2011高二物理：第1章《动量守恒研究》单元测试14（鲁科版选修3-5）

第1章《动量守恒研究》单元测试
第Ⅰ卷（选择题 共38分）
一、单项选择题（每小题只有一个正确答案，每题3分，共18分）
1、下列关于动量及其变化说法正确的是 （ ）
A、两物体的动量相等，动能也一定相等。
B、物体动能发生变化，动量也一定发生变化。
C、动量变化的方向一定与初末动量的方向都不同。
D、动量变化的大小，不可能等于初末状态动量大小之和。
2、某物体在水平桌面上，受到一个推力F的作用t秒钟物体没有移动，则F的冲量为（ ）
A、0 B、Ft C、mgt D、无法计算
3、下列说法正确的是 （ ）
动量为零时，物体一定处于平衡状态
物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动
物体所受合外力大小不变时，其动量大小一定要发生改变
动能不变，物体的动量一定不变
4、玻璃茶杯从同一高度掉下，落在石板上易碎，落在海绵块上不易碎，这是因为茶杯与石板撞击过程中 （ ）
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
5、两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，mA=1 kg，mB=2 kg，vA=6 m/s，vB=2 m/s。当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是 （ ）
A．vA′=5 m/s， vB′=2.5 m/s B．vA′=2 m/s， vB′=4 m/s
C．vA′=－4 m/s，vB′=7 m/s D．vA′=7 m/s， vB′=1.5 m/s
6、如图1所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点，质量 相 等。Q与轻弹簧相连，设Q静止，P以某一速度向Q运动并以弹簧发生碰撞，在整个过程中，弹簧的最大弹性势能等于 （ ）
A、P的初动能 B、 P的初动能的
C、 P的初动能的 D、 P的初动能的
二、多项选择题（每小题有多个正确答案，每题4分，漏选得2分，共20分）
7、如图所示，水平地面上O点的正上方竖直自由下落一个物体m，中途炸成a，b两块，它们同时落到地面，分别落在A点和B点，且OA＞OB，若爆炸时间极短，空气阻力不计，则 （ ）
A．落地时a的速率大于b的速率
B．落地时在数值上a的动量大于b的动量
C．爆炸时a的动量增加量数值大于b的增加量数值
D．爆炸过程中a增加的动能大于b增加的动能
8、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、
9、如图所示，两个质量相等的物体，从同一高度沿倾角不同的两光滑固定斜面由静止滑下，到达斜面底端的过程中，下列说法正确的是 （ ）
A、两种情况下重力的冲量相同
B、两种情况下重力所做的功相同
C、两种情况下物体所受合力的冲量相同
D、两种情况下物体所受合力做功相同
10、如图所示水平面上有两个木块，质量分别为M1、M2且M1=M2，开始时两木块之间有一根用轻绳缚住的压缩轻弹簧,烧断细绳后，两木块分别向左右运动，若两木块与水平面间的动摩擦因数为μ1、μ2且μ1=μ2，则在弹簧伸长的过程中两木块（ ）
A、动量大小之比为1∶1
B、速度大小之比为2∶1
C、通过的路程之比为2∶1
D、通过的路程之比为1∶1
11、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、 >
三、简答题：本题共2题，共26分。请把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。
12、（1）两块小木块A和B中间夹着一轻质弹簧，用细线捆在一起，放在光滑的水平台面上，将细线烧断，木块A、B被弹簧弹出，最后落在水平地面上，落地点与平台边缘的水平距离分别为lA=1 m，lB=2 m，如图所示，则下列说法正确的是 （ ）
A．木块A、B离开弹簧时的速度大小之比vA∶vB=1∶2
B．木块A、B的质量之比mA∶mB=2∶1
C．木块A、B离开弹簧时的动能之比EA∶EB=1∶2
D．弹簧对木块A、B的冲量大小之比IA∶IB=1∶2
（2）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7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。
（3）（8分）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等于多少
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。
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：
四、说明计算题（请写出必要的说明和步骤，14题13分，15题12分，16题16分，17题15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）炮身水平方向，炮弹出炮口时，相对炮口速度为v0，问：炮身的反冲速度为多大？
（3）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的人站在质量为M、长为L的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边，当他向左走到船的左端时，船左端离岸多远？
16、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？
某同学解题时立出了动量守恒方程：……①
还立出了能量守恒方程：
并据此得出结果。这种解法正确吗？
如果是正确的，请求出结果；如果是错误的，请说明所列出的有关方程成立的条件或错
的原因，并假设此条件成立，再纠正错误，求出结果。
17、一个质量为m的木块，从半径为R、质量为M的1/4光滑圆槽顶端由静止滑下。在槽被固定和可沿着光滑平面自由滑动两种情况下，如图所示，木块从槽口滑出时的速度大小之比为多少？
参 考 答 案
一、单项选择题（每小题只有一个正确答案，每题3分，共18分）
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B B B D B B
二、多项选择题（每小题有多个正确答案，每题4分，漏选得2分，共20分）
题号 7 8 9 10 11
答案 AD AB BD AD ABD
三、简答题：本题共2题，共26分。请把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。
12、（共18分）
(1) ABC （4分）
（2） 12、3 （6分）
(3) 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（2分）
碰撞后，A的速度v1=-1m/s，B的速度v2=2m/s， （2分）
由动量守恒定律得mAv0=mAv1+mBv2， （2分）
mB=2.5kg （2分）
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。
四、说明计算题（请写出必要的说明和步骤，14题9分，15题8分，16题12分，17题12分，18题15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 ………………………………………… （2分）
∴v1= mv0/M………………………………………… （1分）
(2)设炮身反冲速度为v1，则炮弹对地速度为v0- v1
∵ m(v0- v1） =Mv1……………………………………（2分）
∴ v1=mv0/(M+m)…………………………………………（1分）
(3) 炮车和炮弹水平方向系统动量守恒
∵mv0=Mv1…………………………………………（2分）
∴v1= mv0/M………………………………………（1分）
15、人和船组成的系统动量守恒
………………………………………（3分）
………………………………………（3分）
则船左端离岸的距离………………………………………（2分）
16、解：这种解法是错误的。
方程①只适用于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的情况（2分）
方程②没有考虑子弹与木块碰撞时损失的机械能（2分）
第二个方程应写为（4分）
与方程①联立解得（3分）
17、解：圆槽固定时，木块下滑过程中只有重力做功，木块的机械能守恒。木块在最高处的势能全部转化为滑出槽口时的动能。由：
木块滑出槽口时的速度：
圆槽可动时，当木块开始下滑到脱离槽口的过程中，对木块和槽所组成的系统，水平方向不受外力，水平方向动量守恒。
设木块滑出槽口时的速度为v2，槽的速度为u，则： mv2＋Mu＝0 ③
又木块下滑时，只有重力做功，机械能守恒，木块在最高处的势能转化为木块滑出槽口时的动能和圆槽的动能，即：
联立③④两式解得木块滑出槽口的速度：
因此，两种情况下滑出槽口的速度之比：