高三物理动量检测
一选择题(每小题4分,共48分)
1.篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球迅速引至胸前.这样做可以
A.减小球对手的冲量B.减小球的动量变化率C.减小球的动量变化量D.减小球的动能变化量
2.质量为m的钢球自高处落下,以速率v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为v2.在碰撞过程中,钢球受到的冲量的方向和大小为
A.向下,m(v1-v2) B.向下,m(v1+v2) C.向上,m(v1-v2) D.向上,m(v1+v2)
3.一物体竖直向上抛出,从开始抛出到落回抛出点所经历的时间是t,上升的最大高度是H,所受空气阻力大小恒为F,则在时间t内
A.物体受重力的冲量为零B.在上升过程中空气阻力对物体的冲量比下降过程中的冲量小
C.物体动量的增量大于抛出时的动量 D.物体机械能的减小量等于FH
4.恒力F作用在质量为m的物体上,如图1—13—1所示,由于地面对物体的摩擦力较大,没有被拉动,则经时间t,下列说法正确的是
A.拉力F对物体的冲量大小为零B.拉力F对物体的冲量大小为Ft
C.拉力F对物体的冲量大小是Ftcosθ
D.合力对物体的冲量大小为零
5.在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为15000 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为30000 kg向北行驶的卡车,碰后两车接在一起,并向南滑行了一段距离后停止.根据测速仪的测定,长途客车碰前以20 m/s的速度行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率为
A.小于10 m/s B.大于10 m/s小于20 m/s
C.大于20 m/s小于30 m/s D.大于30 m/s小于40 m/s
6.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p甲=5 kg·m/s,p乙= 7 kg·m/s,甲追乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为p乙′=10 kg·m/s,则两球质量m甲与m乙的关系可能是
A.m甲=m乙 B.m乙=2m甲 C.m乙=4m甲 D.m乙=6m甲
7.将物体P从置于光滑水平面上的斜面体Q的顶端以一定的初速度沿斜面往下滑,如图所示.在下滑过程中,P的速度越来越小,最后相对斜面静止,那么由P和Q组成的系统
A.动量守恒 B.水平方向动量守恒C.最后P和Q以一定的速度共同向左运动D.最后P和Q以一定的速度共同向右运动
8.如图所示,三辆相同的平板小车a、b、c成一直线排列,静止在光滑水平地面上,c车上一个小孩跳到b车上,接着又立即从b车跳到a车上,小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同,他跳到a车上没有走动便相对a车保持静止,此后
A.a、c两车的运动速率相等B.a、b两车的运动速率相等C.三辆车的运动速率关系为vc>va>vb D.a、c两车的运动方向一定相反
9.一沿直线轨道运动的质点,初始速率为V1,受到外力的冲量大小为I作用后,速率变为V2,仍在同一直线轨道上运动。则此质点受冲量作用后的末动能Ek2与初动能Ek1之差Ek2 - Ek1可能是 A. I(V1 + V2) B. -
I(V1 + V2) C.
I(V2 - V1) D.
I(V1 - V2)
10.一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动,在t0时刻撤去力F,其v-t图象如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,则下列关于力F的大小和力F做的功W的大小关系式,正确的是
A. B.
C. D.
11.质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定其上,另一质量也为m的物体乙以4m/s的速度与甲相向运动,如图所示。则
A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力作用,动量不守恒B.当两物块相距最近时,甲物块的速率为零C.当甲物块的速率为1m/s时,乙物块的速率可能为2m/s,也可能为0
D.甲物块的速率可能达到5m/s
12.A、B两物体质量分别为mA、mB,且3mA=mB,它们以相同的初动能在同一水平地面上滑行.A、B两物体与地面的动摩擦因数分别为μA、μB,且μA=2μB,设物体A滑行了sA距离停止下来,所经历的时间为tA、而物体B滑行了sB距离停止下来,所经历的时间为tB.由此可以判定
A.s A>sB tA>tB B.sA>sB tA< tB C.sA<sB tA>tB D.sA<sB tA<tB
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
答案 |
二填空题(共15分)
13.(3分)气球质量为200 kg,载有质量为50 kg的人,静止在空中距地面20 m高的地方、气球下悬一根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑到地面,为了安全到达地面,这根绳长至少应为_______m(不计人的高度).
14.某同学用图装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜 槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.
⑴本实验必须测量的物理量有以下哪些_____________.(4分)
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度H B.小球a、b的质量ma、mb C.小球a、b的半径r D.小球a、b 离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC F.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
⑵小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系?为什么?(2分)
⑶放上被碰小球后,两小球碰后是否同时落地?如果不是同时落地,对实验结果有没有影响?为什么?这时小球a、b的落地点依次是图中水平面上的_____点和_____点.(2分)
⑷为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,右图给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为__________cm.(2分)
⑸按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是______________.(2分)
三计算题(共57分)
15.(10分)跳起摸高是中学生进行的一项体育活动,某同学身高1.80 m,质量65 kg,站立举手达到2.20 m.此同学用力蹬地,经0.45 s竖直离地跳起,设他蹬地的力的大小恒定为 1060 N,计算他跳起可摸到的高度.(g=10 m/s2)
16.(10分)质量为M的小船以速度v0行驶,船上有两个质量皆为m的小孩a和b,分别静止站在船头和船尾.现在小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中.求小孩b跃出后小船的速度.
17.(12分)如图所示,甲车的质量是2 kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为1 kg的小物体.乙车质量为4 kg,以5 m/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度,物体滑到乙车上.若乙车足够长,上表面与物体的动摩擦因数为0.2,则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10 m/s2)
18.(12分)如图所示,在光滑水平面上有两个可视为质点的滑块A和B,它们的质量mA=3kg,mB=6kg,它们之间用一根不可伸长的轻绳连接,开始时都处于静止,绳松弛,A、B紧靠在一起.现对B施加一个水平向右的恒力F=3N,B开始运动.至绳绷紧时,两滑块通过轻绳相互作用,相互作用时间极短,作用后两滑块速度相同,此后两滑块共同在恒力F作用下继续运动,当两滑块的速度达到
时,B滑块发生的总位移为s=0.75m,求连接A、B的轻绳的长度.
19.(13分)如图所示,长木板ab的b端固定一挡板,木板连同档板的质量为M=4.0kg,a、b间距离s=2.0m.木板位于光滑水平面上.在木板a端有一小物块,其质量m=1.0kg,小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.10,它们都处于静止状态.现令小物块以初速v0=4.0m/s沿木板向前滑动,直到和挡板相碰.碰撞后,小物块恰好回到a端而不脱离木板.求碰撞过程中损失的机械能.
参考答案
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
答案 | B | D | BC | BD | A | C | BC | CD | ABC | D | C | B |
13. 25
14. (1)B、E
(2)防止a球碰撞后反向弹回,再回到碰撞点的过程中因为有摩擦导致速度减小而影响实验结果。
(3)同时落地、如果不是同时落地,会影响实验结果、AC
(4)4.59
(5)maOB=maOA+mbOC
15. 设人离地时获得速度为v,据动量定理(F-mg)t=mv.由竖直上抛运动公式得:h=v2/2g,由上述两式解得:h=0.4 m,所以该同学摸高为H=2.2+0.4=2.6 m.
16. 因均是以对地(即题中相对于静止水面)的水平速度,所以先后跃入水中与同时跃入水中结果相同.
设小孩b跃出后小船向前行驶的速度为v,取v0为正向,根据动量守恒定律,有
(M+2m)v0=Mv+mv-mv
解得:v=(1+)v0
17. 乙与甲碰撞动量守恒:
m乙v乙=m乙v乙′+m甲v甲′
小物体m在乙上滑动至有共同速度v,对小物体与乙车运用动量守恒定律得
m乙v乙′=(m+m乙)v
对小物体应用牛顿第二定律得a=μg
所以t=v/μg
代入数据得t=0.4 s
18. 设绳长为L,B运动位移L的过程中,由动能定理得
①
解得 ②
设A、B瞬间相互作用结束时的共同速度为v2,由动量守恒,有
③
则 ④
绳绷直以后,设B总位移为s时的共同速度为v3,对A、B整体,由动能定理得
⑤
由以上各式代入数据解得L=0.25m
19.
解析:设木块和物块最后共同的速度为v,由动量守恒定律得
①
设全过程损失的机械能为E,则
②
用s1表示从物块开始运动到碰撞前瞬间木板的位移,W1表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功.用W2表示同样时间内摩擦力对物块所做的功.用s2表示从碰撞后瞬间到物块回到a端时木板的位移,W3表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功.用W4表示同样时间内摩擦力对物块所做的功.用W表示在全过程中摩擦力做的总功,则
W1= ③
W2= ④
W3= ⑤
W4= ⑥
W=W1+W2+W3+W4 ⑦
用E1表示在碰撞过程中损失的机械能,则
E1=E-W ⑧
由①~⑧式解得
⑨
代入数据得E1=2.4J ⑩