鲁科版高中物理选修3-5：动量守恒、能量守恒 测试卷（AB卷）Word版含答案

鲁科版高中物理选修3-5第一章 第二单元 动量守恒、能量守恒 测试卷
动量守恒、能量守恒A卷

1． A球的质量是m，B球的质量是2m，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动。B在前，A在后，发生正碰后，A球仍朝原方向运动，但其速率是原来的一半，碰后两球的速率比vA′∶vB′为（ ）
A．1∶2　　 B．1∶3 C．2∶1 D．2∶3

2．如图，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度v0，则（ ）
A.小木块和木箱最终都将静止
B.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动
C.小木块可能与木箱内壁发生多次碰撞，最后与木箱一起向右匀减速运动
D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向右运动

3．(多选）在光滑水平面上，小球A、B（可视为质点）沿同一直线相向运动，A球质量为1 kg，B球质量大于A球质量。如果两球间距离小于L时，两球之间会产生大小恒定的斥力，大于L时作用力消失，两球运动的速度与时间关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．L=80m，B球质量为2 kg
B．两球之间的斥力大小为0. 15 N
C. t=30 s时，两球发生弹性碰撞
D．最终B球做匀速直线运动

4.(多选）如图，A、B的质量分别为m、2m，物体B置于水平面上，B物体上部半圆形槽的半径为R。将小球A从半圆槽右侧顶端由静止释放，不计一切摩擦。则（ ）
A．A能到达半圆槽的左侧最高点
B．A运动到半圆槽的最低点时A的速率为
C．A运动到半圆槽的最低点时B的速率为
D．B向右运动的最大距离为

5. (多选）如图，质量m＝60 kg的人，站在质量M＝300 kg的车的一端，车长L＝3 m，相对于地面静止。当车与地面间的摩擦可以忽略不计时，人由车的一端走到另一端的过程中（ ）
A．人走车走，人停车停　　　　　　　
B．人向右加速，车向左加速
C．人从左端走到车的右端过程中，车后退了0.5m
D．车匀速后退

6. (多选）如图，三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平面上. c车上有一小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上.小孩跳离c车和b车时对地水平速度相同，他跳到a车上相对a车保持静止.此后（ ）
A．c、b两车运动速率相等
B．b、c两车运动方向相同
C．三辆车的速率关系vc>va>vb
D．a车和小孩的动量大小与c车动量大小相等

7在行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带.假定乘客质量为60 kg，汽车车速为108 km/h，从开始刹车到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的作用力大小约为
N。
8．质量分别为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧的墙原速弹回，又与m1相碰，碰后两球都静止。则两球第一次碰后m1球的速度大小为 。
9.如图，质量为M=2kg的小车静止在光滑的水平地面上，其AB部分为半径R=0.3 m的光滑1/4圆孤，BC部分水平粗糙，BC长为L=0.6 m。一可看做质点的小物块从A点由静止释放，滑到C点刚好相对小车停止。已知小物块质量m=1kg，取g =10 m/s2。求：
（1）小物块与小车BC部分间的动摩擦因数；
（2）小物块从A滑到C的过程中，小车获得的最大速度。


10．如图，一小车置于光滑水平面上，小车质量m0＝3 kg，AO部分粗糙且长L＝2 m，物块与AO部分间动摩擦因数μ＝0.3，OB部分光滑。水平轻质弹簧右端固定，左端拴接物块b，另一小物块a，放在小车的最左端，和小车一起以v0＝4 m/s的速度向右匀速运动，小车撞到固定竖直挡板后瞬间速度变为零，但不与挡板粘连。已知车OB部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内。a、b两物块视为质点，质量均为m＝1 kg，碰撞时间极短且不粘连，碰后以共同速度一起向右运动。(g取10 m/s2)求：.
(1)物块a与b碰后的速度大小；
(2)当物块a相对小车静止时小车右端B到挡板的距离；
(3)当物块a相对小车静止时在小车上的位置到O点的距离。
动量、能量守恒练习B 卷

1．如图所示，一个质量为m的物块A与另一个静止的质量为2m的物块B发生正碰，碰后物块B刚好能落入正前方的沙坑中。假如碰撞过程中无机械能损失，已知B与地面间的动摩擦因数为0.1，与沙坑的距离为0.5 m，g取10 m/s2，A、B均可视为质点。则A碰撞前瞬间的速度为（ ）
A．0.5 m/s　　　　　　　 B．1.0 m/s
C．1.5 m/s D．2.0 m/s
2．如图，B、C、D、E、F 5个小球并排放置在光滑的水平面上，B、C、D、E 4个小球质量相等，而F的质量小于B的质量，A的质量等于F的质量。A以速度v0向右运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后（ ）
A．3个小球静止，3个小球运动
B．4个小球静止，2个小球运动
C．5个小球静止，1个小球运动
D．6个小球都运动
3． A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上.已知A、B两球质量分别为3m和m.当用板挡住A球而只释放B球时，B球被弹出落于距桌面距离为S的水平地面上，如图所示，问当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，B球的落地点距桌面距离为（ ）
A B.S C. S D.S
4．半圆形光滑轨道固定在水平地面上，如图所示，并使其轨道平面与地面垂直，物体m1、m2同时由轨道左、右最高点释放，二者碰后粘在一起向左运动，最高能上升到轨道M点，如图所示，已知OM与竖直方向夹角为60，则两物体的质量之比为m1:m2为（ ）
A.（+1）：（-1） B.（-1）：（+1）
C. ：1 D. 1：

5． (多选）如图，质量为M的楔形物体静止在光滑的水平地面上，其斜面光滑且足够长，与水平方向的夹角为θ。一个质量为m的小物块从斜面底端以初速度v0沿斜面向上开始运动。当小物块沿斜面向上运动到最高点时，速度大小为v，距地面高度为h，则下列关系式中正确的是（ ）
A．mv0＝(m＋M)v B．mv0cos θ＝(m＋M)v
C．mgh＝m(v0sin θ)2 D．mgh＋(m＋M)v2＝mv02


6． 如图，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块B，盒的质量是滑块质量的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ；若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，则此时盒的速度大小为 ；滑块相对盒运动的路程 。
7．某小组用如图所示的装置验证动量守恒定律，装置固定在水平面上，圆弧形轨道末端切线水平，两球半径相同，两球与水平面的动摩擦因数相同。实验时，先测出A、B两球的质量mA、mB，让球A多次从圆弧形轨道上某一位置由静止释放，记下其在水平面上滑行距离的平均值x0，然后把球B静置于轨道末端水平部分，并将球A从轨道上同一位置由静止释放，并与球B相碰，重复多次。
(1)为确保实验中球A不反向运动，则mA、mB应满足的关系是________。
(2)写出实验中还需要测量的物理量及符号：_____________________________________。
(3)若碰撞前后动量守恒，写出动量守恒的表达式：____________________。
(4)取mA＝2mB，x0＝1 m，且A、B两球间为弹性碰撞，则球B滑行的距离为________。
8．两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4 kg的物块C静止在前方，如图所示。B与C碰撞后二者会粘在一起运动。求在以后的运动中：
（1）当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大?
（2）系统中弹性势能的最大值是多少?


9．如图，甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务。某时刻甲、乙都以大小为v0＝2 m/s的速度相向运动，甲、乙和空间站在同一直线上且可视为质点。甲和他的装备总质量为M1＝90 kg，乙和他的装备总质量为M2＝135 kg，为了避免直接相撞，乙从自己的装备中取出一质量为m＝45 kg的物体A推向甲，甲迅速接住A后即不再松开，此后甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动，且安全“飘”向空间站(设甲、乙距离空间站足够远，速度均指相对空间站的速度)。
(1)求乙要以多大的速度v(相对于空间站)将A推出；
(2)设甲与A作用时间为t＝0.5 s，求甲与A的相互作用力F的大小。


10．如图，甲车质量m1＝m，在车上有质量M＝2m的人，甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高h处由静止滑下，到水平地面上后继续向前滑动，此时质量m2＝2m的乙车正以速度v0迎面滑来，已知h＝，为了使两车不发生碰撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳上乙车，求人跳离甲车的水平速度(相对地面)应满足什么条件(不计地面和斜坡的摩擦，车和人均可视为质点)?




参考答案
动量守恒、能量守恒练习A卷
1. D 2. D 3. BC 4. AD
【解析】选AD　运动过程不计一切摩擦，由能量守恒可得，两物体机械能守恒，且A、B整体在水平方向上合外力为零，水平方向动量守恒，则A可以到达半圆槽的左侧最高点，且A在半圆槽的左侧最高点时，A、B的速度都为零，故A正确；A、B在水平方向上动量守恒，所以mvA－2mvB＝0，即vA＝2vB，A的水平速度向左，B的水平速度向右，A在水平方向的最大位移和B在水平方向上的最大位移之和为2R，故B向右运动的最大距离为R，故D正确；对A运动到半圆槽的最低点的运动过程应用机械能守恒定律可得mgR＝mvA2＋·2mvB2＝3mvB2，所以A运动到半圆槽的最低点时B的速率为vB＝ ，A的速率为vA＝2vB＝，故B、C错误。　
5. ABC 6. CD
7.答案： 360 N。
【解析】根据牛顿运动定律得F=ma=m=60× N = 360 N
安全带对乘客的作用力大小也为360 N。

8．答案： 。
【解析】根据动量守恒定律得： （2分）
解得： （2分）
9. 【解析】（1）m滑到C点的过程中，系统水平方向动量守恒。
有
所以滑到C点时m和M速度都为0
由能量守恒得
解得
（2）小物块滑到B位置时速度最大，设为v1，此时小车获得的速度也最大，设为v2。
由动量守恒得
由能量守恒得 联立解得 v2=1m/s

10.【解析】
(1)对物块a，由动能定理得-μmgL＝mv12－mv02
代入数据解得a与b碰前a的速度v1＝2 m/s；
a、b碰撞过程系统动量守恒，以a的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：mv1＝2mv2
代入数据解得v2＝1 m/s。
(2)当弹簧恢复到原长时两物块分离，物块a以v2＝1 m/s的速度在小车上向左滑动，当与小车同速时，以向左为正方向，
由动量守恒定律得mv2＝(m0＋m)v3，
代入数据解得v3＝0.25 m/s。
对小车，由动能定理得μmgs＝m0v32
代入数据解得，同速时小车B端到挡板的距离s＝ m。
(3)由能量守恒得μmgx＝mv22－(m0＋m)v32
解得物块a与车相对静止时与O点的距离：x＝0.125 m。

动量、能量守恒练习B 卷

1．C 2．A 3．B 4．B
5． BD
【解析】小物块上升到最高点时，小物块相对楔形物体静止，所以小物块与楔形物体的速度都为v，二者组成的系统在水平方向上动量守恒，全过程机械能守恒。以向右为正方向，在小物块上升过程中，由水平方向系统动量守恒得mv0cos θ＝(m＋M)v，故A错误，B正确；系统机械能守恒，由机械能守恒定律得mgh＋(m＋M)v2＝mv02，故C错误，D正确。
6．【答案】
【解析】试题分析：设滑块质量为m，则盒子的质量为2m；对整个过程，由动量守恒定律可得：mv=3mv共 解得v共=
由能量关系可知： 解得：
考点：动量守恒定律；能量守恒定律

7．【解析】(1)为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球(球A)的质量应大于被碰球(球B)的质量，即：mA＞mB。
(2)碰撞后两球做减速运动，设碰撞后的速度为vA、vB，由动能定理得：－μmAgx0＝0－mAv02，解得：v0＝，－μmAgxA＝0－mAvA2，解得：vA＝，－μmBgxB＝0－mBvB2，解得：vB＝，如果碰撞过程动量守恒，则：mAv0＝mAvA＋mBvB，即：mA＝mA＋mB，整理得：mA＝mA＋mB，还需要测量碰撞后A、B两球在水平面滑行的距离xA、xB。
(3)由(2)可知，若碰撞前后动量守恒，则动量守恒的表达式为：mA＝mA＋mB。
(4)如果碰撞过程是弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mA＝mA＋mB，由机械能守恒定律得：mA()2＝mA()2＋mB()2，已知：mA＝2mB，x0＝1 m，解得：xB＝ m。

8．【解析】(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大. 由A、B、C三者组成的系统动量守恒，
解得
(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为，则
mBv=(mB+mC) 　　 ==2 m/s?
设物ＡＢＣ速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep，
根据能量守恒Ep=(mB+m?C) +mAv2-(mA+mB+mC)
　　　　　　　　=×(2+4)×22+×2×62-×(2+2+4)×32=12 J

9．【解析】
(1)以甲、乙、A三者组成的系统为研究对象，系统动量守恒，以乙运动的方向为正方向，
则有M2v0－M1v0＝(M1＋M2)v1
以乙和A组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得
M2v0＝(M2－m)v1＋mv
解得v1＝0.4 m/s，v＝5.2 m/s。
(2)以甲为研究对象，由动量定理得
Ft＝M1v1－(－M1v0)，
解得F＝432 N。

10.【解析】
设向左为正方向，甲车(包括人)滑下斜坡后速度为v1，由机械能守恒定律有
(m1＋M)v12＝(m1＋M)gh
解得v1＝＝2v0
设人跳离甲车的水平速度(相对地面)为v，在人跳离甲车过程中，人和甲车组成的系统动量守恒，在人跳上乙车过程中人和乙车组成的系统动量守恒，设人跳离甲车和跳上乙车后，两车的速度分别为v1′和v2′，则人跳离甲车时
(M＋m1)v1＝Mv＋m1v1′
人跳上乙车时Mv－m2v0＝(M＋m2)v2′
解得v1′＝6v0－2v，v2′＝v－v0
两车不发生碰撞的临界条件是v1′＝±v2′
当v1′＝v2′时，解得v＝v0
当v1′＝－v2′时，解得v＝v0
故v的取值范围为v0≤v≤v0。







v1

v2

m1

m2

A

B

S

A



A