2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第六章 碰撞與動(dòng)量守恒章末質(zhì)量檢測.doc
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第六章 碰撞與動(dòng)量守恒 章末質(zhì)量檢測(六) (時(shí)間：45分鐘 滿分：100分) 一、選擇題(本題共6小題，每小題7分，共42分。1～4題為單項(xiàng)選擇題，5～6題為多項(xiàng)選擇題) 1.(2017福建泉州質(zhì)檢)將一個(gè)質(zhì)量為3m的爆竹斜向上拋出，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為v0，方向水平向東，在最高點(diǎn)爆炸成質(zhì)量不等的兩塊，其中一塊的質(zhì)量為2m，速度大小為v，方向水平向東，則另一塊的速度大小為( ) A.3v0－v B.2v0－3v C.3v0－2v D.2v0＋v 解析 取水平向東為正方向，爆炸過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，3mv0＝2mv＋mvx，可得vx＝3v0－2v，選項(xiàng)C正確。 答案 C 2.某物體受到一個(gè)－6 Ns的沖量作用，則( ) A.物體的動(dòng)量一定減少 B.物體的末動(dòng)量一定是負(fù)值 C.物體動(dòng)量變化量的方向一定與規(guī)定的正方向相反 D.物體原來動(dòng)量的方向一定與這個(gè)沖量方向相反 解析 動(dòng)量定理是矢量方程解題時(shí)，注意規(guī)定正方向。沖量、動(dòng)量都是矢量，對(duì)在一條直線上運(yùn)動(dòng)的物體，規(guī)定正方向后，可用“＋”“－”號(hào)表示矢量的方向，－6 Ns的沖量說明物體所受沖量的大小為6 Ns，方向與規(guī)定的正方向相反，由動(dòng)量定理可知選項(xiàng)C正確。而初、末動(dòng)量的方向、大小由題設(shè)均不能確定。 答案 C 3.如圖1所示，一傾角為α、高為h的光滑斜面，固定在水平面上，一質(zhì)量為m的小物塊從斜面的頂端由靜止開始滑下，滑到底端時(shí)速度的大小為v，所用時(shí)間為t，則物塊滑至斜面的底端時(shí)，重力的瞬時(shí)功率及重力的沖量分別為( ) 圖1 A.、0 B.mgv、mgtsin α C.mgvcos α、mgt D.mgvsin α、mgt 解析 根據(jù)瞬時(shí)功率的公式可得物塊滑至斜面的底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率為P＝mgvsin α，重力的沖量為I＝mgt，所以選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 答案 D 4.一質(zhì)量為M的航天器，正以速度v0在太空中飛行，某一時(shí)刻航天器接到加速的指令后，發(fā)動(dòng)機(jī)瞬間向后噴出一定質(zhì)量的氣體，氣體噴出時(shí)速度大小為v1，加速后航天器的速度大小為v2，則噴出氣體的質(zhì)量m為( ) A.M B.M C.M D.M 解析 規(guī)定航天器的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律可得Mv0＝(M－m)v2－mv1，解得m＝M，故選項(xiàng)C正確。 答案 C 5.如圖2所示，木塊A的質(zhì)量mA＝1 kg，足夠長的木板B的質(zhì)量mB＝4 kg，質(zhì)量為mC＝4 kg的木塊C置于木板B上，水平面光滑，B、C之間有摩擦?，F(xiàn)使A以v0＝12 m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，與B碰撞后以4 m/s的速度彈回，則( ) 圖2 A.B運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為4 m/s B.B運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為8 m/s C.C運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為4 m/s D.C運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為2 m/s 解析 A與B碰后瞬間，C的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)未變，此時(shí)B的速度最大，由A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒(取向右為正方向)，有mAv0＝－mAvA＋mBvB，代入數(shù)據(jù)得vB＝4 m/s，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；B與C相互作用使B減速，C加速，由于B足夠長，所以B和C能達(dá)到相同速度，二者共速后，C速度最大，由B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有mBvB＝(mB＋mC)vC，代入數(shù)據(jù)得vC＝2 m/s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。 答案 AD 6.某研究小組通過實(shí)驗(yàn)測得兩滑塊碰撞前后運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到如圖3所示的位移—時(shí)間圖象。圖中的線段a、b、c分別表示沿光滑水平面上同一條直線運(yùn)動(dòng)的滑塊Ⅰ、Ⅱ和它們發(fā)生正碰后結(jié)合體的位移變化關(guān)系。已知相互作用時(shí)間極短，由圖象給出的信息可知( ) 圖3 A.碰前滑塊Ⅰ與滑塊Ⅱ速度大小之比為5∶2 B.碰前滑塊Ⅰ的動(dòng)量大小比滑塊Ⅱ的動(dòng)量大小大 C.碰前滑塊Ⅰ的動(dòng)能比滑塊Ⅱ的動(dòng)能小 D.滑塊Ⅰ的質(zhì)量是滑塊Ⅱ的質(zhì)量的 解析 根據(jù)s－t圖象的斜率等于速度，可知碰前滑塊Ⅰ速度為v1＝－2 m/s，滑塊Ⅱ的速度為v2＝0.8 m/s，則碰前速度大小之比為5∶2，故選項(xiàng)A正確；碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒，碰撞前，滑塊Ⅰ的動(dòng)量為負(fù)，滑塊Ⅱ的動(dòng)量為正，由于碰撞后總動(dòng)量為正，故碰撞前總動(dòng)量也為正，故碰撞前滑塊Ⅰ的動(dòng)量大小比滑塊Ⅱ的小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；碰撞后的共同速度為v＝0.4 m/s，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v，解得m2＝6m1，由動(dòng)能的表達(dá)式可知，m1v>m2v，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。 答案 AD 二、非選擇題(本題共4小題，共58分) 7.(10分)如圖4，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。 圖4 (1)實(shí)驗(yàn)中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通過僅測量________(填選項(xiàng)前的符號(hào))，間接地解決這個(gè)問題。 A.小球開始釋放高度h B.小球拋出點(diǎn)距地面的高度H C.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程 (2)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將入射球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測量平拋射程OP。然后，把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上S位置由靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復(fù)。 接下來要完成的必要步驟是__________。(填選項(xiàng)前的符號(hào)) A.用天平測量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2 B.測量小球m1開始釋放高度h C.測量拋出點(diǎn)距地面的高度H D.分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N E.測量平拋射程OM、ON (3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為______________________[用(2)中測量的量表示]。 解析 (1)小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，由H＝gt2知t＝，即小球的下落時(shí)間一定，則初速度v＝可用平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程來表示，選項(xiàng)C正確。 (2)本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的是m1OM＋m2ON＝m1OP，因此要測量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1和m2以及它們的水平射程OM和ON，而要確定水平射程，應(yīng)先分別確定兩個(gè)小球落地的平均落點(diǎn)，沒有必要測量小球m1開始釋放的高度h和拋出點(diǎn)距地面的高度H。故應(yīng)完成的步驟是ADE。 (3)若動(dòng)量守恒，應(yīng)有m1v1＋m2v2＝m1v0(v0是m1單獨(dú)下落離開軌道時(shí)的速度，v1、v2是兩球碰后m1、m2離開軌道時(shí)的速度)，又v＝，則有m1＋m2＝m1，即m1OM＋m2ON＝m1OP。 答案 (1)C (2)ADE (3)m1OM＋m2ON＝m1OP 8.(12分)(2017福建二模)汽車碰撞試驗(yàn)是綜合評(píng)價(jià)汽車安全性能的有效方法之一。設(shè)汽車在碰撞過程中受到的平均撞擊力達(dá)到某個(gè)臨界值F0時(shí)，安全氣囊爆開。某次試驗(yàn)中，質(zhì)量m1＝1 600 kg的試驗(yàn)車以速度v1＝36 km/h正面撞擊固定試驗(yàn)臺(tái)，經(jīng)時(shí)間t1＝0.10 s碰撞結(jié)束，車速減為零，此次碰撞安全氣囊恰好爆開。忽略撞擊過程中地面阻力的影響。 (1)求此過程中試驗(yàn)車受到試驗(yàn)臺(tái)的沖量I0的大小及F0的大?。? (2)若試驗(yàn)車以速度v1撞擊正前方另一質(zhì)量m2＝1 600 kg、速度v2＝18 km/h同向行駛的汽車，經(jīng)時(shí)間t2＝ 0.16 s兩車以相同的速度一起滑行。試通過計(jì)算分析這種情況下試驗(yàn)車的安全氣囊是否會(huì)爆開。 解析 (1)v1＝36 km/h＝10 m/s，取速度v1的方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動(dòng)量定理有－I0＝0－m1v1 將已知數(shù)據(jù)代入解得I0＝1.6104 Ns 由沖量定義有I0＝F0t1 將已知數(shù)據(jù)代入解得F0＝1.6105 N (2)設(shè)試驗(yàn)車和汽車碰撞后獲得共同速度v， 由動(dòng)量守恒定律有m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v 對(duì)試驗(yàn)車，由動(dòng)量定理有－Ft2＝m1v－m1v1 將已知數(shù)據(jù)代入解得F＝2.5104 N 可見F下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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