【优化设计】2015-2016学年高中物理 第十六章 动量守恒定律测评B 新人教版选修3-5.doc

‎【优化设计】2015-2016学年高中物理 第十六章 动量守恒定律测评B 新人教版选修3-5 ‎ ‎(高考体验卷)‎ 一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)‎ ‎1.(2014·浙江自选)如图所示,甲木块的质量为m1,以v的速度沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一轻质弹簧。甲木块与弹簧接触后(　　)‎ A.甲木块的动量守恒 B.乙木块的动量守恒 C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒 D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒 解析:甲木块与弹簧接触后,甲木块或乙木块所受的合力均不为零,动量不守恒,A、B两项错误;甲、乙两木块组成的系统受到的合力为零,系统的动量守恒,C项正确;甲、乙两木块及弹簧组成的系统机械能守恒,故两木块组成的系统机械能不守恒,D项错误。‎ 答案:C ‎2.(2013·福建理综)将静置在地面上,质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.v0 B.v0‎ C.v0 D.v0‎ 解析:设火箭模型获得的速度大小为v,由题意可知,火箭在喷气过程中,火箭和喷出气体系统的动量守恒,根据动量守恒定律可得(M-m)v-mv0=0,解得v=,选项D正确。‎ 答案:D ‎3.(2012·福建理综)如图,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为(　　)‎ A.v0+v B.v0-v C.v0+(v0+v) D.v0+(v0-v)‎ 解析:设水平向右为正方向,根据动量守恒定律,对救生员和船有 ‎(M+m)v0=-mv+Mvx,‎ 解得vx=v0+(v0+v)。‎ 答案:C ‎4.(2012·重庆理综)质量为m的人站在质量为‎2m的平板小车上,以共同的速度在水平地面上沿直线前行,车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比。当车速为v0时,人从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下。跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计,则能正确表示车运动的v-t图象为(　　)‎ 7‎ 解析:人跳离车瞬间,人车水平方向动量守恒,则(m+2m)v0=2mv-mv0,解得v=2v0,故只有选项B正确。‎ 答案:B ‎5.(2014·福建理综)一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1,后部分的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1为(　　)‎ A.v0-v2 B.v0+v2‎ C.v0-v2 D.v0+(v0-v2)‎ 解析:由动量守恒定律得 ‎(m1+m2)v0=m1v1+m2v2‎ 得v1=v0+(v0-v2)。‎ 答案:D ‎6.(2012·大纲全国理综)如图,大小相同的摆球A和B的质量分别为m和‎3m,摆长相同,并排悬挂,平衡时两球刚好接触,现将摆球A向左拉开一小角度后释放。若两球的碰撞是弹性的,下列判断正确的是(　　)‎ A.第一次碰撞后的瞬间,两球的速度大小相等 B.第一次碰撞后的瞬间,两球的动量大小相等 C.第一次碰撞后,两球的最大摆角不相同 D.发生第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置 解析:由于两球发生弹性碰撞,故系统动量、机械能均守恒,则mv=3mvB+mvA①,mv2=×3m②,由两式联立解得vA=-v,vB=v,故选项A正确;由前面求得速度可知第一次碰后pA=-mv,pB=mv,故选项B错误;由于第一次碰后,|vA|=|vB|,根据机械能守恒可知两球可到达相同高度即摆角相同,选项C错误;因两球摆长相同,根据T=2π知,两球同时到达各自平衡位置发生第二次碰撞,选项D正确。‎ 答案:AD ‎7.(2014·大纲全国理综)一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为(　　)‎ A. B.‎ C. D.‎ 7‎ 解析:设中子质量为m,则与之碰撞的原子核的质量为Am,碰撞前中子的速度大小为v0,碰撞后中子的速度为v1,碰后原子核的速度为v2,碰撞过程满足动量守恒定律,有mv0=mv1+Amv2,由于发生弹性正碰,根据机械能守恒有Am,联立解得v1=v0,则v1速度大小为|v1|=v0,可得,A项正确。‎ 答案:A ‎8.(2010·福建理综)如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度v0,则(　　)‎ A.小木块和木箱最终都将静止 B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动 C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动 D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动 解析:由于小木块和木箱之间存在相互的摩擦力,所以二者最终应相对静止。由于小木块和木箱组成的系统所受合力为零,所以系统动量守恒。由于系统初始动量方向向右,所以系统的末动量也一定方向向右,选项B正确。‎ 答案:B ‎9.(2011·全国理综)质量为M、内壁间距为l的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ,初始时小物块停在箱子正中间,如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v,小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间,并与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为(　　)‎ A.mv2 B.v2‎ C.Nμmgl D.Nμmgl 解析:设系统损失的动能为ΔE,根据题意可知,整个过程中小物块和箱子构成的系统满足动量守恒和能量守恒,则有mv=(M+m)vt(①式)、mv2=(M+m)+ΔE(②式),由①②联立解得ΔE=v2,可知选项A错误,B正确;又由于小物块与箱子壁碰撞为弹性碰撞,则损耗的能量全部用于摩擦生热,即ΔE=Nμmgl,选项C错误,D正确。‎ 答案:BD ‎10.(2014·重庆理综)一弹丸在飞行到距离地面‎5 m高时仅有水平速度v=‎2 m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1。不计质量损失,重力加速度g取‎10 m/s2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是(　　)‎ 解析:弹丸爆炸过程遵守动量守恒,若爆炸后甲、乙同向飞出,则有2m=mv甲+mv乙　①;若爆炸后甲、乙反向飞出,则有2m=mv甲-mv乙　②;或2m=-mv甲+mv乙　③‎ 7‎ ‎;爆炸后甲、乙从同一高度做平抛运动,由选项A中图可知,爆炸后甲、乙向相反方向飞出,下落时间t= s=1 s,速度分别为v甲= m/s=2.5 m/s,v乙= m/s=0.5 m/s,代入②式不成立,A项错误;同理,可求出选项B、C、D中甲、乙的速度,分别代入①式、①式、③式可知,只有B项正确。‎ 答案:B 二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案填在题中的横线上)‎ ‎11.(6分)(2013·上海单科)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:由动量守恒定律得mv0=m·v0+Mv,‎ 解得v=,‎ 此过程损失的机械能为 ΔE=-[m()2+Mv2]‎ ‎=。‎ 答案:‎ ‎12.(10分)(2014·课标全国Ⅱ)现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律。在图(a)中,气垫导轨上有A、B两个滑块,滑块A右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。‎ 图(a)‎ 实验测得滑块A的质量m1=0.310 kg,滑块B的质量m2=0.108 kg,遮光片的宽度d=1.00 cm;打点计时器所用交变电流的频率f=50.0 Hz。‎ 将光电门固定在滑块B的右侧,启动打点计时器,给滑块A一向右的初速度,使它与B相碰。碰后光电计时器显示的时间为ΔtB=3.500 ms,碰撞前后打出的纸带如图(b)所示。‎ 图(b)‎ 若实验允许的相对误差绝对值(×100%)最大为5%,本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程。‎ 解析:按定义,物块运动的瞬时速度大小v为 v=①‎ 式中Δs为物块在很短时间Δt内走过的路程。‎ 设纸带上打出相邻两点的时间间隔为ΔtA,则 ΔtA==0.02 s②‎ ΔtA可视为很短,‎ 设A在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v0、v1。将②式和图给实验数据代入①式得 v0=‎2.00 m/s③‎ v1=‎0.970 m/s④‎ 设B在碰撞后的速度大小为v2,由①式有 v2=⑤‎ 代入题给实验数据得 v2=‎2.86 m/s⑥‎ 7‎ 设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p和p',则 p=m1v0⑦‎ p'=m1v1+m2v2⑧‎ 两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为 δp=||×100%⑨‎ 联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据,得 δp=1.7%