孝感一中高三物理同步测试(五)
一、选择题（本题共8小题；每小题5分，共40分）
1．下列对几种现象的解释中，正确的是
A．击钉时不用橡皮锤，是因为橡皮锤太轻
B．跳高时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量
C．在推车时推不动，是因为外力冲量为零
D．动量相同的两个物体受相同的制动力的作用时，质量小的先停下来。
2．一物体竖直向上抛出，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
3．古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小为自身体重2倍的打击力时即可死，如果兔子与树桩的作用时间为0.2s，则被撞死的兔子其奔跑速度可能是：(g=10m／s2)
A．1.5m／s B．2.5m／s C．3.5m／s D．4.5m／s
4．如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的 圆周轨道，圆心O在S的正上方。在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑。以下说法正确的是
A．a比b先到达S，它们在S点的动量不相等
B．a比b同时到达S，它们在S点的动量不相等
C．a比b先到达S，它们在S点的动量相等
D．b比a先到达S，它们在S点的动量相等
5．半径相等的两个小球甲和乙，在光滑的水平面上沿同一直线相向运动。若甲球质量大而乙球质量，碰撞前两球动能相等，则碰撞后两球的运动状态可能是
A．甲球的速度为零而乙球的速度不为零
B．乙球的速度为零而甲球的速度不为零
C．两球的速度均不为零
D．两球的速度方向均与原方向相反，两球的动能仍相等
6．如图所示，质量分别为m1和m2的大小相同的物块，分别以速度v1、v2沿斜面向下匀速滑行，且v1> v2。m2的右端安有轻弹簧。在它们发生相互作用后,两物块又分开。在m1和m2（包括弹簧）相互作用的过程中,下列说法中正确的是
A．由于有重力和摩擦力作用，所以该过程不适用动量守恒定律
B．由于系统所受合外力为零，所以该过程一定适用动量守恒定律
C．当m1∶m2的值足够大时，该过程一定适用动量守恒定律
D．当m1∶m2的值足够小时，该过程一定适用动量守恒定律
7．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
，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为
，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为-4kg·m/s，则
A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5
B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10
C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5
D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10
8．如图，质量为3 kg的木板放在光滑水平面上，质量为1 kg的物块放在木板上，它们之间有摩擦，木板足够长，两者都以4 m/s的初速度向相反方向运动，当木板的速度为 2.4 m/s时，物块
A．加速运动 B．减速运动
C．匀速运动 D．静止不动
9．在光滑的水平面上，静止着长为L的方木块M，现有A、B两颗子弹，沿同一轴线，以水平速度VA、VB且VA<VB从M两侧同时射入方木块，A、B在木块中嵌入的深度分别为dA、dB，dA+dB<L，而木块却一直保持静止，如图所示。则：
A．dA>dB B．dA<dB
C．射入前A的动能大于B的动能
D．射入前A的动量大小等于B的动量大小
|
A．A、B系统动量守恒
B．A、B、C系统动量守恒
C．小车向左运动
D．小车向右运动
班级________ 姓名______________ 分数___________
| 题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 答案 |
.二．本题共2小题，共14分。把答案填在__________上。
11．（6分）如图为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10Hz．开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块用绳子连接，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动．已知滑块A、B的质量分别为200g、300g．根据照片记录的信息，释放弹簧，A、B离开弹簧后，A滑块做_______运动，其速度大小为_______m/s，本实验中得出“在实验误差范围内，两木块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是________ ．
12．（8分）为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”，某同学用如图所示的装置进行了如下的实验操作：
Ⅰ．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
Ⅱ．将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上得到痕迹B；
Ⅲ．然后把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止开始滚下，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C。
Ⅳ．用天平测量a、b两小球的质量分别为ma、mb，用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的距离分别为y1、y2和y3。
根据上述实验，请回答下列问题：
①本实验中所选用的两小球质量关系为ma mb（选填“＜”、“＞”或“＝”）；
②小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果 产生误差（选填“会”或“不会”）；
③用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为 。
三．论述、计算题（共66分）
13．（8分）如图所示，质量为m的小球用长度为L的轻质细绳悬挂于O点，现
将它拉至A 处，使细绳与竖直方向的夹角为θ（θ＜5°），然后无初速释放，不计空气阻力作用，它经过一段时间第一次到达最低点B。
求：（1）所经历的时间t
（2）该过程中重力产生的冲量大小IG
（3）该过程中小球的动量变化ΔP
（4）该过程中绳的拉力产生的冲量大小IF
14．（8分）“蹦床”已成为奥运会的比赛项目．质量为m的运动员从床垫正上方h1高处自由落下，落垫后反弹的高度为h2，设运动员每次与床垫接触的时间为t，求在运动员与床垫接触的时间内运动员对床垫的平均作用力．（空气阻力不计，重力加速度为g）
某同学给出了如下的解答：设在时间t内，床垫对运动员的平均作用力大小为F，运动员刚接触床垫时的速率为v1，刚离开床垫时的速率为v2，则由动量定理可知
①
②
由机械能守恒定律分别有
③
④
由①②③④式联立可得 
⑤
该同学解答过程是否正确？若不正确，请指出该同学解答过程中所有的不妥之处，并加以改正．
15．（10分）如图所示，在高为h=2.45m的光滑水平平台的边缘放着木块A，其质量为M=0.9kg，有一质量m=100g的子弹，以v0=500m/s的速度水平射穿木块A后，与A离开平台落到水平地面上（设射穿过程时间很短）。测的子弹落地点到平台边缘的水平距离为60.2m不及空气阻力，视木块和子弹均为质点，取g=10m/s2
(1) 子弹射穿木块后子弹的速度
(2)
木块落地点到平台边缘的水平距离
16．（12分）一根均匀的米尺,质量为0.2kg,放在水平桌面上,它与桌面间的动摩擦因数为0.16,有
长度露在桌外,现有一水平拉力沿着米尺方向作用在米尺上作用1S,为使米尺能从桌边落下,外力F至少应为多少?
17．（13分）如图所示，abc是光滑的轨道，其中ab是水平的，bc为竖直平面内的半圆且与ab相切，半径R=0.3m。质量m=0.5kg的小球A静止在轨道上，另一个质量M=1.0kg的小球B，以速度v0=6.5m/s与小球A正碰。已知碰撞后小球A经过半圆的最高点c落到轨道上距b点为L=4
R处，g取10m/s2，求 ：
⑴碰撞结束时小球A和B的速度大小；
⑵A球在c点对轨道的压力；
⑶论证小球B能否沿半圆轨道到达c点。
18．（15分）宇航员在某一星球上以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球又落回到抛出点．然后他用一根长为L的细绳把一个质量为m的小球悬挂在O点，使小球处于静止状态．现在最低点给小球一个水平向右的冲量I，使小球能在竖直平面内运动，若细绳在小球运动过程中始终处于拉紧状态，则冲量I应满足什么条件？
参考答案
| 题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 答案 | C | BC | D | A | AC | C | C | A | BD | BC |
11．匀速（2分） 0.09（2分） 弹簧释放后A、B两滑块的动量大小相等方向相反，系统的总动量为0，与弹簧释放前相等（4分，答出大意即可）
12．①＞
（2分） ②不会
（2分）
③
（4分）
13. (1)由单摆知识可得：
T=2π
①
由A第一次到B，小球所用时间是四分之一周期，即：t=
②
(2)由冲量定义可得：I
③
(3)ΔP=P
④ P
⑤ P
=mv ⑥
由机械能守恒定律得：
=mgL(1-cosθ) ⑦
由④⑤⑥⑦得：ΔP=m
⑧
(4)小球在重力和绳的拉力的冲量作用下，动量的改变量为ΔP，且方向水平，又因重力的冲量方向向下，所以由矢量的合成法则可得： I
=ΔP
+I
⑨
由③⑧⑨式得：I
=m
14. 此同学解答有如下错误
（1）原解法中②式中未注意动量的矢量性 ①
正确的表达式为 规定竖直向上方向为正，
②
（2）①式中冲量应为合外力的冲量，即垫对运动员的作用力和重力的合力冲量③
正确的表达式为
④
⑤
（3）题中所求F为床垫对运动员的作用力，而题要求运动员对床垫的作用力 ⑥
正确的表述为 由牛顿第三定律可得，运动员对床垫的作用力大小
⑦
（4）未说明运动员对床垫作用力的方向，应给出“运动员对床垫作用力的方向竖直向下”
15．（1）设子弹设穿木块后子弹的速度为v0，木块速度为v,子弹和木块飞行时间为t
h=1/2gt2------------------------
t=
=0.7s------------------v0，=s/t=86m/s--------------------
（2）设木块落地点到桌子边缘水平距离为s，
mv0=Mv+m v0，----------------- v=46m/s--------------s=vt=32.2m----------------------
16．取米尺为研究对象，设从开始运动到停止运动用的时间为
位移为
，拉力停止作用对尺子的运动速度为
，则由动量定理可知。
对全过程有
① （2分）
拉力作用时间段
② （2分）
由运动学知识
③ （2分）
联立①②可知
欲使尺子从水平桌面落下必使尺子的重心出桌子边缘。
∴
（2分） 故有
代入数字可知
化简得 
解得
故 F至少为0.4N (4分)
17．（1）设球A在c点的速度为v，根据平抛运动规律有
vt=4R
2R=
得：v=
设A碰后速度为vA，由机械能守恒定律有
=
+mg2R
得：vA=
=6m/s
由动量守恒定律有
Mv0=mvA+MvB 得vB=
=3.5m/s
（2）由牛顿第二定律有
N+mg=m
得：N=
-mg=35N
由牛顿第三定律知A球对轨道的压力大小为35N，方向竖直向上。
（3）若B恰能到达c点，则c点的速度vc满足： Mg=M
，vc=
B在最低点的最小速度vB′满足：
vB′=
=
m/s
而由第（1）问中求出的B碰后的速度vB=3.5m/s<
所以B不能沿半圆轨道到达c点。
18．设该星球表面附近重力加速度为g，由竖直上抛运动公式得：
（1）当小球摆到与悬点等高处时，细绳刚好松弛，小球对细绳无力的作用，则小球在最低点的最小速度为vmin。由机械能守恒得：
由动量定理得：
解得：
。
（2）当小球做圆周运动经过最高点时，细绳刚好松弛，小球对细绳无力的作用，则小球在最低点的最大速度为vm，根据机械能守恒有：
在最高点有：
又
解得：
根据以上所求情况，要使小球在运动的过程始终对细绳有力的作用，则冲量I应满足：
或
。