《2019届高三物理一轮复习单元质检六动量守恒定律 力学三大观点 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019届高三物理一轮复习单元质检六动量守恒定律 力学三大观点 （7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单元质检六单元质检六 动量守恒定律动量守恒定律 力学三大观力学三大观 点点 (时间:45 分钟 满分:100 分) 单元质检第单元质检第 12 页页 一、选择题(本题共 8 小题,每小题 6 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中, 第 16 题只有一项符合题目要求,第 78 题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分) 1.(2017宁夏沙坡头区月考)质量为 1 kg 的物体做直线运动,其速度时间图象如图所示,则物 体在前 10 s 内和后 10 s 内所受外力的冲量分别是( ) A.10 Ns,10 NsB.10 Ns,-10 Ns C.0,
2、10 NsD.0,-10 Ns 答案 D 解析由题图可知,在前 10 s 内初、末状态的动量相等,p1=p2=5 kgm/s,由动量定理知 I1=0;在 后 10 s 内 p2=-5 kgm/s,I2=p3-p2=-10 Ns,故选 D。 2.一个质量是 5 kg 的小球以 5 m/s 的速度竖直落到地板上,随后以 3 m/s 的速度反向弹回,若 取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化量是( ) A.10 kgm/sB.-10 kgm/s C.40 kgm/sD.-40 kgm/s 答案 D 解析因向下为正方向,则小球与地面相碰前的动量为 p1=mv1=55 kgm/s=25 kgm/s;
3、碰后的 动量为 p2=mv2=5(-3) kgm/s=-15 kgm/s;则小球的动量变化为 p=p2-p1=(-15 kgm/s)-25 kgm/s=-40 kgm/s,故 D 正确。 3. (2017河北涞水县期中)如图所示,光滑水平面上有大小相同的 A、B 两球在同一直线上运动。 两球质量关系为 mB=2mA,规定向右为正方向,A、B 两球的动量均为 6 kgm/s,运动中两球发 生碰撞,碰撞后 A 球的动量增量为-4 kgm/s,则( ) A.左方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 25 B.左方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 110 C.右方是 A 球,碰
4、撞后 A、B 两球速度大小之比为 25 D.右方是 A 球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 110 答案 A 解析由两球的动量都是 6 kgm/s 可知,运动方向都向右,且能够相碰,说明左方是质量小速度 大的小球,故左方是 A 球。碰后 A 球的动量减少了 4 kgm/s,即 A 球的动量为 2 kgm/s,由动 量守恒定律知 B 球的动量为 10 kgm/s,则其速度比为 25,故选项 A 是正确的。 4.(2017福建华安县期末)“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”,爆竹声响是辞旧迎新的标志。 有一个质量为 3m 的爆竹斜向上抛出,到达最高点时速度大小为 v0、方向水平向东,在最高点 爆
5、炸成质量不等的两块,其中一块质量为 2m,速度大小为 v,方向水平向东;则另一块的速度为( ) A.3v0-vB.2v0-3v C.3v0-2vD.2v0+v 答案 C 解析取水平向东为正方向,爆炸过程系统动量守恒,3mv0=2mv+mvx,可得 vx=3v0-2v,C 正确。 5. (2017广西宾阳县期末)如图所示,一质量 m1=3.0 kg 的长方形木板 B 放在光滑水平地面上,在 其右端放一个质量 m2=1.0 kg 的小木块 A。给 A 和 B 以大小均为 4.0 m/s,方向相反的初速度, 使 A 开始向左运动,B 开始向右运动,A 始终没有滑离 B 板。在小木块 A 做加速运动的
6、时间 内,木板速度大小可能是( ) A.1.8 m/sB.2.4 m/sC.2.8 m/sD.3.0 m/s 答案 B 解析 A 先向左减速到零,再向右加速运动,在此期间,木板减速运动,最终它们保持相对静止, 设 A 减速到零时,木板的速度为 v1,最终它们的共同速度为 v2,取水平向右为正方向,则 m1v- m2v=m1v1,m1v1=(m1+m2)v2,可得 v1= m/s,v2=2 m/s,所以在小木块 A 做加速运动的时间内,木 板速度大小应大于 2.0 m/s 而小于 m/s,只有选项 B 正确。 6. (2017安徽金安区月考)如图所示,两质量分别为 m1和 m2的弹性小球叠放在一
7、起,从高度为 h 处自由落下,h 远大于两小球半径,所有的碰撞都是完全弹性碰撞,且都发生在竖直方向。已知 m2=3m1,则小球 m1反弹后能达到的高度为( ) A.hB.2h C.3hD.4h 答案 D 解析下降过程为自由落体运动,触地时两球速度相同,v=,m2碰撞地之后,速度瞬间反向, 大小相等,选 m1与 m2碰撞过程为研究过程,碰撞前后动量守恒,设碰后 m1、m2速度大小分别 为 v1、v2,选向上方向为正方向,则 m2v-m1v=m1v1+m2v2 由能量守恒定律得 (m1+m2)v2= m1m2,且 m2=3m1 联立解得 v1=2 反弹后高度 H=4h,D 正确。 7.(2017河
8、南林州市月考)如图所示,三角形传送带以 1 m/s 的速度逆时针匀速转动,两边的传 送带长都是 2 m 且与水平方向的夹角均为 37。现有两个小物块 A、B 从传送带顶端都以 1 m/s 的初速度沿传送带下滑,物块与传送带间的动摩擦因数都是 0.5,g 取 10 m/s2,sin 37 =0.6,cos 37=0.8。下列判断正确的是( ) A.物块 A 先到达传送带底端 B.物块 A、B 同时到达传送带底端 C.传送带对物块 A、B 均做负功 D.物块 A 下滑过程中系统产生的热量小于 B 下滑过程中系统产生的热量 答案 BCD 解析因 tan 37=0.750.5,即 mgsin mgco
9、s ,故 A、B 都会匀加速下滑,根据牛顿第二定律 知 A、B 加速度大小相等,故会同时到达底端,选项 A 错误,B 正确;物块 A、B 受到传送带的 摩擦力方向与其运动方向相反,故传送带对物块 A、B 均做负功,选项 C 正确;因 A 物块与传 送带同向运动,相对位移要小,根据 Q=Ffs相对,产生的热量要小于 B 物块下滑产生的热量,故 选项 D 正确。 8. (2017河北石家庄模拟)如图所示,质量为 m 的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上,一根轻质 弹簧一端固定于 O 点,另一端与小球相连,弹簧与杆在同一竖直平面内。将小球沿杆拉到弹 簧水平位置由静止释放,小球沿杆下滑,当弹簧位于竖直位置
10、时,小球速度恰好为零,此时小球 下降的竖直高度为 h,若整个过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内,则下列说 法正确的是( ) A.弹簧与杆垂直时,小球速度最大 B.弹簧与杆垂直时,小球的动能与重力势能之和最大 C.小球从静止位置下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量小于 mgh D.小球从静止位置下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量等于 mgh 答案 BD 解析弹簧与斜杆垂直时,弹簧的弹性势能最小,小球的动能与重力势能之和最大,但加速度不 为零,所以小球速度不是最大,B 正确,A 错误;小球从静止位置下滑至最低点的过程中,小球动 能变化量为零,所以弹簧的弹性势能增加量等于小
11、球重力势能的减少量 mgh,C 错误,D 正确。 二、实验题(10 分) 9.气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出, 在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫,使滑块悬浮在导轨上。由于气垫的摩擦力极小,滑块在 导轨上的运动可近似为没有摩擦的运动。用固定在气垫导轨上的光电门 A、B 和光电计时 装置,以及带有挡光条的滑块 C、D 来验证动量守恒定律。已知挡光条的持续挡光宽度为 l, 实验装置如图所示,采用的实验步骤如下: a.调节气垫导轨底座螺母,观察导轨上的气泡仪,使导轨成水平状态; b.在滑块 C、D 间放入一个轻质弹簧,用一条橡皮筋捆绑住三者成一水平整体,
12、静置于导轨中 部; c.将光电门尽量靠近滑块 C、D 两端; d.烧断捆绑的橡皮筋,使滑块 C、D 在弹簧作用下分离,分别通过光电门 A、B; e.由光电计时器记录滑块 C 第一次通过光电门 A 时挡光条持续挡光的时间 tC,以及滑块 D 第 一次通过光电门 B 时挡光条持续挡光的时间 tD。 (1)实验中还应测量的物理量是 ; (2)根据上述测量的实验数据及已知量,验证动量守恒定律的表达式是 ; 实验中算得的 C、D 两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的主要原因是 ; (3)利用上述实验数据 (填“能”或“不能”)测出被压缩弹簧的弹性势能的大小。如能, 请写出计算表达式,若不能,说明理由
13、: 。 答案(1)滑块 C、D 的质量 mC、mD (2) 滑块与气垫导轨间仍存在摩擦,气垫导轨未完全水平 (3)能,Ep= mC 2+ mD2 解析(1)要验证弹簧弹开的两滑块动量守恒,需要知道两滑块的质量和速度,而速度可以通过 光电计时器测量的时间和位移计算,所以实验中还应测量的物理量是滑块 C、D 的质量 mC、mD。 (2)设遮光条的宽度为 l,则 vC=,vD=,验证动量守恒定律的表达式是 mCvC=mDvD,即 。 产生误差的主要原因是滑块与气垫导轨间仍存在摩擦,气垫导轨未完全水平,测量 mC、mD及 tC、tD时有误差。 (3)烧断捆绑的橡皮筋后只有弹簧弹力做功,系统机械能守恒,
14、所以弹簧的弹性势能等于 两滑块离开弹簧时的动能,即 Ep= mCmDmC 2+ mD2。 三、计算题(本题共 3 小题,共 42 分) 10. (10 分)(2018山东省山师附中三模)如图,两块相同平板 P1、P2置于光滑水平面上,质量均为 m=0.1 kg。P2的右端固定一轻质弹簧,物体 P 置于 P1的最右端,质量为 M=0.2 kg 且可看作质 点。P1与 P 以共同速度 v0=4 m/s 向右运动,与静止的 P2发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后 P1 与 P2黏连在一起,P 压缩弹簧后被弹回(弹簧始终在弹性限度内)。平板 P1的长度 L=1 m,P 与 P1之间的动摩擦因数为 =0.2
15、,P2上表面光滑。求: (1)P1、P2刚碰完时的共同速度 v1; (2)此过程中弹簧的最大弹性势能 Ep。 (3)通过计算判断最终 P 能否从 P1上滑下,并求出 P 的最终速度 v2。 答案(1)2 m/s (2)0.2 J (3)3 m/s 解析(1)P1、P2碰撞过程,由动量守恒定律 mv0=2mv1 解得 v1=2 m/s,方向水平向右; (2)对 P1、P2、P 系统,由动量守恒定律 2mv1+Mv0=(2m+M)v2 解得 v2= v0=3 m/s,方向水平向右, 此过程中弹簧的最大弹性势能 Ep= 2m(2m+M)v22=0.2 J; (3)对 P1、P2、P 系统,由动量守恒
16、定律 2mv1+Mv0=2mv3-Mv2 由能量守恒定律得 2m2m+MgL 解得 P 的最终速度 v2=3 m/s0,即 P 能从 P1上滑下,P 的最终速度 v2=3 m/s。 11.(14 分)如图所示,在足够长的光滑水平面上,物体 A、B、C 位于同一直线上,A 位于 B、C 之间。A 的质量为 m,B、C 的质量都为 M,三者均处于静止状态。现使 A 以某一速度向右运 动,求 m 和 M 之间应满足什么条件,才能使 A 只与 B、C 各发生一次碰撞。设物体间的碰撞 都是弹性的。 答案(-2)MmM 解析设 A 运动的初速度为 v0,A 向右运动与 C 发生碰撞, 由动量守恒定律得 mv0=mv1+Mv2 由机械能守恒定律得 可得 v1=v0,v2=v0 要使得 A 与 B 能发生碰撞,需要满足 v10,即 mM A 反向向左运动与 B 发生碰撞过程,有 mv1=mv3+Mv4 整理可得 v3=v1,v4=v1 由于 mM,所
