2019年高中物理 第16章 動(dòng)量守恒定律綜合檢測(cè) 新人教版選修3-5.doc

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2019年高中物理 第16章 動(dòng)量守恒定律綜合檢測(cè) 新人教版選修3-5 一、選擇題(本題共7小題，每小題6分，共42分．每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)是正確的．) 1．重為4 N的物體，靜止在傾角為30的斜面上，在5 s內(nèi)，關(guān)于重力對(duì)物體的沖量的說(shuō)法正確的是(　　) A．重力的沖量為零 B．重力的沖量為10 Ns C．重力的沖量為20 Ns D．重力的沖量與摩擦力的沖量相等 【解析】　沖量是力與時(shí)間的乘積，由I＝Ft知，重力的沖量為20 Ns，方向豎直向下，而摩擦力的沖量為10 Ns，方向沿斜面向上，C正確，A、B、D錯(cuò)誤． 【答案】　C 2．水平拋出在空中飛行的物體，不考慮空氣阻力，則(　　) A．在相等的時(shí)間間隔內(nèi)動(dòng)量的變化相同 B．在任何時(shí)間內(nèi)，動(dòng)量變化的方向都是豎直向下 C．在任何時(shí)間內(nèi)，動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率恒定 D．在剛拋出物體的瞬間，動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率為零 【解析】　做平拋運(yùn)動(dòng)的物體僅受重力作用，由動(dòng)量定理得Δp＝mgΔt，因?yàn)樵谙嗟鹊臅r(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量Δp相同，即大小相等，方向都是豎直向下的，從而動(dòng)量的變化率恒定，故選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤． 【答案】　ABC 圖1 3．如圖1所示，游樂(lè)場(chǎng)上，兩位同學(xué)各駕著一輛碰碰車(chē)迎面相撞，此后，兩車(chē)以共同的速度運(yùn)動(dòng)；設(shè)甲同學(xué)和他的車(chē)的總質(zhì)量為150 kg，碰撞前向右運(yùn)動(dòng)，速度的大小為4.5 m/s，乙同學(xué)和他的車(chē)的總質(zhì)量為200 kg，碰撞前向左運(yùn)動(dòng)，速度的大小為4.25 m/s，則碰撞后兩車(chē)共同的運(yùn)動(dòng)速度為(取向右為正方向)(　　) A．1 m/s　　　　　　 B．0.5 m/s C．－1 m/s D．－0.5 m/s 【解析】　兩車(chē)碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，即 m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v 解得v＝＝m/s ＝－0.5 m/s，故D正確． 【答案】　D 4．甲、乙兩船靜止在湖面上，總質(zhì)量分別是m1、m2，兩船相距x，甲船上的人通過(guò)繩子用力F拉乙船，若水對(duì)兩船的阻力大小均為Ff，且Ffv v2>，即v2>0.5v，A正確． 【答案】　A 7．如圖2所示，質(zhì)量為M的小車(chē)靜止在光滑的水平面上，小車(chē)上AB部分是半徑為R的四分之一光滑圓弧，BC部分是粗糙的水平面．今把質(zhì)量為m的小物體從A點(diǎn)由靜止釋放，m與BC部分間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最終小物體與小車(chē)相對(duì)靜止于B、C之間的D點(diǎn)，則B、D間的距離x隨各量變化的情況是(　　) 圖2 A．其他量不變，R越大x越大 B．其他量不變，μ越大x越大 C．其他量不變，m越大x越大 D．其他量不變，M越大x越大 【解析】　小車(chē)和小物體組成的系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量守恒且為零，所以當(dāng)小車(chē)和小物體相對(duì)靜止時(shí)，系統(tǒng)水平方向的總動(dòng)量仍為零，則小車(chē)和小物體相對(duì)于水平面也靜止，由能量守恒得μmgx＝mgR，x＝R/μ，選項(xiàng)A正確． 【答案】　A 二、非選擇題(本題共5小題，共58分．計(jì)算題要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位．) 8．(10分)氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示(彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì))，采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下： 圖3 a．用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB； b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平； c．在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧，用電動(dòng)卡銷(xiāo)鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上； d．用刻度尺測(cè)出滑塊A的左端至擋板C的距離L1； e．按下電鈕放開(kāi)卡銷(xiāo)，同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下滑塊A、B分別到達(dá)擋板C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1和t2. (1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是___________________________________． (2)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是________，上式中算得A、B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因是 ①___________________________________________________________； ②_______________________________________________(回答兩點(diǎn)即可)． (3)利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能否測(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大??？如能，請(qǐng)寫(xiě)出表達(dá)式．如不能，請(qǐng)說(shuō)明理由． 【解析】　(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是滑塊B的右端到擋板D的距離L2. (2)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是 mA＝mB 產(chǎn)生誤差的原因有氣墊導(dǎo)軌不水平；測(cè)量m1、m2、L1、L2、t1、t2時(shí)帶來(lái)的誤差；滑塊與導(dǎo)軌間有摩擦等． (3)能；表達(dá)式為 Ep＝mAv＋mBv ＝mA()2＋mB()2. 【答案】　見(jiàn)解析 9．(10分)一輛轎車(chē)強(qiáng)行超車(chē)時(shí)，與另一輛迎面駛來(lái)的轎車(chē)相撞，兩車(chē)相撞后，兩車(chē)車(chē)身因相互擠壓，皆縮短了0.5 m，據(jù)測(cè)算兩車(chē)相撞前速度約為30 m/s. (1)試求車(chē)禍中車(chē)內(nèi)質(zhì)量約60 kg的人受到的平均沖力是多大？ (2)若此人系有安全帶，安全帶在車(chē)禍過(guò)程中與人體的作用時(shí)間是1 s，求這時(shí)人體受到的平均沖力為多大？ 【解析】　(1)我們認(rèn)為兩車(chē)相撞時(shí)人與車(chē)一起做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止，位移為0.5 m．設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，根據(jù)x＝t，得t＝＝ s．根據(jù)動(dòng)量定理得Ft＝Δp＝mv0，即F＝＝ N＝5.4104N. (2)若人系有安全帶，則 F′＝＝ N＝1.8103N. 【答案】　(1)5.4104N　(2)1.8103N 10．(10分)(xx山東高考)光滑水平軌道上有三個(gè)木塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA＝3m、mB＝mC＝m，開(kāi)始時(shí)B、C均靜止，A以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，A與B碰撞后分開(kāi)，B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，此后A與B間的距離保持不變．求B與C碰撞前B的速度大?。? 圖4 【解析】　設(shè)A與B碰撞后，A的速度為vA，B與C碰撞前B的速度為vB，B與C碰撞后粘在一起的速度為v，由動(dòng)量守恒定律得 對(duì)A、B木塊：mAv0＝mAvA＋mBvB　　　　　　　 ① 對(duì)B、C木塊：mBvB＝(mB＋mC)v ② 由A與B間的距離保持不變可知 vA＝v ③ 聯(lián)立①②③式，代入數(shù)據(jù)得 vB＝v0. 【答案】　v0 11．(14分)一個(gè)質(zhì)量為M1＝50 kg的人A，手里拿著一質(zhì)量為m＝5 kg的物體，以v1＝1.2 m/s的速率在光滑冰面上沿直線滑冰，而另一質(zhì)量為M2＝45 kg的人B，以v2＝0.8 m/s的速率向A迎面滑來(lái)．為避免碰撞，A把物體m以相對(duì)于地面的速度u向B水平拋去，問(wèn)u至少應(yīng)為多大？ 【解析】　對(duì)A與物體組成的系統(tǒng)(M1＋m)v1＝M1v1′＋mu，對(duì)B與物體組成的系統(tǒng)mu－M2v2＝(M2＋m)v2′. 為避免碰撞，應(yīng)v1′≤v2′，所以剛好不相撞的條件是v1′＝v2′. 可解得u＝＝10.2 m/s. 【答案】　10.2 m/s 圖5 12．(14分)如圖5所示，質(zhì)量為M的木板靜止于光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小鐵塊以水平速度v0飛來(lái)沿木板上表面滑行并停留在木塊上面，木塊與小物塊的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求： (1)木板滑行的最大速度； (2)從小鐵塊以速度v0飛來(lái)到停在木板上，小鐵塊和木板的位移各是多大？ (3)系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能． 【解析】　(1)當(dāng)小鐵塊與木板同速時(shí)木板滑行的速度最大，由動(dòng)量守恒得：mv0＝(M＋m)v 解得v＝v0. (2)對(duì)鐵塊應(yīng)用動(dòng)能定理得： －μmgs1＝mv2－mv 對(duì)木板應(yīng)用動(dòng)能定理得： μmgs2＝Mv2 解得：s1＝，s2＝. (3)系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能ΔE＝mv－(m＋M)v2＝. 【答案】　(1)v0　(2)　　(3)