2019高中物理第十六章动量守恒定律综合测评（一）（含解析）新人教版 6页

综合测评(一)(时间：90分钟　分值：100分)命题报告考查知识点简单中等较难冲量的计算1动量守恒的判断37动量守恒定律的应用21314碰撞问题分析4、6、910、12反冲问题分析5动量定理与动量守恒定律的结合815实验：验证动量守恒定律11一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分.1～6小题只有一个选项符合要求，7～10小题有多个选项符合要求)1．重为4N的物体，静止在倾角为30°的斜面上，在5s内，关于重力对物体的冲量的说法正确的是(　　)A．重力的冲量为零B．重力的冲量为10N·sC．重力的冲量为20N·sD．重力的冲量与摩擦力的冲量相等【解析】　冲量是力与时间的乘积，由I＝Ft知，重力的冲量为20N·s，方向竖直向下，而摩擦力的冲量为10N·s，方向沿斜面向上，C正确，A、B、D错误．【答案】　C图12．如图1所示，游乐场上两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动；设甲同学和他的车的总质量为150kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5m/s，乙同学和他的车的总质量为200kg，碰撞前向左运动，速度的大小为4.25m/s，则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)(　　)A．1m/s　　　　　B．0.5m/sC．－1m/sD．－0.5m/s【解析】　两车碰撞过程中动量守恒，即m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v，解得v＝＝m/s＝－0.5m/s.故选项D正确．【答案】　Dn3．甲、乙两船静止在湖面上，总质量分别是m1、m2，两船相距x，甲船上的人通过绳子用力F拉乙船，若水对两船的阻力大小均为Ff，且Ff0，所以vB>，故只有A项正确．【答案】　A7．(2014·福州高二检测)关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是(　　)A．系统内存在摩擦力，系统动量仍可能守恒B．只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒C．只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒D．系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒【解析】　动量守恒的条件是系统不受外力或所受合外力为零，与系统内是否存在摩擦力无关，与系统中物体是否具有加速度无关，故B选项错误，A、C选项正确；所有物体加速度为零时，各物体速度恒定，动量恒定，总动量一定守恒，D选项错误．【答案】　AC8．在某一高度将物体水平抛出，若不计空气阻力，则物体在运动过程中(　　)A．在相等的时间间隔内动量的变化可能不同B．在任何时间内，动量变化的方向都是竖直方向C．在任何时间内，动量的变化率恒定D．在刚抛出物体的瞬间，动量的变化率为零【解析】　由于物体做平抛运动，物体仅受重力作用，由动量定理得Δp＝mg·t，在相等的时间内动量的变化量Δp相同，即大小相等，方向都是竖直向下的，而动量的变化率则为重力，故选项B、C正确，A、D错误．【答案】　BC9．在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于乙球的质量，它们正碰后可能发生的情况是(　　)A．甲球停下，乙球反向运动B．甲球反向运动，乙球停下C．甲、乙两球都反向运动D．甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等【解析】　由p2＝2mEk知，甲球的动量大于乙球的动量，所以总动量的方向应为甲球的初动量的方向，可以判断A、C正确．【答案】　AC图410．(2014·福建师大附中期末检测)如图4所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/s，B球的速度是－2m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞．对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果有可能实现的是(　　)A．vA′＝－2m/s，vB′＝6m/sB．vA′＝2m/s，vB′＝2m/sC．vA′＝1m/s，vB′＝3m/sD．vA′＝－3m/s，vB′＝7m/s【解析】　两个质量相同的小球在光滑水平面上发生对心碰撞时动量一定守恒，碰后两小球的动能之和不大于碰前两球的动能之和，分析四个选项的数据可知，A、B、C选项的结n果均满足上述条件，D选项碰后总动能增大了，不可能实现．【答案】　ABC二、填空题(本题共2小题，共18分)11．(10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5所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：图5a．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质弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；d．用刻度尺测出滑块A的左端至挡板C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，记下滑块A、B分别到达挡板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A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是：①________________________________________________________；②________________________________________________.(回答两点即可)(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式．如不能，请说明理由．【解析】　(1)实验中还应测量的物理量是滑块B的右端到挡板D的距离L2.(2)验证动量守恒定律的表达式是mA＝mB产生误差的原因有气垫导轨不水平；测量m1、m2、L1、L2、t1、t2时带来的误差；滑块与导轨间有摩擦等．(3)能；表达式为Ep＝mAv＋mBv＝mA＋mB.【答案】　见解析12．(8分)(2013·上海高考)质量为M的物块静止在光滑水平桌面上，质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度射出．则物块的速度为________，此过程中损失的机械能为________．【解析】　由动量守恒定律，mv0＝m·＋Mv，解得v＝.由能量守恒定律，此过程中损失的机械能为nΔE＝mv－m·－Mv2＝mv－m2v.【答案】　　mv－m2v三、计算题(本题共3小题，共42分)13．(12分)(2014·北京四中模底)质量为m的炮弹沿水平方向飞行，其动能为Ek，突然在空中爆炸成质量相同的两块，其中一块向后飞去，动能为，另一块向前飞去，则向前的这块的动能为多少？【解析】　设另一块动能为Ek1，则另一块动量p＝，炮弹在空中爆炸，动量守恒，＝－，解得Ek1＝Ek.【答案】　Ek图614．(14分)(2014·北京高考)如图6所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点．现将A无初速释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动．已知圆弧轨道光滑，半径R＝0.2m；A和B的质量相等；A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ＝0.2.取重力加速度g＝10m/s2.求：(1)碰撞前瞬间A的速率v；(2)碰撞后瞬间A和B整体的速率v′；(3)A和B整体在桌面上滑动的距离l.【解析】　(1)从圆弧最高点到最低点机械能守恒，有：mAv2＝mAgR可得v＝2m/s.(2)在底部和B相撞，满足动量守恒，有：(mA＋mB)v′＝mAv可得v′＝1m/s.(3)根据动能定理，AB一起滑动过程有：－μ(mA＋mB)gl＝0－(mA＋mB)v′2可得l＝0.25m.【答案】　(1)2m/s　(2)1m/s　(3)0.25mn图715．(16分)(2014·天津高考)如图7所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA＝4kg,上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计．可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB＝2kg.现对A施加一个水平向右的恒力F＝10N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t＝0.6s，二者的速度达到vt＝2m/s.求：(1)A开始运动时加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；(3)A的上表面长度l.【解析】　(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律得F＝mAa①代入数据解得a＝2.5m/s2.②(2)对A、B碰撞后共同运动t＝0.6s的过程，由动量定理得Ft＝(mA＋mB)vt－(mA＋mB)v③代入数据解得v＝1m/s.④(3)设A、B发生碰撞前，A的速度为vA，对A、B发生碰撞的过程，由动量守恒定律有mAvA＝(mA＋mB)v⑤从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理得：Fl＝mAv⑥联立④⑤⑥式，代入数据解得：l＝0.45m.【答案】　(1)2.5m/s2　(2)1m/s　(3)0.45m