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物理3-5第十六章《动量守恒定律》测试题
(本试卷满分100分,用时60分钟)
一、选择题:(每小题5分,计50分)
1.下列说法正确的是 ( )
A.一质点受两个力的作用而处于平衡状态(静止或匀速直线运动),则这两个力在同一作用时间内的冲量一定相同
B.一质点受两个力的作用而处于平衡状态,则这两个力在同一时间内做的功都为零,或者一个做正功,一个做负功,且功的绝对值相等
C.在同一时间内作用力和反作用力的冲量一定大小相等,方向相反
D.在同一时间内作用力和反作用力有可能都做正功
2.玻璃茶杯从同一高度掉下,落在水泥地上易碎,落在海锦垫上不易碎,这是因为茶杯与水泥地撞击过程中 ( )
A.茶杯动量较大 B.茶杯动量变化较大
C.茶杯所受冲量较大 D.茶杯动量变化率较大
3.如图所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2,它们原 来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有
A.A、B系统动量守恒 B.A、B、C系统动量守恒
C.小车向左运动 D.小车向右运动
4.质量为m的钢球自高处落下,以速率v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为v2.在碰撞过程中,钢球受到的冲量的方向和大小为
A.向下,m(v1-v2) B.向下,m(v1+v2)
C.向上,m(v1-v2) D.向上,m(v1+v2)
5. 一艘小船质量为M,船上站着一质量为m的人,人和小船原处于静止状态,水对船的阻
力忽略不计。当人从船尾向船头方向走过距离d(相对于船),小船后退的距离为
A. B. C. D.
6、质量为m的小球A ,沿光滑水平面以的速度与质量为2m的静止小球B发生正碰,碰撞后,A球速度大小变为原来的,那么小球B的速度可能是 ( )
A、 B、 C、 D、
7、在光滑的水平面上动能为,动量大小为的小钢球1与静止的小刚球2发生碰撞,碰撞前后钢球1的运动方向相反,将碰后球1的动能和动量的大小分别记为和,球2的动能和动量的大小分别记为,,则必有( )
A、 < B、 < C、 > D、 >
8、质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定其上,另一质量也为m的物体乙以4m/s的速度与甲相向运动,如图所示。则( )
A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力作用,动量不守恒
B.当两物块相距最近时,甲物块的速率为零
C.当甲物块的速率为1m/s时,乙物块的速率可能为2m/s,也可能为0
D.甲物块的速率可能达到5m/s
9、如图所示,用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上,物块A紧靠竖直墙壁,一颗子弹沿水平方向射入物体B并留在其中,在下列依次进行的四个过程中,由子弹、弹簧和A、B物块组成的系统,动量不守恒但机械能守恒的是:( )
A.子弹射入木块过程;
B.B物块载着子弹一起向左运动的过程;
C.弹簧推载着子弹的B物块向右运动,直到弹簧恢复原长的过程;
D.B物块因惯性继续向右运动,直到弹簧伸长最大的过程。
10、质量为m的小物块,在与水平方向成a角的力F作用下,沿光滑水平面运动,物块通过A点和B点的速度分别是vA和vB,物块由A运动到B的过程中,力F对物块做功W和力F对物块作用的冲量I的大小是( )
A.
B.
C.
D.
二、填空题:(6+6+8=20分)
11.光滑的水平面上,用弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以6m/s的速度向右运动,弹簧处于原长,质量为4kg的物块C静止在前方,如图所示。B与C碰撞后二者粘在一起运动,在以后的运动中,当弹簧的弹性势能达到最大为 J时,物块A的速度
是 m/s。
12、a、b两个小球在一直线上发生碰撞,它们在碰撞前后的s-t图象如图所示,若a球的质量ma=1kg,则b球的质量mb等于
13、在学习了“实验:探究碰撞中的不变量”的实验后,得出了动量守恒定律,反过来我们可以利用该实验中的有关方案来验证动量守恒定律。下面是某实验小组选用水平气垫导轨、光电门的测量装置来研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。实验仪器如图所示。
12题图
实验过程:
(1)调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作。
(2)在滑块1上装上挡光片并测出其长度L。
(3)在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥(或双面胶纸)。
(4)用天平测出滑块1和滑块2的质量m1、m2。
(5)把滑块1和滑块2放在气垫导轨上,让滑块2处于静止状态(=0),用滑块1以初速度与之碰撞(这时光电计时器系统自动计算时间),撞后两者粘在一起,分别记下滑块1的挡光片碰前通过光电门的遮光时间和碰后通过光电门的遮光时间。
(6)先根据计算滑块1碰撞前的速度及碰后两者的共同速度;再计算两滑块碰撞前后的动量,并比较两滑块碰撞前后的动量的矢量和。
实验数据:
m1=0.324kg m2=0.181kg L=1.00×10-3m
次数 滑块1 滑块2 碰前系统动量kgms-1 碰后系统动量kgms-1
/ms-1 /ms-1 /ms-1 /ms-1 (+)
1 0.290 0.184 0 0.184
2 0.426 0.269 0 0.269
结论:
三、计算题:(10+10+10=30分)
14、在水平铁轨上放置一门质量为M的炮车,发射的炮弹质量为m,设铁轨和炮车间摩擦不计,求:(1)水平发射炮弹时,炮弹速度为v0,问:炮车的反冲速度是多大?
(2)炮车车身与水平方向成θ角,炮弹速度大小为v0,问:炮身反冲速度是多大?
15、质量为M的木块在水平面上处于静止状态,有一质量为m的子弹以水平速度v0击中木块并与其一起运动,若木块与水平面之间的动摩擦因数为,则木块在水平面上滑行的距离为多少?
16、小孩质量m1=20kg,小车质量m2=290kg。车原静止,不计车与地面间的摩擦,小孩在地面上奔跑,速度u=5m/s,并以该速度水平跳到车上,紧接着又以大小5m/s的水平速度(相对地面)向后跳离车子,然后再奔跑跳上车子、跳离车子,……,且每次速度大小不变。问小孩至多跳上车子几次?
物理3-5第十六章《动量守恒定律》测试题参考答案
一、选择题:(计50分)
1.BCD 2.D 3.BC 4.D 5.D
6.AB; 7.ABD; 8.C 9.B. 10.A
二、填空题:(计20分)
11. 12J 3 m/s
12 、mB=2.5kg
解:从位移—时间图像上可看出,碰前B的速度为0,A的速度v0=Δs/Δt=4m/s
碰撞后,A的速度v1=-1m/s,B的速度v2=2m/s,
由动量守恒定律得mAv0=mAv1+mBv2,
mB=2.5kg
13、
次数 滑块1 滑块2 碰前系统动量kgms-1 碰后系统动量kgms-1
/ms-1 /ms-1 /ms-1 /ms-1 (+)
1 0.290 0.184 0 0.184 0.094 0 0.093
2 0.426 0.269 0 0.269 0.138 0 0.136
结论:在误差允许的范围内,碰前系统动量矢量和等于碰后系统动量矢量和。
三、计算题(计30分)
14、(1)设炮身反冲速度为v1,炮车和炮弹系统动量守恒
∵mv0=Mv1 ………………………………………… (3分)
∴v1= mv0/M………………………………………… (2分)
(2) 炮车和炮弹水平方向系统动量守恒
∵mv0=Mv1…………………………………………(3分)
∴v1= mv0/M………………………………………(2分)
15、
解:子弹与木块相互作用时间极短、地面滑动摩擦力冲量可以忽略不计,则由动量守恒定律得:
Mv0=(M+m)v -------------------(4分)
子弹与木块共同作用的过程,由动能定理得:
---------(4分)
联立解得------(2分)
16.解析;设第一次跳上时,它们的共同速度 为
…………………………….2分
第一次跳下时,小车的速度为:
∴…………………..2分
∴………………….1分
同理第二次跳上跳下为……………………….2分
类推:…………………….2分
∵代入数学
取8次………………………1分