2017-2018学年高二物理鲁科版选修3-5练习：学业分层测评3 Word版含解析.doc

由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 学业分层测评(三)‎ ‎(建议用时：45分钟)‎ 学业达标]‎ ‎1．(多选)在两个物体碰撞前后，下列说法中可以成立的是(　　) ‎ ‎【导学号：64772085】‎ A．作用后的总机械能比作用前小，但总动量守恒 B．作用前后总动量均为零，但总动能守恒 C．作用前后总动能为零，而总动量不为零 D．作用前后总动量守恒，而系统内各物体的动量增量的总和不为零 ‎【解析】　选项A是非弹性碰撞，成立；选项B是弹性碰撞，成立；选项C不成立，因为总动能为零其总动量一定为零；选项D，总动量守恒则系统所受合外力一定为零，若系统内各物体的动量增量总和不为零的话，则系统一定受到外力的作用，D不成立．‎ ‎【答案】　AB ‎2．(多选)小车AB静置于光滑的水平面上，A端固定一个轻质弹簧，B端粘有橡皮泥，AB车质量为M，长为L.质量为m的木块C放在小车上，用细绳连结于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB与C都处于静止状态，如图135所示．当突然烧断细绳，弹簧被释放，使木块C向B端冲去，并跟B端橡皮泥粘在一起，以下说法中正确的是(　　)‎ 图135‎ A．如果AB车内表面光滑，整个系统任何时刻机械能都守恒 B．当木块对地运动速度为v时，小车对地运动速度为v C．整个系统最后静止 D．木块的位移一定大于小车的位移 ‎【解析】　因水平地面光滑，小车、木块、弹簧组成的系统动量守恒，有mv1＝Mv2，ms1＝Ms2，因不知m、M的大小关系，故无法比较s1、s2的大小关系，但当木块C与B端碰撞后，系统总动量为零，整体又处于静止状态，故B、C均正确，D错误；因木块C与B端的碰撞为完全非弹性碰撞，机械能损失最大，故A错误．‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎【答案】　BC ‎3．质量为ma＝1 kg，mb＝2 kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移时间图象如图136所示，则可知碰撞属于(　　)‎ 图136‎ A．弹性碰撞　　　　　 B．非弹性碰撞 C．完全非弹性碰撞 D．条件不足，不能判断 ‎【解析】　由xt图象知，碰撞前va＝3 m/s，vb＝0，碰撞后va′＝－1 m/s，vb′＝2 m/s，碰撞前动能为mav＋mbv＝ J，碰撞后动能为mava′2＋mbvb′2＝ J，故动能守恒，碰撞前动量mava＋mbvb＝3 kg·m/s，碰撞后动量mava′＋mbvb′＝3 kg·m/s，故动量守恒，所以碰撞属于弹性碰撞．‎ ‎【答案】　A ‎4.如图137所示，光滑水平面上P物体与一个连着弹簧的Q物体正碰，正碰后P物体静止，Q物体以P物体碰前的速度v离开．已知P与Q质量相等，弹簧质量忽略不计，那么当弹簧被压缩至最短时，下列说法正确的是(　　) 【导学号：64772086】‎ 图137‎ A．P的速度恰好为零 B．P与Q具有相同的速度 C．Q刚开始运动 D．Q的速度等于v ‎【解析】　P物体接触弹簧后，在弹簧弹力的作用下，P做减速运动，Q做加速运动，P、Q间的距离减小，当P、Q两物体速度相等时，弹簧被压缩到最短，所以B正确，A、C错误；由于作用过程中动量守恒，设速度相等时速度为v′，则mv＝(m＋m)v′，所以弹簧被压缩至最短时，P、Q的速度v′＝，故D错误．‎ ‎【答案】　B ‎5．在高速公路上发生了一起交通事故，一辆质量为1 500 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为3 000 kg 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 向北行驶的卡车，碰后两辆车挂接在一起，并向南滑行了一小段距离后停止，根据测速仪的测定，长途客车碰前以20 m/s的速率行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率(　　) 【导学号：64772087】‎ A．小于10 m/s B．大于20 m/s，小于30 m/s C．大于10 m/s，小于20 m/s D．大于30 m/s，小于40 m/s ‎【解析】　两车相撞后接在一起并向南滑行，选向南为正方向，由动量守恒定律，得m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v 因v>0，故m1v1>m2v2‎ 卡车碰前的速率v2v1，有一轻弹簧固定在m2上，求弹簧被压缩至最短时m1的速度多大？ ‎ ‎【导学号：64772014】‎ 图139‎ ‎【解析】　两滑块匀速下滑所受合外力为零，相互作用时合外力仍为零，动量守恒．当弹簧被压缩时，m1加速，m2减速，当压缩至最短时，m1、m2速度相等．‎ 设速度相等时为v，则有 m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v 解得弹簧被压缩至最短时的速度 v＝.‎ ‎【答案】　 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 能力提升]‎ ‎9．(多选)甲、乙两球在光滑水平轨道上同向运动，已知它们的动量分别是5 kg·m/s和7 kg·m/s，甲追上乙并发生碰撞，碰撞后乙球的动量变为10 kg·m/s，则两球质量m甲与m乙的关系可能是(　　)‎ A．m乙＝2m甲　　　　　　　 B．m乙＝3m甲 C．m乙＝4m甲 D．m乙＝5m甲 ‎【解析】　碰撞前，v甲>v乙，即>，可得：m乙>1.4m甲．碰撞后v甲′≤v乙′，即≤可得：m乙≤5m甲．要求碰撞过程中动能不增加，则有：＋≥＋，可解得：m乙≥m甲，故m甲和m乙的关系可能正确是B、C、D.‎ ‎【答案】　BCD ‎10．两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4 kg的物块C静止在前方，如图1310所示．B与C碰撞后二者会粘在一起运动．则在以后的运动中：‎ 图1310‎ ‎(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大？‎ ‎(2)系统中弹性势能的最大值是多少？ 【导学号：64772015】‎ ‎【解析】　(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大．由A、B、C三者组成的系统动量守恒有 ‎(mA＋mB)v＝(mA＋mB＋mC)·vABC，‎ 解得vABC＝ m/s＝3 m/s.‎ ‎(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为vBC，‎ 则mBv＝(mB＋mC)vBC，vBC＝ m/s＝2 m/s，‎ 设物块A、B、C速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep，根据能量守恒 Ep＝(mB＋mC)v＋mAv2－(mA＋mB＋mC)v＝×(2＋4)×22 J＋×2×62 J－×(2＋2＋4)×32 J＝12 J.‎ ‎【答案】　(1)3 m/s　(2)12 J 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎11．如图1311所示，质量为3m的木板静止在光滑的水平面上，一个质量为2m的物块(可视为质点)，静止在木板上的A端，已知物块与木板间的动摩擦因数为μ.现有一质量为m的子弹(可视为质点)以初速度v0水平向右射入物块并穿出，已知子弹穿出物块时的速度为，子弹穿过物块的时间极短，不计空气阻力，重力加速度为g.求：‎ 图1311‎ ‎(1)子弹穿出物块时，物块的速度大小；‎ ‎(2)子弹穿出物块后，为了保证物块不从木板的B端滑出，木板的长度至少多大？‎ ‎【解析】　(1)设子弹穿过物块时物块的速度为v1，对子弹和物块组成的系统，由动量守恒定律得：‎ mv0＝m＋2mv1‎ 解得v1＝.‎ ‎(2)物块和木板达到的共同速度为v2时，物块刚好到达木板右端，这样板的长度最小为L，对物块和木板组成的系统，由动量守恒得：‎ ‎2mv1＝5mv2‎ 此过程系统摩擦生热：Q＝2μmgL 由能量守恒定律得：2μmgL＝·2mv－·5mv 代入数据解得：L＝.‎ ‎【答案】　(1)　(2) ‎12．如图1312所示，水平地面上有两个静止的小物块a和b，其连线与墙垂直；a和b相距l，b与墙之间也相距l；a的质量为m，b的质量为m.两物块与地面间的动摩擦因数均相同．现使a以初速度v0向右滑动．此后a与b发生弹性碰撞，但b没有与墙发生碰撞．重力加速度大小为g.求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件. 【导学号：64772016】‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 图1312‎ ‎【解析】　设物块与地面间的动摩擦因数为μ.若要物块a、b能够发生碰撞，应有 mv>μmgl①‎ 即μ