒
C．弹簧锁定时其弹性势能为9 J
D．若A的质量为1 kg，在A离开挡板后弹簧的最大弹性势能为3 J
二、实验题（本题共2小题，共17分）
11．(5分)某同学在探究物体弹性碰撞的特点时，先提出了如下假设：两个物体碰撞前后各自的质量与自己的速度的乘积之和是不变的。为了验证这个假设，该同学设计了如图1所示的实验装置：先将弹性a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样尺寸大小的弹性b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。
(1)在安装斜槽轨道时，要注意 。
(2)选择弹性小球a、b时，小球a、b的半径ra、rb应该满足关系：ra______rb(填“>”或“=”或“<”)。
(3)本实验必须测量的物理量有以下哪些______。
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B．小球a、b的质量ma、mb
C．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行时间t
D．记录纸上O点到A、B、C各点的距离SOA、SOB、SOC
E．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(4)图2为测定未放被碰小球时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐，图中给出了小球a落点附近的情况，由图可得OB距离应为______cm，由实验测得的数据，如果满足等式_____，那么我们认为在碰撞中系统的动量是不变的。
12．(12分)某同学利用打点计时器和气垫导轨做探究碰撞中的不变量的实验。气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，导轨空腔内不断通入的压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。
(1)下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；
⑥先____________________，然后________________，让滑块带动纸带一起运动；
⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图乙所示；
⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g。
试完善实验步骤⑥的内容。
(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算结果保留三位有效数字。
计算碰撞前m1v1＋m2v2＝________kg·m/s；碰撞后m1v1′＋m2v2′＝________kg·m/s。
计算碰撞前m1v＋m2v＝________kg·m2/s2；碰撞后m1v′＋m2v′＝________kg·m2/s2。
计算碰撞前＋＝________m/(s·kg)；碰撞后＋＝________m/(s·kg)。
(3)通过以上计算可知，碰撞中的不变量应是__________________________________________。
(4)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是________________________________________。
三、解答题（本题共4小题，共43分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
13．(8分)一质量为M的航天器远离太阳和行星，正以速度v0在太空中飞行，某时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出质量为m的气体，气体向后喷出的速度大小为v1，求加速后航天器的速度大小。（v0 、v1均为相对同一参考系的速度）
14．(10分)质量m的滑块A静止在光滑水平地面上，滑块B以初速度为v0向右运动，并与A发生碰撞。已知B的质量是A的k（k取正整数）倍。
(1)若滑块A、B发生完全非弹性碰撞，求碰后B的速度；
(2)若滑块A、B发生完全弹性碰撞，求碰撞后A、B的速度。
15．(12分)如图所示，一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自己刚好能回到高处A。求男演员落地点C与O点的水平距离x。已知男演员质量m1和女演员质量m2之比＝2，秋千的质量不计，秋千的摆长为R，C点比O点低5R。
16．(13分)如图所示，质量为m＝1.0 kg的物块A以v0＝4.0 m/s速度沿粗糙水平面滑向静止在水平面上质量为M＝2.0 kg的物块B，物块A和物块B碰撞时间极短，碰后两物块粘在一起。已知物块A和物块B均可视为质点，两物块间的距离为L＝1.75 m，两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.20，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)物块A和物块B碰撞前的瞬间，物块A的速度v的大小；
(2)物块A和物块B碰撞的过程中，物块A对物块B的冲量I；
(3)物块A和物块B碰撞的过程中，系统损失的机械能ΔE。
2018-2019学年高二上学期第十六单元训练卷
物 理（一）答 案
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．【答案】A
【解析】据动量定理得I合＝Δp，即I合与Δp等大同向，A错误，B、C正确；又I合＝F合Δt，所以F合＝，故F合越大，就越大，D正确。
2．【答案】A
【解析】虽然抽油的过程属于船与油的内力作用，但油的质量发生了转移，从前舱转移到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程，故A正确。
3．【答案】D
【解析】人在下落中接触地面的瞬间速度不变，故跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量是相等的。故A错误；人跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量是相等的，到人的动量变成0，动量的变化是相等的。故B错误；人跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量变化是相等的，则由动量定理mv=Ft可知，人受到的冲量也是相等的，但在沙坑中由于沙的缓冲，使减速时间延长，故人受到的冲力将小于人在地面上的冲力，故人跳到沙坑里要安全，故C错误，D正确。
4．【答案】A
【解析】冲量I＝Δp，从图上看，甲、乙两物体动量变化的大小相同，所以冲量大小I1＝I2。又因为冲量I1＝F1t1，I2＝F2t2，t2>t1，所以F1>F2。
5．【答案】B
【解析】摩擦力对长木板的冲量大小为2 N·s，则摩擦力对物体B的冲量大小也为2 N·s，根据动量定理得：I＝mBv0－mBv，代入数据解得：v＝1 m/s，对长木板用动量定理，I＝mAv，代入数据解得：mA＝2 kg，故B正确。
6．【答案】B
【解析】根据图象可知，A、B两物体在2s末时刻发生碰撞，x﹣t图象的斜率表示速度，则碰前A的速度为：，B的速度为：。碰后的AB的速度为：v=。根据动量守恒定律得：mAvA+mBvB=（mA+mB）v，解得：mB=6kg，故A错误，B正确；根据能量守恒得，损失的机械能为：，代入数据得：△E=30J，故C、D错误。
7．【答案】CD
【解析】小车仅在摩擦力作用下由运动到静止，故小车减速运动的加速度a=f/m=μg不变。若两车的初动量相同，即p=mv相等，那么，质量大的初速度小，故滑行时间短，故A错误；若两车的初动能相同，即Ek=相等，那么，质量大的初速度小，故滑行时间短，故B错误；若两车质量相同，动量大的初速度大，故滑行时间长，故C正确；若两车质量相同，动能大的初速度大，故滑行时间长，故D正确。
8．【答案】AC
【解析】设球棒对垒球的平均作用力为F，由动量定理得·t＝m(vt－v0)，取vt＝45 m/s，则v0＝－25 m/s，代入上式，得＝1260 N，由动能定理得W＝mv－mv＝126 J，选项A、C正确。
9．【答案】BC
【解析】两球碰撞过程动量守恒，以两球组成的系统为研究对象，取水平向右方向为正方向，碰撞前系统总动量：，系统总动量为0，系统动量守恒，则碰撞前后系统总动量都是0；若碰撞为完全非弹性碰撞，则碰撞后二者的速度相等，都是0；若碰撞不是完全非弹性碰撞，则碰撞后二者的速度方向运动相反，即A向左运动，B向右运动，故B、C正确，A、D错误。
10．【答案】ACD
【解析】在A离开挡板前，由于挡板对A有作用力，所以A、B系统所受合外力不为零，则系统动量不守恒；离开挡板之后，系统的合外力为零，动量守恒，故A正确；在A离开挡板前，挡板对A的作用力不做功，A、B及弹簧组成的系统在整个过程中只有弹簧的弹力做功，机械能都守恒，故B错误；解除对弹簧的锁定后至A刚离开挡板的过程中，弹簧的弹性势能释放，全部转化为B的动能，根据机械能守恒定律，有：，由图象可知，vB=3m/s，解得：Ep=9J，故C正确。分析A离开挡板后A、B的运动过程，并结合图象数据可知，弹簧伸长到最长时A、B的共同速度为v共=2m/s，根据机械能守恒定律和动量守恒定律，有：mBv0=（mA+vB）v共；；联立解得：E′p=3J，故D正确。
二、实验题（本题共2小题，共17分）
11．【答案】(1)使斜槽末端切线水平 (2) = (3)BD (4)46.42 maSOB=maSOA+maSOB
【解析】(1)小球离开斜槽后做平抛运动，为保证小球离开斜槽后做平抛运动，在安装斜槽轨道时，要注意使斜槽末端切线水平.
(2)若要保证两球是对心碰撞，需要两个球大小相同，则.
(3)如果碰撞过程系统动量守恒定律，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mava=mava'+mbvb′，小球离开斜槽后做平抛运动的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，两边同乘以时间t，mavat=mava't+mbvb′t，则有：maSOB=maSOA+mbSOB，则实验需要测量两球的质量、O点到A、B、C各点的距离sOA、sOB、sOC，故选BD；
(4)由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，O、B间的距离为46.42cm；由理论公式分析可知，实验需要验证的表达式为：maSOB=maSOA+mbSOB.
12．【答案】(1)接通打点计时器的电源 放开滑块1 (2)0.620 0.618 1.24 0.742 6.45 9.72
(3)滑块1、2碰撞前后的质量与速度乘积的矢量和 (4)纸带与打点计时器限位孔有摩擦
【解析】 (1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1.
(2)碰撞前滑块1的速度v1＝ m/s＝2 m/s，m1v1＝0.31×2 kg·m/s＝0.620 kg·m/s
碰撞前滑块2的速度v2＝0，
碰撞后两滑块具有相同的速度v＝ m/s＝1.2 m/s
m1v1′＋m2v2′＝(m1＋m2)v＝(0.310＋0.205)×1.2 kg·m/s＝0.618 kg·m/s
m1v＋m2v＝1.24 kg·m2/s2，m1v′＋m2v′＝0.742 kg·m2/s2
＋＝6.45 m/(s·kg)，＋＝9.72 m/(s·kg)．
(3)通过以上计算可知，碰撞中的不变量应是滑块1、2碰撞前后的质量与速度乘积的矢量和．
(4)计算结果不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦．
三、解答题（本题共4小题，共43分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
13．【解析】设加速后航天器的速度大小为v，由动量守恒定律有：
Mv0=-mv1+（M-m）v
解得
14．【解析】(1)若滑块A、B发生完全非弹性碰撞，则滑块B碰A后的两者速度相同，设碰后两者速度为v，据动量守恒可得：
解得：碰后B的速度
(2)若滑块A、B发生完全弹性碰撞，设碰后A、B速度分别为、，则
由动量守恒得：
由机械能守恒得：
联立解得：、
15．【解析】设分离前男女演员在秋千最低点B的速度为v0，由机械能守恒定律有
(m1＋m2)gR＝(m1＋m2)v
设刚分离时男演员速度的大小为v1，方向与v0相同；女演员速度的大小为v2，方向与v0 相反，由动量守恒定律有
(m1＋m2)v0＝m1v1－m2v2
分离后，男演员做平抛运动，设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t，根据题给条件，由运动学规律4R＝gt2，x＝v1t。女演员刚好回到A点，由机械能守恒定律得m2gR＝m2v，已知m1＝2m2，由以上各式可得x＝8R。
16．【解析】(1)物块A运动到和物块B碰撞前的瞬间，根据动能定理可知：－μmgL＝mv2－mv
解得：v＝3 m/s。
(2)以物块A和物块B为系统，根据动量守恒可知：mv＝(m＋M)v1
以物块B为研究对象，根据动量定理可知：I＝Mv1
解得：I＝2 N·s，方向水平向右。
(3)以物块A和物块B为系统，根据能量关系可知：ΔE＝mv2－(m＋M)v
解得：ΔE＝3 J。
2018-2019学年高二上学期第十六单元训练卷
物 理 （二）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．从空中某一高度同时平抛，自由落下两个质量均为m的小球，不计空气阻力，在小球落至地面的过程中( )
A．它们的动能变化不同，动量变化相
B．它们的动能变化相同，动量变化相同
C．它们的动能变化不同，动量变化不同
D．它们的动能变化相同、动量变化都不同
2．图中有一位聪明的小屁孩不小心误入光滑的冰面上，他哭着脱下1 kg的棉袄以2 m/s的速度水平扔出，最终他滑出冰面脱离危险，已知脱掉棉袄后小屁孩的质量为16 kg，则他脱离危险的速度大小为( )
A．0.100 m/s B．0.120 m/s
C．0.125 m/s D．0.150 m/s
3．我国女子短道速滑队在世界大赛中屡屡创造佳绩。观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交捧”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则( )
A．甲对乙的冲量和乙对甲的冲量一定相同
B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功
4．2018年3月22日，一架中国国际航空CA103客机，从天津飞抵香港途中遭遇鸟击，飞机头部被撞穿约一平方米的大洞，雷达罩被砸穿，所幸客机及时安全着陆，无人受伤。若飞机的速度为700 m/s，小鸟在空中的飞行速度非常小，小鸟的质量为0.4 kg。小鸟与飞机的碰撞时间为2.5×10-4 s。则飞机受到小鸟对它的平均作用力的大小约为( )
A．104 N B．105 N C．106 N D．107 N
5．在光滑水平面上，质量为m的小球A正以速度v0匀速运动。某时刻小球A与质量为3m的静止小球B发生正碰，两球相碰后，A球的动能恰好变为原来的。则碰后B球的速度大小是( )
A． B． C．或 D．无法确定
6．一质量为m的铁锤，以速度v竖直打在木桩上，经过Δt时间而停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是( )
A． mgΔt B． C． D．
7．蹦极是勇敢者的运动，深受年轻人的喜爱。如图所示，蹦极者从高台跳下，在空中经历加速、减速下降至速度为零，然后再通过反弹上升。设蹦极者在空中自由下落的运动过程为Ⅰ，弹性绳张紧至最低点速度为零的过程为Ⅱ，不计空气阻力，则下列判断正确的是( )
A．在过程Ⅰ中，蹦极者受到的重力冲量等于动量的改变量
B．在过程Ⅰ中，蹦极者受到重力冲量的大小与过程Ⅱ中绳子弹力冲量的大小相等
C．在过程Ⅰ中，每秒钟蹦极者动量的变化量相同
D．在过程Ⅱ中的任意一段时间内，蹦极者受到合力的冲量方向始终向上
8．在光滑水平面上，有A、B两个小球沿同一直线向右运动，已知碰前两球的动量分别pA＝12 kg·m/s、pB＝13 kg·m/s，碰撞后它们动量的变化量ΔpA与ΔpB有可能是( )
A．ΔpA＝－3 kg·m/s，ΔpB＝3 kg·m/s B．ΔpA＝4 kg·m/s，ΔpB＝－4 kg·m/s
C．ΔpA＝－5 kg·m/s，ΔpB＝5 kg·m/s D．ΔpA＝－24 kg·m/s，ΔpB＝24 kg·m/s
9．如图所示，在光滑水平面上，质量为m的小球 A和质量为m的小球B通过轻弹簧相连并处于静止状态，弹簧处于自然伸长状态；质量为m的小球C以初速度v0沿AB连线向右匀速运动，并与小球A发生弹性碰撞。在小球B的右侧某位置固定一块弹性挡板(图中未画出)，当小球B与挡板发生正碰后立刻将挡板撤走。不计所有碰撞过程中的机械能损失，弹簧始终处于弹性限度内，小球B与挡板的碰撞时间极短，碰后小球B的速度大小不变，但方向相反。则B与挡板碰后弹簧弹性势能的最大值Em可能是( )
A．mv B．mv
C．mv D．mv
10．在冰壶比赛中，球员手持毛刷擦刷冰面，可以改变冰壶滑行时受到的阻力。 如图a所示，蓝壶静止在圆形区域内，运动员用等质量的红壶撞击蓝壶，两壶发生正碰。若碰撞前、后两壶的 v－t图像如图 b 所示。关于冰壶的运动，下列说法正确的是( )
A．两壶发生弹性碰撞
B．碰撞后两壶相距的最远距离为1.1 m
C．蓝壶受到的滑动摩擦力较大
D．碰撞后蓝壶的加速度大小为0.12 m/s2
二、实验题（本题共2小题，共17分）
11．(7分)如图所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz。开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用细绳连接，细绳烧断后，两个滑块向相反方向运动。已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，细绳烧断后，A滑块做________运动，其速度大小为________m/s，B滑块做________运动，其速度大小为________m/s，A、B动量分别为_______ kg·m/s，_______ kg·m/s，本实验得出的结论是____________________。
12．(10分)如图所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图所示。
(1)在这个实验中，为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1__________m2(填“>”或“<”)；除了图中器材外，实验室还备有下列器材，完成本实验还必须使用的两种器材是______。
A．秒表 B．天平 C．刻度尺 D．打点计时器
(2)下列说法中正确的是______。
A．如果小球每次从同一位置由静止释放，每次的落点一定是重合的
B．重复操作时发现小球的落点并不重合，说明实验操作中出现了错误
C．用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
D．仅调节斜槽上固定位置C，它的位置越低，线段OP的长度越大
(3)在某次实验中，测量出两个小球的质量m1、m2，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，测量出三个落点位置与O点距离OM、OP、ON的长度。在实验误差允许范围内，若满足关系式____________，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒；若碰撞是弹性碰撞，则仅需满足的关系式是____________。(用测量的量表示)
(4)某同学在做这个实验时，记录下小球三个落点的平均位置M、P、N，如图所示。他发现M和N偏离了OP方向。这位同学猜想两小球碰撞前后在OP方向上依然动量守恒，他想到了验证这个猜想的办法：连接OP、OM、ON，作出M、N在OP方向上的投影点M′、N′。分别测量出OP、OM′、ON′的长度。若在实验误差允许的范围内，满足关系式： 则可以认为两小球碰撞前后在OP方向上动量守恒。
三、解答题（本题共4小题，共43分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
13．(10分)花样滑冰是一个竞技体育与艺术完美结合的体育项目。在某花样滑冰赛场上，男女运动员一起以v0＝2 m/s的速度沿直线匀速滑行，某时刻男运动员将女运动员以v1＝6 m/s的速度向前推出，已知男运动员的质量为M＝60 kg，女运动员的质量为m＝40 kg，不计冰面的摩擦阻力，求：
(1)将女运动员推出后，男运动员的速度；
(2)在此过程中，男运动员推力的冲量大小。
14．(10分)如图，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上。现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以v0、v0的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动。滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值，两次碰撞时间均极短。求B、C碰后瞬间共同速度的大小。
15．(10分)如图所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，上表面粗糙，在其左端有一光滑的圆弧槽C，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B、C静止在水平面上。现有滑块A以初速度v0从右端滑上B，并以滑离B，恰好能到达C的最高点。A、B、C的质量均为m，试求：
(1)A滑到B最左端时，B、C的速度；
(2)木板B上表面的动摩擦因数μ；
(3)圆弧槽C的半径R。
16．(13分)两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段。两者的位置x随时间t变化的图象如图所示。求：
(1)滑块a、b的质量之比；
(2)整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。
2018-2019学年高二上学期第十六单元训练卷
物 理（二）答 案
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．【答案】B
【解析】根据动能定理知，两球在整个运动过程中只有重力做功，下降的高度相同，则重力做功相同，动能的变化量相同；因下落的时间相同，根据动量定理Δp＝mgt可知动量的变化相同，选项B正确。
2．【答案】C
【解析】小屁孩和他的棉袄组成的系统在光滑的冰面上所受外力为零，系统动量守恒，根据动量守恒定律：m1v1+m2v2=0，即1×2+16v2=0，解得v2=-0.125m/s，即该小孩脱离危险的速度大小为0.125m/s，C正确。
3．【答案】B
【解析】甲、乙间的作用力是作用力与反作用力，大小相等、方向相反，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等、方向相反，她们相互作用的冲量不相等，故A错误；由于甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等、方向相反，根据动量定理，甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反，故B正确；甲、乙间的作用力大小相等，不知道甲、乙的质量关系，动量变化大小相等，动能变化不一定相等。不能求出甲乙动能变化关系，无法判断做功多少，故C错误，D错误。
4．【答案】C
【解析】鸟与飞机撞击时系统动量守恒，以飞机的初速度方向为正方向，由于鸟的质量远小于飞机的质量，鸟的速度远小于飞机的速度，鸟的动量远小于飞机的动量，可以忽略不计，由动量守恒定律可知，碰撞后鸟与飞机的速度相等，为v=700m/s，对小鸟，由动量定理得：，解得：，接近106N，C正确。
5．【答案】A
【解析】根据碰后A球的动能恰好变为原来的，由Ek=mv2知，速度大小变为原来的。取碰撞前A球速度方向为正方向，得 v′=±v0；碰撞过程中AB动量守恒，则有：mv0=mv′+3mvB；当 v′=v0时，解得：vB=v0；因vB＜v0，不符合运动情况，故不可能。当 v′=-v0，解得：vB=v0，故选A。
6．【答案】C
【解析】对铁锤应用动量定理，设木桩对铁锤的平均作用力为F，则有，解得，所以铁锤对木桩的平均冲力，故C正确。
7．【答案】AC
【解析】在过程Ⅰ中，蹦极者只受重力，重力冲量等于在过程Ⅰ中动量的改变量，mg=，每秒钟重力的冲量相等，每秒钟蹦极者动量的变化量就相同，故A、C正确；在过程Ⅰ中，蹦极者受到重力冲量的大小与过程Ⅱ中绳子弹力与重力合冲量的大小相等，方向相反，故B错误；在过程Ⅱ中的开始阶段，重力大于弹性绳的弹力，蹦极者受到合力的冲量方向向下，故D错误。
8．【答案】AC
【解析】如果△PA=-3kg?m/s，△PB=3kg?m/s，遵守动量守恒定律。碰后两球的动量分别为 P′A=PA+△PA=12kg?m/s-3kg?m/s=9kg?m/s、P′B=PB+△PB=13kg?m/s+3kg?m/s=16kg?m/s，可知，碰撞后A的动能减小，B的动能增大，不违反能量守恒定律，是可能的，故A正确；如果△PA=4kg?m/s，△PB=-4kg?m/s，遵守动量守恒定律。A球的动能增加，B球的动能减小，不符合实际的运动情况，不可能，故B错误；如果△PA=-5kg?m/s，△PB=5kg?m/s，遵守动量守恒定律。碰后两球的动量分别为 P′A=PA+△PA=12kg?m/s-5kg?m/s=8kg?m/s、P′B=PB+△PB =13kg?m/s+5kg?m/s=18kg?m/s，可知，碰撞后A的动能减小，B的动能增大，不违反能量守恒定律，是可能的，故C正确；如果△PA=-24kg?m/s，△PB=24kg?m/s，遵守动量守恒定律。碰后两球的动量分别P′A=PA+PA=12kg?m/s-24kg?m/s=-12kg?m/s、P′B=PB+△PB =13kg?m/s+24kg?m/s=37kg?m/s，可知，碰撞后A的动能不变，B的动能增大，违反了能量守恒定律，是不可能的，故D错误。
9．【答案】BC
【解析】质量相等的C球和A球发生弹性碰撞后速度交换，当A、B两球的动量相等时，B球与挡板相碰，则碰后系统总动量为零，则弹簧再次压缩到最短即弹性势能最大(动能完全转化为弹性势能)，根据机械能守恒定律可知，系统损失的动能转化为弹性势能Ep＝mv，B正确；当B球速度恰为零时与挡板相碰，则系统动量不变化，系统机械能不变；当弹簧压缩到最短时，mv0＝，弹性势能最大，由功能关系和动量关系可求出Ep＝mv－×mv＝mv，所以，弹性势能的最大值介于二者之间都有可能，C正确。
10．【答案】BD
【解析】设碰后蓝壶的速度为v，碰前红壶的速度v0=1.0m/s，碰后红壶的速度为v′0=0.4m/s，取碰撞前红壶的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得：mv0=mv′0+mv，解得：v=0.6m/s；碰撞前两壶的总动能为 Ek1=mv02=0.5m。碰撞后前两壶的总动能为 Ek2=mv′02+mv2=0.26m＜Ek1，所以两壶碰撞为非弹性碰撞，故A错误；根据碰前红壶的速度图象可知红壶的加速度大小为：，所以蓝壶静止的时刻为：，速度图象与坐标轴围成的面积表示位移，则碰后两壶相距的最远距离为：，故B正确；根据v-t图象的斜率表示加速度，知碰后红壶的加速度比蓝壶的加速度小，两壶质量相等，所以红壶的滑动摩擦力比蓝壶的滑动摩擦力大，故C错误；碰后蓝壶的加速度大小为，故D正确。
二、实验题（本题共2小题，共17分）
11．【答案】匀速直线 0.09 m/s 匀速直线 0.06 m/s 0.018 kg·m/s 0.018 kg·m/s 系统动量守恒
【解析】根据照片记录的信息可知A滑块做匀速直线运动；频闪照相的时间间隔，其速度大小为；根据照片记录的信息可知B滑块做匀速直线运动，其速度大小为，A的动量PA=mAvA=0.200kg×0.09m/s=0.018kg?m/s，B的动量PB=mBvB=0.300kg×0.06m/s=0.018kg?m/s，由此可见A、B的动量大小相等、方向相反，它们的总动量为零，与释放前的动量相等，因此系统动量守恒。
12．【答案】(1) > BC (2)C (3)m1OP＝m1OM＋m2ON m1OP2＝m1OM2＋m2ON2 (4) m1OP＝m1OM?＋m2ON?
【解析】（1）为了防止入射球碰后反弹，应让入射球的质量大于被碰球的质量，即；小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证：，因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移，因此可以直接用水平位移代替速度进行验证，故有，实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，测量小球落地点的位置需要毫米刻度尺，因此需要的实验器材有BC。
（2）A、由于各种偶然因素，如所受阻力不同等，小球的落点不可能完全重合，落点应当比较集中，但不是出现了错误，故AB错误；C、由于落点比较密集，又较多，每次测量距离很难，故确定落点平均位置的方法是最小圆法，即用尽可能最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表落点的平均位置，故C正确；D、仅调节斜槽上固定位置C，它的位置越低，由于水平速度越小，则线段OP的长度越小，故D错误。
（3）若两球相碰前后的动量守恒，则，又，，，代入得： ，若碰撞是弹性碰撞，满足能量守恒，则：，代入得；。
（4）如图所示，连接OP、OM、ON，作出M、N在OP方向上的投影点，如图所示，分别测量出的长度。若在实验误差允许范围内，满足关系式，则可以认为两小球碰撞前后在OP方向上动量守恒。
三、解答题（本题共4小题，共43分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
13．【解析】（1）设推出女运动员后，男运动员的速度为v2，根据动量守恒定律
解得，“﹣”表示男运动员受到方向与其初速度方向相反。
（2）在此过程中，对女运动员有：I=mv1-mv0，解得I=160N·s.
14．【解析】设滑块质量为m，A与B碰撞前A的速度为vA，由题意知，碰后A的速度vA′＝v0，B的速度vB＝v0，由动量守恒定律得：mvA＝mvA′＋mvB①
设碰撞前A克服轨道阻力所做的功为WA，由功能关系得：WA＝mv－mv②
设B与C碰撞前B的速度为vB′，B克服轨道阻力所做的功为WB，由功能关系得：WB＝mv－mv′③
据题意可知：WA＝WB④
设B、C碰后瞬间共同速度的大小为v，由动量守恒定律得mvB′＝2mv，⑤
联立①②③④⑤式，代入数据得v＝v0。
15．【解析】（1）B、C速度相等，设为v，对A、B、C组成的系统，规定向左为正方向，由动量守恒定律得： ，
解得BC的速度为：v=v0。
（2）对系统，由能量守恒得：
解得：μ=
（3）A、C共速为v2时，A滑到C最高点，对A、C由动量守恒，规定向左为正方向，有：
根据能量守恒有：
联立解得：。
16．【解析】(1)设a、b质量分别为m1、m2，a、b碰撞前的速度分别为v1、v2。由题给图象得：v1＝－2 m/s，v2＝1 m/s
a、b发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块的共同速度为v。由题给图象得：v＝ m/s。
由动量守恒定律有：m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v
解得：＝。
(2)由能量守恒定律得，两滑块因碰撞而损失的机械能：ΔE＝m1v＋m2v－(m1＋m2)v2
由图象可知，两滑块最后停止运动，由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做的功W＝(m1＋m2)v2
解得：＝。
