选修3-5第十六单元动量守恒定律 单元双基精品试卷 (A）（含答案）
文档属性
| 名称 | 选修3-5第十六单元动量守恒定律 单元双基精品试卷 (A）（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 148.6KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-23 09:26:27 | ||
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文档简介
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班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
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班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
2020-2021学年度高中物理单元双基精品试卷
选修3-5第十六单元动量守恒定律（A）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。在第1～6题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第7～10题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
1．下列关于物体动量和冲量的说法中不正确的是( )
A．物体所受合外力冲量越大，它的动量就越大
B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定要改变
C．物体动量变化的方向，就是合外力冲量的方向
D．物体所受合外力越大，它的动量变化越快
2．在光滑水平直路上停着一辆较长的木板车，车的左端站立一个大人，车的右端站立一个小孩。如果大人向右走，小孩(质量比大人小)向左走。他们的速度大小相同，则在他们走动过程中( )
A．车一定向左运动 B．车可能向右运动
C．车可能保持静止 D．无法确定
3．在光滑的水平面上，有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度图象如图所示，下列关系正确的是( )
A．ma＞mb B．ma＜mb
C．ma＝mb D．无法判断
4．如图所示，足够长的长木板A静止在光滑的水平地面上，质量为1 kg的物体B以v0＝3 m/s的水平速度冲上A，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上。若从B冲到木板A上到相对木板A静止这段时间内摩擦力对长木板的冲量大小为2 N·s，则A、B最后的共同速度及长木板的质量分别为( )
A．1 m/s，1 kg B．1 m/s，2 kg
C．2 m/s，1 kg D．2 m/s，2 kg
5．质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开了一定的距离，如图所示．具有动能E0的第1个物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘在一起，这个整体的动能为( )
A．E09 B．E03
C．2E03 D．E0
6．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接。一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始自由下滑，下列判断正确的是( )
A．在以后运动过程中，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒
B．在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽不做功
C．被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动
D．被弹簧反弹后，小球能回到槽上高h处
7．在“探究碰撞中的不变量”实验中，对于最终的结论m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，下列说法正确的是( )
A．仅限于一维碰撞
B．任何情况下m1v12＋m2v22＝m1v1′2＋m2v2′2也一定成立
C．式中的v1、v2、v1′、v2′都是速度的大小
D．式中的不变量是m1和m2组成的系统的质量与速度乘积之和
8．杂技演员做高空表演时，为了安全，常在下面挂起一张很大的网，当演员失误从高处掉下落在网上时，与从相同高度落在地面上相比较，下列说法正确的是( )
A．演员落在网上时的动量较小
B．演员落在网上时的动量变化较小
C．演员落在网上时的动量变化较慢
D．演员落在网上时受到网的作用力较小
9．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0.01 s。下列说法正确的是( )
A．球棒对垒球的平均作用力大小为1260 N
B．球棒对垒球的平均作用力大小为360 N
C．球棒对垒球做的功为126 J
D．球棒对垒球做的功为36 J
10．质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移－时间图象如图所示，以下说法正确的是( )
A．碰撞前两物体动量相同
B．m1等于m2
C．碰撞后两物体一起做匀速直线运动
D．碰撞前两物体动量大小相等、方向相反
二、非选择题(本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。)
11．(8分)某同学用如图所示的装置，研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量和机械能关系。图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上的S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量出平抛的射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上的S位置由静止释放，与小球m2相碰，并且多次重复。实验得到小球的落点的平均位置分别为M、P、N。
(1)实验必须要求满足的条件是 。
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端的切线是水平的
C．测量抛出点距地面的高度H
D．若入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2，则m1＞m2
(2)若实验结果满足 ，就可以验证碰撞过程中动量守恒。
(3)若碰撞是弹性碰撞，那么还应该满足的表达式为 。
12．(8分)气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平
c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上
d．用刻度尺测出A的左端至C挡板的距离L1
e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
(1)实验中还应测量的物理量是________；
(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是________(回答两点即可)。
13．(10分)2019年女排世界杯在日本举行，中国女排取得十一连胜的优异成绩，成功卫冕世界杯冠军。若某次近网处扣球后排球垂直球网水平飞出，击球前瞬间球的速度可视为零，击球点距离地面高h＝2.45 m，击球过程中手与球接触时间t＝0.2 s。已知排球质量m＝280 g，排球场相关数据为，长L＝18 m，宽D＝9 m，重力加速度g取10 m/s2，求：
(1)为使球不被扣出底线，球被击出时的最大速度；
(2)为使球不被扣出底线，击球过程中手对排球的最大平均作用力。
14．(10分)2020四大洲花样滑冰锦标赛双人自由滑比赛于2月8日在韩国首尔市结束，中国组合隋文静、韩聪摘得金牌。如图所示为某次训练中情景，他们携手滑步，相对光滑冰面的速度为1.0 m/s，韩聪突然将隋文静向原先运动方向推开，推力作用时间为2.0 s，隋文静的速度大小变为4.0 m/s，假设隋文静和韩聪的质量分别为40 kg和60 kg，求：
(1)推开后韩聪的速度大小；
(2)推开过程中隋文静对韩聪的平均作用力大小。
15．(12分)某同学为了探究质量为m1＝1.0 kg和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰是否是弹性碰撞，该同学测出碰撞前后两物体的s－t(位移－时间)图象如图所示，碰撞时间极短，试通过计算回答下列问题：
(1)质量为m1的物体在碰撞过程中动量变化量是多少？
(2)m2等于多少千克？
(3)碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞？
16．(12分)如图甲所示，物体A、B的质量分别是m1＝4.0 kg和m2＝6.0 kg，用轻弹簧相连放在光滑水平面上，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＝5.0 s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图象如图乙所示。试求：
(1)物体C的质量m3；
(2)在5.0 s到15.0 s的时间内物体A动量变化的大小和方向。
物 理（A）答 案
一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。在第1～6题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第7～10题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
1．【答案】A
【解析】据动量定理得I合＝Δp，即I合与Δp等大同向，A错误，B、C正确；又I合＝F合Δt，所以F合＝ΔpΔt，故F合越大，ΔpΔt就越大，D正确。
2．【答案】A
【解析】系统动量守恒，且总动量为零，由于大人质量大于小孩，速度相同，因此大人与小孩的总动量向右，为满足动量守恒，车一定向左运动，故A正确，BCD错误。
3．【答案】B
【解析】由图象知a球以初速度向原来静止的b球碰撞，碰后a球反弹且小于a的初速度，根据碰撞规律，a球质量小于b球质量。
4．【答案】B
【解析】摩擦力对长木板的冲量大小为2 N·s，则摩擦力对物体B的冲量大小也为2 N·s，根据动量定理得I＝mBv0－mBv，得v＝1 m/s，对长木板用动量定理，I＝mAv，得mA＝2 kg，故B正确。
5．【答案】B
【解析】碰撞中动量守恒mv0＝3mv1，得v1＝v03，E0＝12mv20，Ek′＝12×3mv21，联立得Ek′＝12×3mv03＝E03，故B正确。
6．【答案】C
【解析】当小球与弹簧接触后，小球与槽组成的系统在水平方向所受合外力不为零，系统在水平方向动量不守恒，故A错误；下滑过程中两物体都有水平方向的位移，而力是垂直于球面的，故力和位移夹角不垂直，故两力均做功，故B错误；小球被弹簧反弹后，小球和槽在水平方向不受外力作用，故小球和槽都做匀速运动，选项C正确；小球与槽组成的系统动量守恒，球与槽的质量相等，小球沿槽下滑，球与槽分离后，小球与槽的速度大小相等，小球被弹簧反弹后与槽的速度相等，故小球不能滑到槽上，选项D错误。
7．【答案】AD
【解析】这个实验是在一维情况下设计的实验，其他情况未做探究；系统的质量与速度的乘积之和在碰撞前后为不变量是实验的结论，其他探究的结论情况不成立，而速度是矢量，应考虑方向。故选项AD正确。
8．【答案】CD
【解析】演员落到网上和地面上时的速度相同，所以两种情况下，动量的变化相同，但落在网上时，作用时间较长，由动量定理可知，作用力较小，故A、B错误，C、D正确。
9．【答案】AC
【解析】设球棒对垒球的平均作用力为F，由动量定理得F－·t＝m(vt－v0)，取vt＝45 m/s，则v0＝－25 m/s，代入上式，得F－＝1 260 N，由动能定理得W＝12mv2t－12mv20＝126 J，选项A、C正确。
10．【答案】BD
【解析】由两图线斜率大小相等知，两个物体的速率相等，碰撞后v＝0，即p＝0，所以m1v1＝m2v2，即m1＝m2，则B、D正确。
二、非选择题(本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。)
11．(8分)
【答案】(1)BD (2)m1·OP＝m1·OM＋m2·ON (3)m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2
【解析】(1)为使小球做平抛运动且每次初速度相同，应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下，但是轨道不一定是光滑的，故A项错误，B项正确。因为平抛运动的时间相等，根据v＝x/t，所以用水平射程可以代替速度，不需要测量抛出点距地面的高度H，需测量小球平抛运动的射程间接测量速度；为了防止入射球反弹，球m1的质量应大于球m2的质量，故C错误，D正确。
(2)根据平抛运动可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为t，则：，，，若两球相碰前后的动量守恒则m1v0＝m1v1＋m2v2，即m1·OP＝m1·OM＋m2·ON。
(3)若为弹性碰撞，则碰撞前后系统动能相同，有12m1v02＝12m1v21＋12m2v22，即满足关系式：m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2。
12．(8分)
【答案】(1)滑块B的右端到D挡板的距离L2 (2)mAL1t1＝mBL2t2 滑块mA、mB、L1、L2、t1、t2测量时带来的误差；气垫导轨不水平；滑块与气垫导轨间有摩擦
【解析】放开卡销后，A、B匀速运动vA＝L1t1，vB＝L2t2，由动量守恒mAvA＝mBvB，所以mAL1t1＝mBL2t2。
13．(10分)
【解析】(1)排球在空中做平抛运动，竖直方向：
h＝12gt21
水平方向：12L＝vmt1
联立可得：vm≈12.86 m/s。
(2)击球过程中由动量定理有：FΔt＝mvm
代入数据可得：F＝18 N。
14．(10分)
【解析】(1)以原来运动方向为正，由动量守恒定律得：
(m1＋m2)v＝m1v1＋m2v2
解得v2＝－1 m/s
即推开后韩聪的速度大小为1 m/s。
(2)由动量定理：Ft＝m2v2－m2v
解得F＝－60 N
即隋文静对韩聪的平均作用力大小为60 N。
15．(12分)
【解析】(1)由图象可知，m1碰前速度v1＝4 m/s，碰后的速度v1′＝－2 m/s，m2碰前速度v2＝0，碰后速度v2′＝2 m/s
质量为m1的物体在碰撞过程中动量的变化量Δp1＝m1v1′－m1v1＝－6 kg·m/s。
(2)由动量守恒定律得：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′
代入数据解得：m2＝3.0 kg。
(3)两物体组成的系统在碰撞过程中损失的机械能为
ΔE＝12m1v21＋12m2v22－(12m1v′12＋12m2v′22)＝0
所以碰撞过程是弹性碰撞。
16．(12分)
【解析】(1)根据图象可知，物体C与物体A相碰前的速度为：v1＝6 m/s
相碰后的速度为：v2＝2 m/s
根据动量守恒定律得：m3v1＝(m1＋m3)v2
解得：m3＝2.0 kg。
(2)规定向左的方向为正方向，在第5.0 s和第15.0 s末物体A的速度分别为：
v2＝2 m/s，v3＝－2 m/s
所以物体A的动量变化为：Δp＝m1(v3－v2)＝－16 kg·m/s
即在5.0 s到15.0 s时间内物体A动量变化的大小为16 kg·m/s，方向向右。
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
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班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
2020-2021学年度高中物理单元双基精品试卷
选修3-5第十六单元动量守恒定律（A）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。在第1～6题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第7～10题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
1．下列关于物体动量和冲量的说法中不正确的是( )
A．物体所受合外力冲量越大，它的动量就越大
B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定要改变
C．物体动量变化的方向，就是合外力冲量的方向
D．物体所受合外力越大，它的动量变化越快
2．在光滑水平直路上停着一辆较长的木板车，车的左端站立一个大人，车的右端站立一个小孩。如果大人向右走，小孩(质量比大人小)向左走。他们的速度大小相同，则在他们走动过程中( )
A．车一定向左运动 B．车可能向右运动
C．车可能保持静止 D．无法确定
3．在光滑的水平面上，有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度图象如图所示，下列关系正确的是( )
A．ma＞mb B．ma＜mb
C．ma＝mb D．无法判断
4．如图所示，足够长的长木板A静止在光滑的水平地面上，质量为1 kg的物体B以v0＝3 m/s的水平速度冲上A，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上。若从B冲到木板A上到相对木板A静止这段时间内摩擦力对长木板的冲量大小为2 N·s，则A、B最后的共同速度及长木板的质量分别为( )
A．1 m/s，1 kg B．1 m/s，2 kg
C．2 m/s，1 kg D．2 m/s，2 kg
5．质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开了一定的距离，如图所示．具有动能E0的第1个物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘在一起，这个整体的动能为( )
A．E09 B．E03
C．2E03 D．E0
6．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接。一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始自由下滑，下列判断正确的是( )
A．在以后运动过程中，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒
B．在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽不做功
C．被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动
D．被弹簧反弹后，小球能回到槽上高h处
7．在“探究碰撞中的不变量”实验中，对于最终的结论m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，下列说法正确的是( )
A．仅限于一维碰撞
B．任何情况下m1v12＋m2v22＝m1v1′2＋m2v2′2也一定成立
C．式中的v1、v2、v1′、v2′都是速度的大小
D．式中的不变量是m1和m2组成的系统的质量与速度乘积之和
8．杂技演员做高空表演时，为了安全，常在下面挂起一张很大的网，当演员失误从高处掉下落在网上时，与从相同高度落在地面上相比较，下列说法正确的是( )
A．演员落在网上时的动量较小
B．演员落在网上时的动量变化较小
C．演员落在网上时的动量变化较慢
D．演员落在网上时受到网的作用力较小
9．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0.01 s。下列说法正确的是( )
A．球棒对垒球的平均作用力大小为1260 N
B．球棒对垒球的平均作用力大小为360 N
C．球棒对垒球做的功为126 J
D．球棒对垒球做的功为36 J
10．质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移－时间图象如图所示，以下说法正确的是( )
A．碰撞前两物体动量相同
B．m1等于m2
C．碰撞后两物体一起做匀速直线运动
D．碰撞前两物体动量大小相等、方向相反
二、非选择题(本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。)
11．(8分)某同学用如图所示的装置，研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量和机械能关系。图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上的S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量出平抛的射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上的S位置由静止释放，与小球m2相碰，并且多次重复。实验得到小球的落点的平均位置分别为M、P、N。
(1)实验必须要求满足的条件是 。
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端的切线是水平的
C．测量抛出点距地面的高度H
D．若入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2，则m1＞m2
(2)若实验结果满足 ，就可以验证碰撞过程中动量守恒。
(3)若碰撞是弹性碰撞，那么还应该满足的表达式为 。
12．(8分)气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平
c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上
d．用刻度尺测出A的左端至C挡板的距离L1
e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
(1)实验中还应测量的物理量是________；
(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是________(回答两点即可)。
13．(10分)2019年女排世界杯在日本举行，中国女排取得十一连胜的优异成绩，成功卫冕世界杯冠军。若某次近网处扣球后排球垂直球网水平飞出，击球前瞬间球的速度可视为零，击球点距离地面高h＝2.45 m，击球过程中手与球接触时间t＝0.2 s。已知排球质量m＝280 g，排球场相关数据为，长L＝18 m，宽D＝9 m，重力加速度g取10 m/s2，求：
(1)为使球不被扣出底线，球被击出时的最大速度；
(2)为使球不被扣出底线，击球过程中手对排球的最大平均作用力。
14．(10分)2020四大洲花样滑冰锦标赛双人自由滑比赛于2月8日在韩国首尔市结束，中国组合隋文静、韩聪摘得金牌。如图所示为某次训练中情景，他们携手滑步，相对光滑冰面的速度为1.0 m/s，韩聪突然将隋文静向原先运动方向推开，推力作用时间为2.0 s，隋文静的速度大小变为4.0 m/s，假设隋文静和韩聪的质量分别为40 kg和60 kg，求：
(1)推开后韩聪的速度大小；
(2)推开过程中隋文静对韩聪的平均作用力大小。
15．(12分)某同学为了探究质量为m1＝1.0 kg和m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰是否是弹性碰撞，该同学测出碰撞前后两物体的s－t(位移－时间)图象如图所示，碰撞时间极短，试通过计算回答下列问题：
(1)质量为m1的物体在碰撞过程中动量变化量是多少？
(2)m2等于多少千克？
(3)碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞？
16．(12分)如图甲所示，物体A、B的质量分别是m1＝4.0 kg和m2＝6.0 kg，用轻弹簧相连放在光滑水平面上，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＝5.0 s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图象如图乙所示。试求：
(1)物体C的质量m3；
(2)在5.0 s到15.0 s的时间内物体A动量变化的大小和方向。
物 理（A）答 案
一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。在第1～6题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第7～10题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
1．【答案】A
【解析】据动量定理得I合＝Δp，即I合与Δp等大同向，A错误，B、C正确；又I合＝F合Δt，所以F合＝ΔpΔt，故F合越大，ΔpΔt就越大，D正确。
2．【答案】A
【解析】系统动量守恒，且总动量为零，由于大人质量大于小孩，速度相同，因此大人与小孩的总动量向右，为满足动量守恒，车一定向左运动，故A正确，BCD错误。
3．【答案】B
【解析】由图象知a球以初速度向原来静止的b球碰撞，碰后a球反弹且小于a的初速度，根据碰撞规律，a球质量小于b球质量。
4．【答案】B
【解析】摩擦力对长木板的冲量大小为2 N·s，则摩擦力对物体B的冲量大小也为2 N·s，根据动量定理得I＝mBv0－mBv，得v＝1 m/s，对长木板用动量定理，I＝mAv，得mA＝2 kg，故B正确。
5．【答案】B
【解析】碰撞中动量守恒mv0＝3mv1，得v1＝v03，E0＝12mv20，Ek′＝12×3mv21，联立得Ek′＝12×3mv03＝E03，故B正确。
6．【答案】C
【解析】当小球与弹簧接触后，小球与槽组成的系统在水平方向所受合外力不为零，系统在水平方向动量不守恒，故A错误；下滑过程中两物体都有水平方向的位移，而力是垂直于球面的，故力和位移夹角不垂直，故两力均做功，故B错误；小球被弹簧反弹后，小球和槽在水平方向不受外力作用，故小球和槽都做匀速运动，选项C正确；小球与槽组成的系统动量守恒，球与槽的质量相等，小球沿槽下滑，球与槽分离后，小球与槽的速度大小相等，小球被弹簧反弹后与槽的速度相等，故小球不能滑到槽上，选项D错误。
7．【答案】AD
【解析】这个实验是在一维情况下设计的实验，其他情况未做探究；系统的质量与速度的乘积之和在碰撞前后为不变量是实验的结论，其他探究的结论情况不成立，而速度是矢量，应考虑方向。故选项AD正确。
8．【答案】CD
【解析】演员落到网上和地面上时的速度相同，所以两种情况下，动量的变化相同，但落在网上时，作用时间较长，由动量定理可知，作用力较小，故A、B错误，C、D正确。
9．【答案】AC
【解析】设球棒对垒球的平均作用力为F，由动量定理得F－·t＝m(vt－v0)，取vt＝45 m/s，则v0＝－25 m/s，代入上式，得F－＝1 260 N，由动能定理得W＝12mv2t－12mv20＝126 J，选项A、C正确。
10．【答案】BD
【解析】由两图线斜率大小相等知，两个物体的速率相等，碰撞后v＝0，即p＝0，所以m1v1＝m2v2，即m1＝m2，则B、D正确。
二、非选择题(本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。)
11．(8分)
【答案】(1)BD (2)m1·OP＝m1·OM＋m2·ON (3)m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2
【解析】(1)为使小球做平抛运动且每次初速度相同，应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下，但是轨道不一定是光滑的，故A项错误，B项正确。因为平抛运动的时间相等，根据v＝x/t，所以用水平射程可以代替速度，不需要测量抛出点距地面的高度H，需测量小球平抛运动的射程间接测量速度；为了防止入射球反弹，球m1的质量应大于球m2的质量，故C错误，D正确。
(2)根据平抛运动可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为t，则：，，，若两球相碰前后的动量守恒则m1v0＝m1v1＋m2v2，即m1·OP＝m1·OM＋m2·ON。
(3)若为弹性碰撞，则碰撞前后系统动能相同，有12m1v02＝12m1v21＋12m2v22，即满足关系式：m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2。
12．(8分)
【答案】(1)滑块B的右端到D挡板的距离L2 (2)mAL1t1＝mBL2t2 滑块mA、mB、L1、L2、t1、t2测量时带来的误差；气垫导轨不水平；滑块与气垫导轨间有摩擦
【解析】放开卡销后，A、B匀速运动vA＝L1t1，vB＝L2t2，由动量守恒mAvA＝mBvB，所以mAL1t1＝mBL2t2。
13．(10分)
【解析】(1)排球在空中做平抛运动，竖直方向：
h＝12gt21
水平方向：12L＝vmt1
联立可得：vm≈12.86 m/s。
(2)击球过程中由动量定理有：FΔt＝mvm
代入数据可得：F＝18 N。
14．(10分)
【解析】(1)以原来运动方向为正，由动量守恒定律得：
(m1＋m2)v＝m1v1＋m2v2
解得v2＝－1 m/s
即推开后韩聪的速度大小为1 m/s。
(2)由动量定理：Ft＝m2v2－m2v
解得F＝－60 N
即隋文静对韩聪的平均作用力大小为60 N。
15．(12分)
【解析】(1)由图象可知，m1碰前速度v1＝4 m/s，碰后的速度v1′＝－2 m/s，m2碰前速度v2＝0，碰后速度v2′＝2 m/s
质量为m1的物体在碰撞过程中动量的变化量Δp1＝m1v1′－m1v1＝－6 kg·m/s。
(2)由动量守恒定律得：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′
代入数据解得：m2＝3.0 kg。
(3)两物体组成的系统在碰撞过程中损失的机械能为
ΔE＝12m1v21＋12m2v22－(12m1v′12＋12m2v′22)＝0
所以碰撞过程是弹性碰撞。
16．(12分)
【解析】(1)根据图象可知，物体C与物体A相碰前的速度为：v1＝6 m/s
相碰后的速度为：v2＝2 m/s
根据动量守恒定律得：m3v1＝(m1＋m3)v2
解得：m3＝2.0 kg。
(2)规定向左的方向为正方向，在第5.0 s和第15.0 s末物体A的速度分别为：
v2＝2 m/s，v3＝－2 m/s
所以物体A的动量变化为：Δp＝m1(v3－v2)＝－16 kg·m/s
即在5.0 s到15.0 s时间内物体A动量变化的大小为16 kg·m/s，方向向右。