人教版选修3-5动量守恒定律单元测试卷（word 含答案）

人教版选修3-5《动量守恒定律》单元测评
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.如图所示的单摆,摆球a向右摆动到最低点时,恰好与一沿水平方向向左运动的黏性小球b发生碰撞,并粘在一起,且摆动平面不变。已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h,摆动的周期为T,a球质量是b球质量的5倍,碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半。则(　　)。
A.碰撞过程中a球和b球构成的系统满足动量守恒
B.碰撞过程中a球和b球构成的系统不满足动量守恒
C.碰撞后摆球最高点与最低点的高度差为0.3h
D.碰撞后摆球最高点与最低点的高度差为0.2h
2.重为4
N的物体,静止在倾角为30°的斜面上,在5
s内,下列关于重力对物体的冲量的说法正确的是(　　)。
A.重力的冲量为零
B.重力的冲量为10
N·s
C.重力的冲量为20
N·s
D.重力的冲量与摩擦力的冲量相等
3.如图所示,两个质量相等的小球从同一高度沿倾角不同的两个光滑固定斜面由静止自由滑下,下滑到达斜面底端的过程中(　　)。
A.两小球所受重力的冲量相同
B.两小球所受合外力的冲量不相同
C.两小球到达斜面底端时时间相同
D.两小球到达斜面底端时动量相同
4.一个质量为M的长木板静止在光滑水平面上,一颗质量为m的子弹,以水平速度v0射入木块并留在木块中,在此过程中,子弹射入木块的深度为d,木块运动的距离为s,木块对子弹的平均阻力为f,则对于子弹和长木板组成的系统,下列说法正确的是(　　)。
A.子弹射入木块过程中,系统的机械能守恒
B.系统的动量守恒,而机械能不守恒
C.子弹减少的动能等于fs
D.系统损失的机械能等于f(s+d)
5.如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车上AB部分是半径为R的四分之一光滑圆弧,BC部分是粗糙的水平面。今把质量为m的小物体从A点由静止释放,小物体与BC部分间的动摩擦因数为μ,最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点,则B、D间的距离x随各量变化的情况是(　　)。
A.其他量不变,R越大x越大
B.其他量不变,μ越大x越大
C.其他量不变,m越大x越大
D.其他量不变,M越大x越大
6.运载火箭在太空中飞行的原理是(　　)。
A.外形流畅,减小空气阻力
B.携带固体燃料,少占体积
C.自身喷出气体,获得反冲力
D.喷出气体后,获得空气浮力
7.关于系统动量守恒的条件,下列说法正确的是(　　)。
A.系统内存在摩擦力,系统动量不可能守恒
B.只要系统中有一个物体具有加速度,系统动量就不守恒
C.只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒
D.系统中所有物体的加速度为零时,系统的总动量不一定守恒
8.如图所示,在光滑的水平地面上有一辆平板车,车的两端分别站着人A和B,A的质量为mA,B的质量为mB,mA>mB。最初人和车都处于静止状态。现在,两人同时由静止开始相向而行,A和B对地面的速度大小相等,则车(　　)。
A.向左运动　　　　　　　　
B.左右往返运动
C.向右运动
D.静止不动
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中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。
9.在任何相等的时间内,物体动量变化量总是相等的运动是(　　)。
A.竖直上抛运动
B.匀速圆周运动
C.自由落体运动
D.平抛运动
10.如图所示,光滑的半圆槽置于光滑的地面上,从一定高度自由下落的小球m恰能沿半圆槽的边缘的切线方向滑入原先静止的槽内,对此情况,以下说法正确的是(　　)。
A.小球第一次离开槽时,将向右上方做斜抛运动
B.小球第一次离开槽时,将做竖直上抛运动
C.小球离开槽后,仍能落回槽内,而槽将做往复运动
D.槽一直向右运动
11.如图所示,在粗糙水平面上,物体A、B的质量均为m,A、B之间用水平轻绳连接着,它们在水平恒力F作用下以速度v做匀速运动。在t=0时轻绳断开,A在F作用下继续前进,则下列说法正确的是(　　)。
A.t=0至t=时间内,A、B的总动量守恒
B.t=至t=时间内,A、B的总动量守恒
C.t=时,A的动量为2mv
D.t=时,A的动量为4mv
12.如图所示,小车放在光滑的水平面上,A端固定一个轻弹簧,B端粘有油泥,小车与油泥的总质量M=3
kg,质量m=1
kg的光滑木块C放在小车上,用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩,此时弹簧的弹性势能为6
J,且小车和木块C都静止。当突然烧断细绳时,木块C被释放,使木块C离开弹簧向B端冲去,并跟B端油泥迅速粘在一起,忽略一切摩擦力。以下说法正确的是(　　)。
A.弹簧伸长过程中木块C向右运动,同时小车也向右运动
B.木块C与B碰前,木块C与小车的速率之比为3∶1
C.木块C与油泥粘在一起后,小车立即停止运动
D.木块脱离弹簧时的速度大小为3
m/s
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13.(6分)质量为M的物块静止在光滑水平桌面上,质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度射出。则物块的速度为　　　　　　,此过程中损失的机械能为　　　　　　。?
14.(8分)为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”,某同学用图示的装置进行如下的实验操作:
Ⅰ.先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于靠近槽口处,将小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在木板上留下痕迹O;
Ⅱ.将木板向右平移适当的距离,再将小球a从原固定点由静止释放,撞在木板上得到痕迹B;
Ⅲ.然后把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从原固定位置由静止开始滚下与小球b相碰后,两球撞在木板上得到痕迹A和C;
Ⅳ.用天平测量a、b两小球的质量分别为ma、mb,用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3。
(1)本实验中所选用的两小球的质量关系为ma　　　　mb(选填“>”“<”或“=”)。?
(2)小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果　　　　(选填“会”或“不会”)产生误差。?
(3)用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒,其表达式为　　　　　　　　。?
15.(10分)如图所示,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。甲和他的装备的总质量M1=90
kg,乙和他的装备(不包括A的质量)的总质量M2=90
kg,为了避免直接相撞,乙把手中质量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。
(1)问乙要以多大的速度v(相对于空间站)将物体A推出?
(2)设甲与物体A作用时间t=0.5
s,求甲与A的相互作用力F的大小。
?
16.(10分)如图所示,质量M=0.04
kg的靶盒A静止在动摩擦因数μ=0.4的水平导轨上的O点,水平轻质弹簧一端拴在固定挡板P上,另一端与靶盒A连接。Q处有一固定的发射器B,它可以瞄准靶盒发射一颗质量m=0.01
kg的弹丸,弹丸水平射出后的速度v0=50
m/s,当弹丸打入靶盒A后,便留在盒内,碰撞时间极短,不计空气阻力。当弹丸进入靶盒A后,靶盒沿水平导轨滑行x=0.5
m后速度减为0。求弹簧的最大弹性势能。(g取10
m/s2)
?
17.(12分)质量为m的钢板与直立的轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地面上,平衡时,弹簧的压缩量为x0,如图所示。一物块从钢板正上方距离钢板3x0的A处自由落下,打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动,但不粘连。它们到达最低点后又向上运动。已知物块的质量也为m时,它们恰好能回到O点。重力加速度为g。求:
(1)物块与钢板碰撞时受到的冲量大小和方向。
(2)最初平衡时,弹簧的弹性势能Ep。
(3)若物块的质量为2m,仍从A处自由落下,物块与钢板碰撞后仍不粘连,物块能向上运动到达的最高
点离O点的距离。
?
18.(14分)如图所示,AC为光滑半圆轨道,其半径R=0.3
m,BD为粗糙斜面轨道,其倾角θ=37°,高度h=0.6
m,两轨道之间由一条足够长的光滑水平轨道AB相连,B处用光滑小圆弧平滑连接,轨道均固定在同一竖直平面内。在水平轨道上,用挡板将a、b两物块间的轻弹餐压缩后处于静止状态,物块与弹簧不拴接。同时放开左右两挡板,物块b恰好能到达斜面轨道最高点D。已知物块a、b的质量均为0.25
kg,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,物块到达A点或B点之前已和弹簧分离,两物块均可视为质点。重力加速度g取10
m/s2,sin
37°=0.6,cos
37°=0.8。
(1)求弹簧储存的弹性势能。
(2)请通过计算说明物块a能否通过C点?若能,请求出物块a离开C后的落点到A的距离。
人教版选修3-5《动量守恒定律》单元测评参考答案
1-5.ACBBA
6-8.CCA
9.ACD
10.BC
11.AC
12.BCD
13.　m-m2
14.
(1)>　(2)不会　(3)=+
15.
(1)以甲、乙、A三者组成的系统为研究对象,系统动量守恒,以乙的方向为正方向,则有
(M2+m)v0-M1v0=(M1+M2+m)v1
以乙和A组成的系统为研究对象,由动量守恒得
(M2+m)v0=M2v1+mv
代入数据联立解得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)
代入数据解得F=432
N。
16.弹丸进入靶盒A过程中,弹丸与A组成的系统动量守恒,以弹丸的初速度方向为正方向,
由动量守恒得
mv0=(m+M)v
代入数据解得v=10
m/s
靶盒A的速度减为零时,弹簧的弹性势能最大,由功能关系得
μ(m+M)gx+Ep=(m+M)v2
代入数据解得Ep=2.4
J。
17.
(1)物块由A点下落,机械能守恒,有mg·3x0=m,则碰前物块的速度v0=
物块与钢板碰撞过程中动量守恒,有mv0=2mv1
,所以v1==
对物块由动量定理,有I=mv0-mv0=-,负号表示方向向上。
(2)碰撞后只有重力、弹力做功,机械能守恒,设弹性势能为Ep,则
Ep+×2m=2mgx0
解得Ep=mgx0。
(3)当物体的质量为2m时,同理可得
2mg·3x0=×2m
解得v0=
碰撞过程中动量守恒,有2mv0=(2m+m)v2
解得v2=v0=
以后物块和钢板一起压缩弹簧又回到O点过程中机械能守恒,设回到O点时速度为v3
则
Ep+×3m=3mgx0+×3m
解得v3=
在O点物块与钢板分离,做竖直上抛运动,上升高度H==
物块到达的最高点离O点的距离为。
18.
(1)设a、b的质量分别为m1、m2,离开弹簧后的速度大小为v1、v2
物块b沿斜面上滑过程,由动能定理得
-m2gh-μm2ghcos
θ·=0-m2
由动量守恒定律得m1v1=m2v2
由机械能守恒定律得Ep=m1+m2
代入数据解得v1=v2=2
m/s,Ep=5
J。
(2)假设物块a能通过最高点,由机械能守恒定律得
m1=m1+m1g×2R
代入数据可解得vC=2
m/s
在最高点C,由牛顿第二定律得FN+m1g=m1
代入数据可解得FN≈4.17
N
因为FN>0,所以假设成立,物块能通过C点
a离开C后做平抛运动,在竖直方向有2R=gt2
落点到A的距离s=vCt
代入数据可解得s≈0.98
m。