康南民族高级中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：1.2动量 质量检测（含解析）
文档属性
| 名称 | 康南民族高级中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：1.2动量 质量检测（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 652.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-12 06:36:14 | ||
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文档简介
1.2动量
1．质量为m的小球以大小为v0的初速度沿光滑的水平面向右运动，与竖直墙碰撞后沿原路返回，碰撞过程损失的动能为碰撞前小球动能的。则小球与竖直墙碰撞过程中，墙对小球的冲量大小为（ ）
A． B． C． D．
2．下列物理量属于矢量的是（ ）
A．动量 B．功 C．电流强度 D．电势
3．有些汽车设置有安全气囊，它是用来保护乘客的，使汽车在出现撞击事故时，乘客不致发生致命危险，关于安全气囊的作用，下列说法中正确的是
A．减小人的动能变化量 B．减小人的动能变化率
C．减小人的动量变化率 D．减小人受到合力外的冲量
4．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0.01s。下列说法中正确的是（ ）
A．球棒对垒球的平均作用力大小为1260N，方向与初速度方向相同
B．球棒对垒球的平均作用力大小为1260N，方向与末速度方向相同
C．球棒对垒球的平均作用力大小为360N，方向与初速度方向相同
D．球棒对垒球的平均作用力大小为360N，方向与末速度方向相同
5．高空坠物极易对过往行人或车辆造成伤害。若一个50克的鸡蛋从第27层楼（层高约3米）从静止开始下落，与地面的撞击时间约为2ms，则该鸡蛋下落到地面的时间和对地面产生的冲击力最接近于（ ）
A．5s N B．4s N
C．3s N D．2s 10N
6．体操运动员在落地时总要屈腿，这是为了减小（ ）
A．落地时的动量 B．落地过程中动量的变化量
C．落地过程中地面的作用力 D．落地过程所需时间
7．如图所示，A、B 两物体质量分别为 mA=5kg 和 mB=4kg，与水平地面之间的动摩擦因数分别为μA=0.4 和μB=0.5，开始时两物体之间有一压缩的轻弹簧（不拴接），并用细线将两物体拴接在一起放在水平地面上。现将细线剪断，则两物体将被弹簧弹开，最后两物体都停在水平地面上。在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，下列判断正确的是（ ）
A．两物体一定同时停运动
B．系统动量不守恒，机械能不守恒
C．系统动量守恒，机械能不守恒
D．A、B两物体的机械能先增大后减少
8．如图所示，在倾角的光滑绝缘斜面上存在一有界匀强磁场，磁感应强度B=1T，磁场方向垂直斜面向上，磁场上下边界均与斜面底边平行，磁场边界间距为L=0.5m。斜面上有一边长也为L的正方形金属线框abcd，其质量为m=0.1kg，电阻为。第一次让线框cd边与磁场上边界重合，无初速释放后，ab边刚进入磁场时，线框以速率v1作匀速运动。第二次把线框从cd边离磁场上边界距离为d处释放，cd边刚进磁场时，线框以速率v2作匀速运动。两种情形下，线框进入磁场过程中通过线框的电量分别为q1、q2，线框通过磁场的时间分别t1、t2，线框通过磁场过程中产生的焦耳热分别为Q1、Q2.已知重力加速度g=10m/s2，则：（ ）
A．m/s，m B．C，m
C． D．
9．如图所示，一个质量为的垒球，以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，设球棒与垒球的作用时间为，下列说法正确的是（ ）
A．球棒对垒球的平均作用力大小为
B．球棒对垒球的平均作用力大小为
C．球棒对垒球做的功为
D．球棒对垒球做的功为
10．质量为0.1kg的小物块在水平地面上以6m/s的速度与固定的竖直墙壁发生碰撞，碰后小物块反弹的速度大小为4m/s，碰撞时间为0.05s，则在小物块与墙壁发生碰撞的过程中（ ）
A．小物块动量的变化量大小为0.2kg·m/s
B．墙面对小物块的平均作用力大小为20N
C．小物块受到墙壁的冲量大小为1N·s
D．小物块受到重力的冲量大小为0
11．在水平长直轨道上，质量为M=600kg的动力车牵引着一辆质量为m=400kg的小车厢以v=54km/h的速度匀速行驶。若动力车和车厢受到的阻力均为其重量的0.15倍，则这时动力车的输出功率为P1=__________kW。如果使车厢与动力车脱开，之后动力车的牵引力不变，则车厢停止时，动力车的输出功率为P2=_______kW。
12．质量为0.2的小球竖直向下以6的速度落至水平地面,再以4的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为__________.若小球与地面的作用时间为0.2,则小球受到地面的平均作用力大小为__________ (取).
13．国庆同学在做“探究碰撞中的不变量”实验中，所用装置如图甲所示，已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点。回答以下问题：
(1)为了完成本实验，下列必须具备的实验条件或操作步骤是___________；
A．斜槽轨道末端的切线必须水平
B．入射球和被碰球半径必须相同
C．入射球和被碰球的质量必须相等
D．必须测出桌面离地的高度H
E.斜槽轨道必须光滑
(2)国庆同学在实验中正确操作，认真测量，得出的落点情况如图乙所示，则入射小球质量和被碰小球质量之比为____________；
(3)为了完成本实验，测得入射小球质量m1，被碰小球质量m2，O点到M、P、N三点的距离分别为y1、y2、y3，若两球间的碰撞是弹性碰撞，应该有等式_______成立。
A． B．
C． D．
14．高空坠物现已成这一种新型城市公害，2020年3月某小区高空坠物又出事了，14月龄男宝宝被砸中后伤势严重生命危险。有网友描述一只30g的鸡蛋从4楼抛下会把人头顶砸出个肿包，如果是25楼抛下冲击力足以致人死亡。因此有专家建议在高楼外墙上安装如图所示的防高空坠物网，安装在二楼地板等高处。现测试了一瓶500g的矿泉水从25楼窗口坠落，窗口离第25层楼地面0.4m，水瓶落到防坠物网上后被成功拦截，拦截时网最大下陷深度为30cm。已知该高楼1楼顶离地高度为3.65m，2楼及以上每楼高2.8m。重力加速度g=10m/s2，物体坠落时空气阻力不计。
（1）如网友所说，一只鸡蛋也从该高楼25楼窗口下落，在没有安装防高空坠物网的情况下落到地面速度达多大；
（2）将测试水瓶落到网上之后的运动视作匀减速运动，则其减速运动的加速度多大？并计算测试水瓶在这个过程中对网的平均作用力大小。
参考答案
1．B
【解析】
碰撞过程损失的动能为碰撞前小球动能的，所以碰后的动能为
解得碰后的速度
由动量定理得，小球与竖直墙碰撞过程中，墙对小球的冲量大小为
故B正确，ACD错误。
故选B。
2．A
【解析】
A．动量是既有大小又有方向的矢量，故A符合题意；
BD．功和电势都是只有大小没有方向的标量，不是矢量，故BD不符合题意。
C．电流强度既有大小又有方向，但不遵守平行四边形定则，所以电流强度为标量，故C不符合题意。
故选A。
3．C
【解析】
ABCD．汽车发生碰撞过程，驾乘人员从运动变化静止，动量的变化量?p一定，由动量定理可知，人受到的冲量大小一定；安全气囊可以增加驾乘人员的减速的时间?t，由动量定理得，?p = F?t，动量的变化率，延长时间?t，动量的变化率减小，即人受到的冲击力减小，可以减小人受到的伤害，故C正确，ABD错误。
故选C。
4．B
【解析】
以初速度方向为正方向，根据动量定理
F?t=mv2-mv1
得
符号表示力的方向与初速度的方向相反，与末速度方向相同，故B正确，ACD错误。
故选B。
5．B
【解析】
第27层高约80米，由得自由下落时间
落地时的速度为
取竖直向下为正方向，由动量定理得
得
故B正确，ACD错误。
故选B。
6．C
【解析】
体操运动员落地时的动量一定，在落地的过程中，动量变化一定，由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定；由
I=Ft
可知体操运动员在着地时屈腿是延长时间t，可以减小运动员所受到的平均冲力F，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．ACD
【解析】
BC．在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，A物体所受的滑动摩擦力大小为fA=μAmAg=20N，方向水平向右；B物体所受的滑动摩擦力大小为fB=μBmBg=20N，方向水平向左，可知两物体组成的系统合外力为零，故两物体组成的系统动量守恒。由于系统克服摩擦力做功，则系统机械能不守恒，选项B错误，C正确；
A．对任一物体，根据动量定理得
-μmgt=-p
得物体运动的时间为
由上分析可知，两个物体的动量p的大小相等，所受的摩擦力f大小相等，故滑行时间相等，应同时停止运动。故A正确；
D．A、B两物体的速度先增加后减小，则机械能先增大后减少，选项D正确。
故选ACD。
8．BCD
【解析】
A．匀速运动时，对线框进行受力分析可知
可得
根据机械能守恒
可得
A错误；
B．进入磁场过程中
①
由三式联立得
代入数据整理得
结合A选项可知B正确；
C．根据能量守恒定理，第一次进入磁场过程中
第二次由于匀速运动
因此
C正确；
D．根据动量定理，第一次进入磁场的时间
②
而
③
将①③代入②代入数据，可得
接下来匀速运动，离开磁场的时间
因此第一次穿过磁场的时间
第二次匀速穿过磁场的时间
因此
D正确。
故选BCD。
9．AD
【解析】根据动量定理，得，A正确B错误；根据动能定理，C错误D正确．
10．BC
【解析】
A．根据
故A错误；
B．根据动量定理
带入数据解得平均作用力大小为20N，故B正确；
C．根据
故C正确；
D．小物块受到重力的冲量大小
力与时间都不为零，故不为零。故D错误。
故选BC。
11．22.5 37.5
【解析】
[1]由于动力车牵引着小车厢匀速行驶，则有
这时动力车的输出功率为
[2]动力车和小车厢组成的系统，动量守恒，则有
解得车厢停止时，动力车速度为
车厢停止时，动力车的输出功率为
12．2 12
【解析】
(1)[1]取竖直向下方向为正方向，则小球与地面碰撞过程中动量的变化为
△P=-mv2-mv1=-0.2×（6+4）kg．m/s=-2kg?m/s
负号表示方向竖直向上．
(2)[2]代入动量定理的公式，得
（F-mg）t=△P
代入数据求得
F=12N
13．AB 3∶2 AD
【解析】
(1) [1]．A.斜槽轨道末端的切线必须水平，以保证做平抛运动，选项A正确；
B.入射球和被碰球半径必须相同，以保证两球正碰，选项B正确；
C.入射球质量要大于被碰球的质量，以防止入射球反弹，选项C错误；
D.两球均做平抛运动，竖直高度相同，时间相同，没必要测出桌面离地的高度H，选项D错误；
E.斜槽轨道没必要必须光滑，只需小球到达底端时速度相同即可，选项E错误。
故选AB。
(2)[2]．设落地时间为t，则有
而动量守恒的表达式为
m1v0=m1v1+m2v2
即
m1OP=m1OM+m2ON
代入数据可得
m1:m2=3:2
(3)[3]．若碰撞是弹性碰撞，动能守恒的表达式为
即
两球相碰前后的动量守恒，则有
m1?OM+m2?ON=m1?OP
即
m1?y1+m2?y3=m1?y2
若碰撞是弹性碰撞则有
故选AD.
14．(1)37m/s；(2)a=2160m/s2；1085N
【解析】
(1)下落高度
h=0.4+23×2.8+3.65=68.45m
由公式
得
v1=37m/s
(2)下落高度
由公式
解得
v2=36m/s
由公式
得
a=2160m/s2
又因
F合=F支-G=ma
可得
F支=1085N
由牛顿第三定律得，对网的平均作用力
F压=F支=1085N
1．质量为m的小球以大小为v0的初速度沿光滑的水平面向右运动，与竖直墙碰撞后沿原路返回，碰撞过程损失的动能为碰撞前小球动能的。则小球与竖直墙碰撞过程中，墙对小球的冲量大小为（ ）
A． B． C． D．
2．下列物理量属于矢量的是（ ）
A．动量 B．功 C．电流强度 D．电势
3．有些汽车设置有安全气囊，它是用来保护乘客的，使汽车在出现撞击事故时，乘客不致发生致命危险，关于安全气囊的作用，下列说法中正确的是
A．减小人的动能变化量 B．减小人的动能变化率
C．减小人的动量变化率 D．减小人受到合力外的冲量
4．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0.01s。下列说法中正确的是（ ）
A．球棒对垒球的平均作用力大小为1260N，方向与初速度方向相同
B．球棒对垒球的平均作用力大小为1260N，方向与末速度方向相同
C．球棒对垒球的平均作用力大小为360N，方向与初速度方向相同
D．球棒对垒球的平均作用力大小为360N，方向与末速度方向相同
5．高空坠物极易对过往行人或车辆造成伤害。若一个50克的鸡蛋从第27层楼（层高约3米）从静止开始下落，与地面的撞击时间约为2ms，则该鸡蛋下落到地面的时间和对地面产生的冲击力最接近于（ ）
A．5s N B．4s N
C．3s N D．2s 10N
6．体操运动员在落地时总要屈腿，这是为了减小（ ）
A．落地时的动量 B．落地过程中动量的变化量
C．落地过程中地面的作用力 D．落地过程所需时间
7．如图所示，A、B 两物体质量分别为 mA=5kg 和 mB=4kg，与水平地面之间的动摩擦因数分别为μA=0.4 和μB=0.5，开始时两物体之间有一压缩的轻弹簧（不拴接），并用细线将两物体拴接在一起放在水平地面上。现将细线剪断，则两物体将被弹簧弹开，最后两物体都停在水平地面上。在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，下列判断正确的是（ ）
A．两物体一定同时停运动
B．系统动量不守恒，机械能不守恒
C．系统动量守恒，机械能不守恒
D．A、B两物体的机械能先增大后减少
8．如图所示，在倾角的光滑绝缘斜面上存在一有界匀强磁场，磁感应强度B=1T，磁场方向垂直斜面向上，磁场上下边界均与斜面底边平行，磁场边界间距为L=0.5m。斜面上有一边长也为L的正方形金属线框abcd，其质量为m=0.1kg，电阻为。第一次让线框cd边与磁场上边界重合，无初速释放后，ab边刚进入磁场时，线框以速率v1作匀速运动。第二次把线框从cd边离磁场上边界距离为d处释放，cd边刚进磁场时，线框以速率v2作匀速运动。两种情形下，线框进入磁场过程中通过线框的电量分别为q1、q2，线框通过磁场的时间分别t1、t2，线框通过磁场过程中产生的焦耳热分别为Q1、Q2.已知重力加速度g=10m/s2，则：（ ）
A．m/s，m B．C，m
C． D．
9．如图所示，一个质量为的垒球，以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，设球棒与垒球的作用时间为，下列说法正确的是（ ）
A．球棒对垒球的平均作用力大小为
B．球棒对垒球的平均作用力大小为
C．球棒对垒球做的功为
D．球棒对垒球做的功为
10．质量为0.1kg的小物块在水平地面上以6m/s的速度与固定的竖直墙壁发生碰撞，碰后小物块反弹的速度大小为4m/s，碰撞时间为0.05s，则在小物块与墙壁发生碰撞的过程中（ ）
A．小物块动量的变化量大小为0.2kg·m/s
B．墙面对小物块的平均作用力大小为20N
C．小物块受到墙壁的冲量大小为1N·s
D．小物块受到重力的冲量大小为0
11．在水平长直轨道上，质量为M=600kg的动力车牵引着一辆质量为m=400kg的小车厢以v=54km/h的速度匀速行驶。若动力车和车厢受到的阻力均为其重量的0.15倍，则这时动力车的输出功率为P1=__________kW。如果使车厢与动力车脱开，之后动力车的牵引力不变，则车厢停止时，动力车的输出功率为P2=_______kW。
12．质量为0.2的小球竖直向下以6的速度落至水平地面,再以4的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为__________.若小球与地面的作用时间为0.2,则小球受到地面的平均作用力大小为__________ (取).
13．国庆同学在做“探究碰撞中的不变量”实验中，所用装置如图甲所示，已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点。回答以下问题：
(1)为了完成本实验，下列必须具备的实验条件或操作步骤是___________；
A．斜槽轨道末端的切线必须水平
B．入射球和被碰球半径必须相同
C．入射球和被碰球的质量必须相等
D．必须测出桌面离地的高度H
E.斜槽轨道必须光滑
(2)国庆同学在实验中正确操作，认真测量，得出的落点情况如图乙所示，则入射小球质量和被碰小球质量之比为____________；
(3)为了完成本实验，测得入射小球质量m1，被碰小球质量m2，O点到M、P、N三点的距离分别为y1、y2、y3，若两球间的碰撞是弹性碰撞，应该有等式_______成立。
A． B．
C． D．
14．高空坠物现已成这一种新型城市公害，2020年3月某小区高空坠物又出事了，14月龄男宝宝被砸中后伤势严重生命危险。有网友描述一只30g的鸡蛋从4楼抛下会把人头顶砸出个肿包，如果是25楼抛下冲击力足以致人死亡。因此有专家建议在高楼外墙上安装如图所示的防高空坠物网，安装在二楼地板等高处。现测试了一瓶500g的矿泉水从25楼窗口坠落，窗口离第25层楼地面0.4m，水瓶落到防坠物网上后被成功拦截，拦截时网最大下陷深度为30cm。已知该高楼1楼顶离地高度为3.65m，2楼及以上每楼高2.8m。重力加速度g=10m/s2，物体坠落时空气阻力不计。
（1）如网友所说，一只鸡蛋也从该高楼25楼窗口下落，在没有安装防高空坠物网的情况下落到地面速度达多大；
（2）将测试水瓶落到网上之后的运动视作匀减速运动，则其减速运动的加速度多大？并计算测试水瓶在这个过程中对网的平均作用力大小。
参考答案
1．B
【解析】
碰撞过程损失的动能为碰撞前小球动能的，所以碰后的动能为
解得碰后的速度
由动量定理得，小球与竖直墙碰撞过程中，墙对小球的冲量大小为
故B正确，ACD错误。
故选B。
2．A
【解析】
A．动量是既有大小又有方向的矢量，故A符合题意；
BD．功和电势都是只有大小没有方向的标量，不是矢量，故BD不符合题意。
C．电流强度既有大小又有方向，但不遵守平行四边形定则，所以电流强度为标量，故C不符合题意。
故选A。
3．C
【解析】
ABCD．汽车发生碰撞过程，驾乘人员从运动变化静止，动量的变化量?p一定，由动量定理可知，人受到的冲量大小一定；安全气囊可以增加驾乘人员的减速的时间?t，由动量定理得，?p = F?t，动量的变化率，延长时间?t，动量的变化率减小，即人受到的冲击力减小，可以减小人受到的伤害，故C正确，ABD错误。
故选C。
4．B
【解析】
以初速度方向为正方向，根据动量定理
F?t=mv2-mv1
得
符号表示力的方向与初速度的方向相反，与末速度方向相同，故B正确，ACD错误。
故选B。
5．B
【解析】
第27层高约80米，由得自由下落时间
落地时的速度为
取竖直向下为正方向，由动量定理得
得
故B正确，ACD错误。
故选B。
6．C
【解析】
体操运动员落地时的动量一定，在落地的过程中，动量变化一定，由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定；由
I=Ft
可知体操运动员在着地时屈腿是延长时间t，可以减小运动员所受到的平均冲力F，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．ACD
【解析】
BC．在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，A物体所受的滑动摩擦力大小为fA=μAmAg=20N，方向水平向右；B物体所受的滑动摩擦力大小为fB=μBmBg=20N，方向水平向左，可知两物体组成的系统合外力为零，故两物体组成的系统动量守恒。由于系统克服摩擦力做功，则系统机械能不守恒，选项B错误，C正确；
A．对任一物体，根据动量定理得
-μmgt=-p
得物体运动的时间为
由上分析可知，两个物体的动量p的大小相等，所受的摩擦力f大小相等，故滑行时间相等，应同时停止运动。故A正确；
D．A、B两物体的速度先增加后减小，则机械能先增大后减少，选项D正确。
故选ACD。
8．BCD
【解析】
A．匀速运动时，对线框进行受力分析可知
可得
根据机械能守恒
可得
A错误；
B．进入磁场过程中
①
由三式联立得
代入数据整理得
结合A选项可知B正确；
C．根据能量守恒定理，第一次进入磁场过程中
第二次由于匀速运动
因此
C正确；
D．根据动量定理，第一次进入磁场的时间
②
而
③
将①③代入②代入数据，可得
接下来匀速运动，离开磁场的时间
因此第一次穿过磁场的时间
第二次匀速穿过磁场的时间
因此
D正确。
故选BCD。
9．AD
【解析】根据动量定理，得，A正确B错误；根据动能定理，C错误D正确．
10．BC
【解析】
A．根据
故A错误；
B．根据动量定理
带入数据解得平均作用力大小为20N，故B正确；
C．根据
故C正确；
D．小物块受到重力的冲量大小
力与时间都不为零，故不为零。故D错误。
故选BC。
11．22.5 37.5
【解析】
[1]由于动力车牵引着小车厢匀速行驶，则有
这时动力车的输出功率为
[2]动力车和小车厢组成的系统，动量守恒，则有
解得车厢停止时，动力车速度为
车厢停止时，动力车的输出功率为
12．2 12
【解析】
(1)[1]取竖直向下方向为正方向，则小球与地面碰撞过程中动量的变化为
△P=-mv2-mv1=-0.2×（6+4）kg．m/s=-2kg?m/s
负号表示方向竖直向上．
(2)[2]代入动量定理的公式，得
（F-mg）t=△P
代入数据求得
F=12N
13．AB 3∶2 AD
【解析】
(1) [1]．A.斜槽轨道末端的切线必须水平，以保证做平抛运动，选项A正确；
B.入射球和被碰球半径必须相同，以保证两球正碰，选项B正确；
C.入射球质量要大于被碰球的质量，以防止入射球反弹，选项C错误；
D.两球均做平抛运动，竖直高度相同，时间相同，没必要测出桌面离地的高度H，选项D错误；
E.斜槽轨道没必要必须光滑，只需小球到达底端时速度相同即可，选项E错误。
故选AB。
(2)[2]．设落地时间为t，则有
而动量守恒的表达式为
m1v0=m1v1+m2v2
即
m1OP=m1OM+m2ON
代入数据可得
m1:m2=3:2
(3)[3]．若碰撞是弹性碰撞，动能守恒的表达式为
即
两球相碰前后的动量守恒，则有
m1?OM+m2?ON=m1?OP
即
m1?y1+m2?y3=m1?y2
若碰撞是弹性碰撞则有
故选AD.
14．(1)37m/s；(2)a=2160m/s2；1085N
【解析】
(1)下落高度
h=0.4+23×2.8+3.65=68.45m
由公式
得
v1=37m/s
(2)下落高度
由公式
解得
v2=36m/s
由公式
得
a=2160m/s2
又因
F合=F支-G=ma
可得
F支=1085N
由牛顿第三定律得，对网的平均作用力
F压=F支=1085N