高二物理单元过关检测卷：动量守恒定律
文档属性
| 名称 | 高二物理单元过关检测卷：动量守恒定律 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 62.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2011-05-19 08:35:37 | ||
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文档简介
第一单元 动量守恒定律
（90分钟 100分）
一．选择题（本题共10小题，每题4分，满分40分。每题所给的选项中，有的只有一个是正确的，有的有几个是正确的。将正确选项的序号选出填入题后的括号中。全部选对的得4分，部分选对的得2分，有错选或不选的得0分）
1．下面的说法正确的是 （ ）
A．物体运动的方向就是它的动量的方向
B．如果物体的速度发生变化，则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零
C．如果合外力对物体的冲量不为零，则合外力一定使物体的动能增大
D．作用在物体上的合外力冲量不一定能改变物体速度的大小
2.玻璃杯从同一高度落下，掉在石头上比掉在草地上容易碎，这是由于玻璃杯与石头的撞击过程中 （ ）
A. 玻璃杯的动量较大 B. 玻璃杯受到的冲量较大
C. 玻璃杯的动量变化较大 D. 玻璃杯的动量变化较快
3.如图某物体在拉力F的作用下没有运动，经时间t后（ ）
A．拉力的冲量为Ft B．拉力的冲量为Ftcosθ
C．合力的冲量为零 D．重力的冲量为零
4．把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是（ ）
A. 枪和弹组成的系统动量守恒 B. 枪和车组成的系统动量守恒
C. 枪、弹、车组成的系统动量守恒 D. 由于枪与弹间存在摩擦，所以枪、弹、车组成的系统动量不守恒
5.如图所示，A、B、C三木块质量相等，一切接触面光滑，一子弹由A射入，从B射出，则三木块速度情况（ ）
A．A木块速度最大 B．B木块速度最大
C．A、B木块速度相等 D．C木块速度为零
6．某人站在静浮于水面的船上，从某时刻开始人从船头走向船尾，设水的阻力不计，那么在这段时间内人和船的运动情况是（ ）
A．人匀速走动，船则匀速后退，且两者的速度大小与它们的质量成反比
B．人匀加速走动，船则匀加速后退，且两者的速度大小一定相等
C．不管人如何走动，在任意时刻两者的速度总是方向相反，大小与它们的质量成反比
D．人走到船尾不再走动，船则停下
7．在质量为M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V沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m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v，满足MV=（M+m）v
D．小车和摆球的速度都变为，木块的速度变为，满足
8. 物体的质量为m=2.5 kg，静止在水平地面上。物体与地面间滑动摩擦系数μ=0.2，物体受到与地面平行的拉力F作用，F方向不变，大小随时间变化规律如图所示，那么下述判断正确的是（ ）
A．前2 s物体静止不动，因拉力F小于摩擦力
B． 6 s内，拉力F对物体的冲量大小等于50N·s
C． 6 s内，摩擦力对物体的冲量大小等于30N·s
D． 6 s末物体的速度大小是12m/s
9.如图所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短.将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的整个过程中（ ）
A.动量守恒,机械能守恒
B.动量不守恒,机械能不守恒
C.动量守恒,机械能不守恒
D.动量不守恒,机械能守恒
10.如图所示，质量为m的子弹以速度υ0水平击穿放在光滑水平地面上的木块。木块长为L，质量为M，木块对子弹的阻力恒定不变，子弹穿过木块后木块获得动能为Ek，若仅木块或子弹的质量发生变化，但子弹仍能穿过木块，则 （ ）
A．M不变，m变小，则木块获得的动能一定变大
B．M不变，m变小，则木块获得的动能可能变大
C．m不变，M变小，则木块获得的动能一定变大
D．m不变，M变小，则木块获得的动能可能变大
二．填空题（本题共3小题，每题4分，满分12分；将正确、完整的答案填入相应的横线中。）
11. 一物体的质量为2kg，此物体竖直下落，以10m/s速度碰到水泥地面上，随后又以8m/s的速度反弹。若取竖直向上为正方向，则小球与地相碰前的动量是_____________，相碰后的动量是___________，相碰过程中小球动量的变化量是________________。（g = 10m/s2）
12．两质量均为M的冰船A、B静止在光滑冰面上，轴线在一条直线上，船头相对，质量为m的小球从A船跳入B船，又立刻跳回，A、B两船最后的速度之比是_______________。
13.手榴弹在离地高h处时的速度方向恰好沿水平方向，速度大小为，此时，手榴弹炸裂成质量相等的两块，设消耗的火药质量不计，爆炸后前半块的速度方向仍沿水平向左，速度大小为3，那么两块弹片落地点之间的水平距离 。
三．科学探究与实验 （本题共2小题，满分10分）
14．某同学利用计算机模拟A、B两球碰撞来验证动量守恒，已知A、B两球质量之比为2∶3，用A作入射球，初速度为v1=1.2m/s，让A球与静止的B球相碰，若规定以v1的方向为正，则该同学记录碰后的数据中，肯定不合理的是 （ ）
次数 A B C D
V1/ 0.48 0.60 －1.20 －0.24
V2/ 0.48 0.40 1.60 0.96
15.右图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱．实验时，将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞．碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点．测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出A点离水平桌面的距离为a．B点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c．此外，还需要测量的量是_________、________________、和_____________________．根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为__________________________．
四、题：本题包括4个小题，共38分。要求写出必要的文字说明，方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的，不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
16.（8分）质量m1=10g的小球在光滑的水平桌面上以=30cm/s的速率向右运动，恰好遇上在同一条直线上向左运动的另一个小球．第二个小球的质量为m2=50g，速率=10cm/s．碰撞后，小球m2恰好停止．那么，碰撞后小球m1的速度是多大，方向如何？
17．（9分）气球质量为200，载有质量为50的人，静止在空中距地面20 m 高的地方，气球下悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这根绳长至少应为多少米？（不计人的高度）
18.（10分）如图所示，物体A、B的质量分别是，用轻弹簧相连结放在光滑的水平面上，物体B左侧与竖直墙相接触。另有一个物体C从t=0时刻起以一定的速度向左运动，在t=0.5s时刻与物体A相碰，碰后立即与A粘在一起不再分开。物体C的v – t图象如图所示。试求：
（1）物块C的质量m3；
（2）在5.0s到15s的时间内物块A的动量变化的大小和方向。
19. （11分）甲、乙两船在平静的湖面上以相同的速度匀速航行，且甲船在前乙船在后．从甲船上以相对于甲船的速度，水平向后方的乙船上抛一沙袋，其质量为m．设甲船和沙袋总质量为，乙船的质量也为．问抛掷沙袋后，甲、乙两船的速度变化多少？
参考答案
1. ABD 2. D 3. AC 4.C 5.BD 6．A、C、D 7．B C 8. D 9. B 10. AC
11. -20kg.m/s ; 16 kg.m/s ; 36 kg.m/s
提示：由动量公式及动量变化求得。
12．； 提示：根据，∴
13. 。提示：手榴弹在空中爆炸时间极短，且重力远小于爆炸力，重力的冲量可忽略，手榴弹在爆炸的瞬间动量守恒，设炸后每块质量为，向左为正方向，则由动量守恒定律得：，则后半块速度方向向右，由平抛运动知，弹片落地时间，因此两块弹片落地点间的水平距离。
14． BC根据碰撞特点：动量守恒、碰撞后机械能不增加、碰后速度特点可以判断不合理的是BC。
15. 球1和球2的质量m1和m2，立柱的高h，桌面离地面的高H，m1=m1+m2c
16.解析：取相互作用的两个小球为研究的系统。由于桌面光滑，在水平方向上系统不受外力．在竖直方向上，系统受重力和桌面的弹力，其合力为零．故两球碰撞的过程动量守恒．设向右的方向为正方向，则各速度的正、负号分别为：=30cm/s ，=－10cm/s，，据动量守恒定律有：
m1 + m2 = m1 m2，（4分）
解得= －20cm/s. （3分）
即碰撞后球m1的速度大小为20cm/s，方向向左．（1分）
17.解析：以人和气球为研究对象（系统），这个系统所受重力与空气浮力平衡，故系统动量守恒，此系统类似于人船模型。
设人的质量为，气球的质量为M，气球静止时离地高为H，当人到达地面时，气球又上升了h，则有：
, （5分）
其中, , m ，即可求得：m , （2分）
故此人要想从气球上沿绳慢慢安全到达地面，这根绳长至少应为：
H + h = 25 m。（2分）
18.解析：（1）根据图象可知，物体C与物体A相碰前的速度为：v1=6m/s
相碰后的速度为：v2=2m/s（2分）
根据动量守恒定律得：（3分）
解得：m3=2.0kg（1分）
（2）规定向左的方向为正方向，在第5.0s和第15s末物块A的速度分别为：
v2=2m/s，v3=－2m/s（2分）
所以物块A的动量变化为：
即在5.0s到15s的时间内物块A动量变化的大小为：16kg·m/s，方向向右（2分）
19.解析:由题意可知，沙袋从甲船抛出落到乙船上，先后出现了两个相互作用的过程，即沙袋跟甲船和沙袋跟乙船的相互作用过程．在这两个过程中的系统，沿水平方向的合外力为零，因此，两个系统的动量都守恒．值得注意的是，题目中给定的速度选择了不同的参照系．船速是相对于地面参照系，而抛出的沙袋的速度是相对于抛出时的甲船参照系．
取甲船初速度的方向为正方向，则沙袋的速度应取负值．统一选取地面参照系，则沙袋抛出前，沙袋与甲船的总动量为．沙袋抛出后，甲船的动量为 ，沙袋的动量为. （1分）
根据动量守恒定律有: = + （3分）
取沙袋和乙船为研究对象，在其相互作用过程中有:
+ = （3分）
联立两式解得：, （2分）
则甲、乙两船的速度变化分别为:, （2分）
F
θ
A
C
B
v0
v0
B
A
a
b
h
O
H
c
A
B
C
（90分钟 100分）
一．选择题（本题共10小题，每题4分，满分40分。每题所给的选项中，有的只有一个是正确的，有的有几个是正确的。将正确选项的序号选出填入题后的括号中。全部选对的得4分，部分选对的得2分，有错选或不选的得0分）
1．下面的说法正确的是 （ ）
A．物体运动的方向就是它的动量的方向
B．如果物体的速度发生变化，则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零
C．如果合外力对物体的冲量不为零，则合外力一定使物体的动能增大
D．作用在物体上的合外力冲量不一定能改变物体速度的大小
2.玻璃杯从同一高度落下，掉在石头上比掉在草地上容易碎，这是由于玻璃杯与石头的撞击过程中 （ ）
A. 玻璃杯的动量较大 B. 玻璃杯受到的冲量较大
C. 玻璃杯的动量变化较大 D. 玻璃杯的动量变化较快
3.如图某物体在拉力F的作用下没有运动，经时间t后（ ）
A．拉力的冲量为Ft B．拉力的冲量为Ftcosθ
C．合力的冲量为零 D．重力的冲量为零
4．把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是（ ）
A. 枪和弹组成的系统动量守恒 B. 枪和车组成的系统动量守恒
C. 枪、弹、车组成的系统动量守恒 D. 由于枪与弹间存在摩擦，所以枪、弹、车组成的系统动量不守恒
5.如图所示，A、B、C三木块质量相等，一切接触面光滑，一子弹由A射入，从B射出，则三木块速度情况（ ）
A．A木块速度最大 B．B木块速度最大
C．A、B木块速度相等 D．C木块速度为零
6．某人站在静浮于水面的船上，从某时刻开始人从船头走向船尾，设水的阻力不计，那么在这段时间内人和船的运动情况是（ ）
A．人匀速走动，船则匀速后退，且两者的速度大小与它们的质量成反比
B．人匀加速走动，船则匀加速后退，且两者的速度大小一定相等
C．不管人如何走动，在任意时刻两者的速度总是方向相反，大小与它们的质量成反比
D．人走到船尾不再走动，船则停下
7．在质量为M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V沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m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v，满足MV=（M+m）v
D．小车和摆球的速度都变为，木块的速度变为，满足
8. 物体的质量为m=2.5 kg，静止在水平地面上。物体与地面间滑动摩擦系数μ=0.2，物体受到与地面平行的拉力F作用，F方向不变，大小随时间变化规律如图所示，那么下述判断正确的是（ ）
A．前2 s物体静止不动，因拉力F小于摩擦力
B． 6 s内，拉力F对物体的冲量大小等于50N·s
C． 6 s内，摩擦力对物体的冲量大小等于30N·s
D． 6 s末物体的速度大小是12m/s
9.如图所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短.将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的整个过程中（ ）
A.动量守恒,机械能守恒
B.动量不守恒,机械能不守恒
C.动量守恒,机械能不守恒
D.动量不守恒,机械能守恒
10.如图所示，质量为m的子弹以速度υ0水平击穿放在光滑水平地面上的木块。木块长为L，质量为M，木块对子弹的阻力恒定不变，子弹穿过木块后木块获得动能为Ek，若仅木块或子弹的质量发生变化，但子弹仍能穿过木块，则 （ ）
A．M不变，m变小，则木块获得的动能一定变大
B．M不变，m变小，则木块获得的动能可能变大
C．m不变，M变小，则木块获得的动能一定变大
D．m不变，M变小，则木块获得的动能可能变大
二．填空题（本题共3小题，每题4分，满分12分；将正确、完整的答案填入相应的横线中。）
11. 一物体的质量为2kg，此物体竖直下落，以10m/s速度碰到水泥地面上，随后又以8m/s的速度反弹。若取竖直向上为正方向，则小球与地相碰前的动量是_____________，相碰后的动量是___________，相碰过程中小球动量的变化量是________________。（g = 10m/s2）
12．两质量均为M的冰船A、B静止在光滑冰面上，轴线在一条直线上，船头相对，质量为m的小球从A船跳入B船，又立刻跳回，A、B两船最后的速度之比是_______________。
13.手榴弹在离地高h处时的速度方向恰好沿水平方向，速度大小为，此时，手榴弹炸裂成质量相等的两块，设消耗的火药质量不计，爆炸后前半块的速度方向仍沿水平向左，速度大小为3，那么两块弹片落地点之间的水平距离 。
三．科学探究与实验 （本题共2小题，满分10分）
14．某同学利用计算机模拟A、B两球碰撞来验证动量守恒，已知A、B两球质量之比为2∶3，用A作入射球，初速度为v1=1.2m/s，让A球与静止的B球相碰，若规定以v1的方向为正，则该同学记录碰后的数据中，肯定不合理的是 （ ）
次数 A B C D
V1/ 0.48 0.60 －1.20 －0.24
V2/ 0.48 0.40 1.60 0.96
15.右图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱．实验时，将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞．碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点．测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出A点离水平桌面的距离为a．B点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c．此外，还需要测量的量是_________、________________、和_____________________．根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为__________________________．
四、题：本题包括4个小题，共38分。要求写出必要的文字说明，方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的，不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
16.（8分）质量m1=10g的小球在光滑的水平桌面上以=30cm/s的速率向右运动，恰好遇上在同一条直线上向左运动的另一个小球．第二个小球的质量为m2=50g，速率=10cm/s．碰撞后，小球m2恰好停止．那么，碰撞后小球m1的速度是多大，方向如何？
17．（9分）气球质量为200，载有质量为50的人，静止在空中距地面20 m 高的地方，气球下悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这根绳长至少应为多少米？（不计人的高度）
18.（10分）如图所示，物体A、B的质量分别是，用轻弹簧相连结放在光滑的水平面上，物体B左侧与竖直墙相接触。另有一个物体C从t=0时刻起以一定的速度向左运动，在t=0.5s时刻与物体A相碰，碰后立即与A粘在一起不再分开。物体C的v – t图象如图所示。试求：
（1）物块C的质量m3；
（2）在5.0s到15s的时间内物块A的动量变化的大小和方向。
19. （11分）甲、乙两船在平静的湖面上以相同的速度匀速航行，且甲船在前乙船在后．从甲船上以相对于甲船的速度，水平向后方的乙船上抛一沙袋，其质量为m．设甲船和沙袋总质量为，乙船的质量也为．问抛掷沙袋后，甲、乙两船的速度变化多少？
参考答案
1. ABD 2. D 3. AC 4.C 5.BD 6．A、C、D 7．B C 8. D 9. B 10. AC
11. -20kg.m/s ; 16 kg.m/s ; 36 kg.m/s
提示：由动量公式及动量变化求得。
12．； 提示：根据，∴
13. 。提示：手榴弹在空中爆炸时间极短，且重力远小于爆炸力，重力的冲量可忽略，手榴弹在爆炸的瞬间动量守恒，设炸后每块质量为，向左为正方向，则由动量守恒定律得：，则后半块速度方向向右，由平抛运动知，弹片落地时间，因此两块弹片落地点间的水平距离。
14． BC根据碰撞特点：动量守恒、碰撞后机械能不增加、碰后速度特点可以判断不合理的是BC。
15. 球1和球2的质量m1和m2，立柱的高h，桌面离地面的高H，m1=m1+m2c
16.解析：取相互作用的两个小球为研究的系统。由于桌面光滑，在水平方向上系统不受外力．在竖直方向上，系统受重力和桌面的弹力，其合力为零．故两球碰撞的过程动量守恒．设向右的方向为正方向，则各速度的正、负号分别为：=30cm/s ，=－10cm/s，，据动量守恒定律有：
m1 + m2 = m1 m2，（4分）
解得= －20cm/s. （3分）
即碰撞后球m1的速度大小为20cm/s，方向向左．（1分）
17.解析：以人和气球为研究对象（系统），这个系统所受重力与空气浮力平衡，故系统动量守恒，此系统类似于人船模型。
设人的质量为，气球的质量为M，气球静止时离地高为H，当人到达地面时，气球又上升了h，则有：
, （5分）
其中, , m ，即可求得：m , （2分）
故此人要想从气球上沿绳慢慢安全到达地面，这根绳长至少应为：
H + h = 25 m。（2分）
18.解析：（1）根据图象可知，物体C与物体A相碰前的速度为：v1=6m/s
相碰后的速度为：v2=2m/s（2分）
根据动量守恒定律得：（3分）
解得：m3=2.0kg（1分）
（2）规定向左的方向为正方向，在第5.0s和第15s末物块A的速度分别为：
v2=2m/s，v3=－2m/s（2分）
所以物块A的动量变化为：
即在5.0s到15s的时间内物块A动量变化的大小为：16kg·m/s，方向向右（2分）
19.解析:由题意可知，沙袋从甲船抛出落到乙船上，先后出现了两个相互作用的过程，即沙袋跟甲船和沙袋跟乙船的相互作用过程．在这两个过程中的系统，沿水平方向的合外力为零，因此，两个系统的动量都守恒．值得注意的是，题目中给定的速度选择了不同的参照系．船速是相对于地面参照系，而抛出的沙袋的速度是相对于抛出时的甲船参照系．
取甲船初速度的方向为正方向，则沙袋的速度应取负值．统一选取地面参照系，则沙袋抛出前，沙袋与甲船的总动量为．沙袋抛出后，甲船的动量为 ，沙袋的动量为. （1分）
根据动量守恒定律有: = + （3分）
取沙袋和乙船为研究对象，在其相互作用过程中有:
+ = （3分）
联立两式解得：, （2分）
则甲、乙两船的速度变化分别为:, （2分）
F
θ
A
C
B
v0
v0
B
A
a
b
h
O
H
c
A
B
C