（浙江專版）2019年高中物理 第十六章 動量守恒定律 章末過關檢測（五）（含解析）新人教版選修3-5

章末過關檢測（五）一、單項選擇題(本題共5小題，每小題4分，共20分)1.如圖所示，兩個小球A、B在光滑水平地面上相向運動，它們的質量分別為mA4 kg，mB2 kg，速度分別是vA3 m/s(設為正方向)，vB3 m/s。則它們發(fā)生正碰后，速度的可能值分別為()AvA1 m/s，vB1 m/sBvA4 m/s，vB5 m/sCvA2 m/s，vB1 m/sDvA1 m/s，vB5 m/s解析：選A相碰后，兩者仍按原來各自的方向繼續(xù)運動是不可能的，C錯；碰后速度都變大，必然動能增加，違反能量守恒定律，故B錯；碰后系統(tǒng)動量方向是反方向的，故D錯；A是碰后合為一體的情況。2.如圖所示，光滑水平面上有一小車，小車上有一物體，用一細線將物體系于小車的A端(細線未畫出)，物體與小車A端之間有一壓縮的彈簧，某時刻細線斷了，物體沿車滑動到B端并粘在B端的油泥上。關于小車、物體和彈簧組成的系統(tǒng)，下述說法中正確的是()若物體滑動中不受摩擦力，則全過程系統(tǒng)機械能守恒若物體滑動中有摩擦力，則全過程系統(tǒng)動量守恒兩種情況下，小車的最終速度與斷線前相同兩種情況下，系統(tǒng)損失的機械能相同A BC D解析：選B取小車、物體和彈簧為一個系統(tǒng)，則系統(tǒng)水平方向不受外力(若有摩擦，則物體與小車間的摩擦力為內力)，故全過程系統(tǒng)動量守恒，小車的最終速度與斷線前相同，、正確。但由于物體粘在B端的油泥上，即物體與小車發(fā)生完全非彈性碰撞，有機械能損失，故全過程機械能不守恒，但系統(tǒng)損失的機械能相同錯誤，正確，故選B。3.如圖所示，兩輛質量相同的小車置于光滑的水平面上，有一人靜止站在A車上，兩車靜止。若這個人自A車跳到B車上，接著又跳回A車，靜止于A車上，則A車的速率()A等于零B小于B車的速率C大于B車的速率D等于B車的速率解析：選B兩車和人組成的系統(tǒng)位于光滑的水平面上，因而該系統(tǒng)動量守恒，設人的質量為m1，車的質量為m2，A、B車的速率分別為v1、v2，以A車運動方向為正方向，則由動量守恒定律得(m1m2)v1m2v20，所以，有v1v2，<1，得v1<v2，故選項B正確。4如圖所示，具有一定質量的小球A固定在細線的一端，另一端懸掛在小車支架的O點，用手將小球拉至細線水平，此時小車靜止于光滑水平面上。放手讓小球擺下與B處固定的油泥撞擊后粘在一起，則小車此后將()A向右運動 B向左運動C靜止不動 D左右不停地運動解析：選C小車和小球水平方向不受外力，故水平方向動量守恒，初動量為0，小球和油泥粘在一起后與車速度相同，末動量為0，所以車將靜止，故選C。5.如圖所示，位于光滑水平桌面上的滑塊P和Q都可視為質點，質量相等。Q與輕質彈簧相連。設Q靜止，P以某一初速度向Q運動并與彈簧發(fā)生碰撞。在整個碰撞過程中，彈簧具有的最大彈性勢能等于()AP的初動能 BP的初動能的CP的初動能的 DP的初動能的解析：選BP、Q速度相等時，彈簧最短，彈性勢能最大。設P的初速度為v，兩者質量都為m，彈簧最短時兩者的共同速度為v，彈簧具有的最大彈性勢能為Ep。根據(jù)動量守恒，有mv2mv，根據(jù)能量守恒有mv2×2mv2Ep，以上兩式聯(lián)立求解得Epmv2?？梢姀椈删哂械淖畲髲椥詣菽艿扔赑原來動能的一半，B正確。二、多項選擇題(本題共5小題，每小題4分，共20分)6在下列幾種現(xiàn)象中，動量不守恒的是()A在光滑水平面上發(fā)生碰撞的兩球B車靜止在光滑水平面上，車上的人從車頭走到車尾，以人、車為系統(tǒng)C水平放置的彈簧一端固定，另一端與置于光滑水平面上的物體相連，令彈簧伸長后釋放使物體運動D打乒乓球時，以球和球拍為系統(tǒng)解析：選CD由動量守恒條件知：A、B選項中只有內力起作用，動量守恒。C選項中，彈簧伸長后釋放，固定端受外力作用，故動量不守恒。D選項中，打乒乓球時手對球拍有力的作用，動量不守恒。7關于沖量和動量，下列說法中正確的是()A物體受到的沖量越大，其動量變化越大B物體受到的合力越大，其動量的變化就越大C物體受到的沖量方向與物體動量方向相同D物體動量發(fā)生變化是因為受到了沖量作用解析：選AD由動量定理可知沖量越大，動量變化越大，沖量的方向就是動量變化的方向，A正確，B、C錯誤；沖量是動量變化的原因，D正確。8以初速度v水平拋出一質量為m的石塊，不計空氣阻力，則對石塊在空中運動過程中的下列各物理量的判斷正確的是()A在兩個相等的時間間隔內，石塊受到的沖量相同B在兩個相等的時間間隔內，石塊動量的增量相同C在兩個下落高度相同的過程中，石塊動量的增量相同D在兩個下落高度相同的過程中，石塊動能的增量相同解析：選ABD不計空氣阻力，石塊只受重力的沖量，無論路程怎樣，兩個過程的時間相同，重力的沖量就相同，A正確；據(jù)動量定理，石塊動量的增量等于它受到的沖量，由于在兩個相等的時間間隔內，石塊受到重力的沖量相同，所以動量的增量必然相同，B正確；由于石塊下落時在豎直方向上做加速運動，兩個下落高度相同的過程所用時間不同，故所受重力的沖量就不同，因而動量的增量不同，C錯誤；據(jù)動能定理，外力對石塊所做的功等于石塊動能的增量，石塊只受重力作用，在重力的方向上位移相同，重力做功就相同，因此動能增量就相同，D正確。9如圖所示，三輛完全相同的平板小車a、b、c成一直線排列，靜止在光滑的水平面上。c車上有一小孩跳到b車上，接著又立即從b車跳到a車上。小孩跳離c車和b車時對地的水平速度相同。他跳到a車上相對a車保持靜止，此后()Aa、b兩車運動速率相等Ba、c兩車運動速率相等C三輛車的速率關系vc>va>vbDa、c兩車運動方向相反解析：選CD若人跳離b、c車時速度為v，由動量守恒定律知，人和c車組成的系統(tǒng)：0M車vcm人v，對人和b車：m人vM車vbm人v，對人和a車：m人v(M車m人)·va，所以：vc，vb0，va，即vc>va>vb，并且vc與va方向相反。 C、D正確。10.木塊a和b用一根輕彈簧連接起來，放在光滑水平面上，a緊靠在墻壁上，在b上施加向左的水平力使彈簧壓縮，如圖所示，當撤去外力后，下列說法中正確的是()Aa尚未離開墻壁前，a、b系統(tǒng)的動量守恒Ba尚末離開墻壁前，a、b系統(tǒng)的動量不守恒Ca離開墻壁后，a、b系統(tǒng)動量守恒Da離開墻壁后，a、b系統(tǒng)動量不守恒解析：選BC以a、b、彈簧為系統(tǒng)，撤去外力后，b向右運動，在a尚未離開墻壁前，系統(tǒng)受到墻壁的彈力FN，因此該過程a、b系統(tǒng)動量不守恒。當a離開墻壁后，系統(tǒng)水平方向不受外力，故系統(tǒng)動量守恒，選項B、C正確。三、非選擇題(本題共6小題，共60分)11(8分)汽車在平直公路上做勻加速直線運動，已知汽車的質量為m，其速度從v1增大到v2所經(jīng)歷的時間為t，路面阻力為Ff，以汽車的運動方向為正方向，那么這段時間內，汽車的動量改變量是_，路面阻力的沖量是_，汽車所受合力的沖量是_，牽引力的沖量是_。解析：動量的改變量為pmv2mv1，等于汽車所受合力的沖量，因為pIFIfIFFft，所以IFmv2mv1Fft。答案：mv2mv1Fftmv2mv1mv2mv1Fft12(12分)一炮彈質量為m，以一定的傾角斜向上發(fā)射，到達最高點時的速度為v，炮彈在最高點爆炸成兩塊，其中一塊沿原軌道返回，質量為。求：(1)另一塊爆炸后瞬時的速度大??；(2)爆炸后系統(tǒng)增加的機械能。解析：(1)爆炸后一塊彈片沿原軌道返回，則該彈片速度大小為v，方向與原方向相反，設另一塊爆炸后瞬時速度為v1，則爆炸過程中動量守恒，有mvvv1解得v13v。(2)爆炸過程中重力勢能沒有改變爆炸前系統(tǒng)總動能Ekmv2爆炸后系統(tǒng)總動能Ek·v2·(3v)2mv2系統(tǒng)增加的機械能EEkEk2mv2。答案：(1)3v(2)2mv213(12分)用繩懸掛一個M1 kg的木塊，由木塊重心到懸點的距離為l1 m，質量為m10 g的子彈以v0500 m/s的速度水平射入木塊并以v1100 m/s的速度水平穿出(g取10 m/s2)，求：(1)子彈射穿木塊的瞬間，繩的張力多大；(2)木塊能擺到多高。解析：(1)選子彈m和木塊M為系統(tǒng)，由水平方向動量守恒有mv0mv1Mv2，v2 m/s4 m/s木塊M在最低點受重力Mg和繩的拉力F，據(jù)牛頓第二定律有FMgM，F(xiàn)M1× N26 N。(2)木塊向上擺動，由機械能守恒有Mv22Mgh，h m0.8 m。答案：(1)26 N(2)0.8 m14(14分)如圖所示，一質量為M的物塊靜止在水平桌面邊緣，桌面離水平地面的高度為h。一質量為m的子彈以水平速度v0射入物塊后，以水平速度射出。重力加速度為g。求：(1)此過程中系統(tǒng)損失的機械能；(2)此后物塊落地點離桌面邊緣的水平距離。解析：(1)設子彈射出物塊后物塊的速度為v，由動量守恒定律得mv0mMv解得vv0系統(tǒng)損失的機械能為Emv02由式得Emv02。(2)設物塊下落到地面所需時間為t，落地點距桌面邊緣的水平距離為x，則hgt2xvt由式得x 。答案：(1)mv02(2) 15.(14分)如圖所示，在光滑水平面上有兩個木塊A、B，木塊B靜止，且其上表面左端放置著一小物塊C。已知mAmB0.2 kg，mC0.1 kg，現(xiàn)使木塊A以初速度v2 m/s沿水平方向向右滑動，木塊A與B相碰后具有共同速度(但不粘連)，C與A、B間均有摩擦。求：(1)木塊A與B相碰瞬間木塊A的速度及小物塊C的速度大小；(2)若木塊A足夠長，小物塊C的最終速度。解析：(1)木塊A與B相碰瞬間小物塊C的速度為0，木塊A、B的速度相同，則由動量守恒定律得：mAv(mAmB)vA，解得vA1 m/s。(2)C滑上A后，摩擦力使C加速、使A減速，直至A、C具有共同速度，以A、C為系統(tǒng)，由動量守恒定律得mAvA(mAmC)vC，解得vC m/s。答案：(1)1 m/s0(2) m/s- 7 -