人教版高中物理选修3-5章末检测16.docx

高中物理学习材料
桑水制作
章末检测
(时间：90分钟满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分)
1．某物体受到一个－6 N·s的冲量作用，则 ( )．A．物体的动量一定减少
B．物体的末动量一定是负值
C．物体动量增量的方向一定与规定的正方向相反
D．物体原来动量的方向一定与这个冲量方向相反
解析动量定理是矢量方程，注意规定正方向解题．
冲量、动量都是矢量，对在一条直线上运动的物体，规定正方向后，可用“＋”、“－”号表示矢量的方向，－6 N·s的冲量说明物体所受冲量的大小为6 N·s，方向与规定的正方向相反，由动量定理可知正确答案为 C.而初、末动量的方向、大小由题设均不能确定．
答案 C
2．质量为m的物体以速度v0从地面竖直上抛(不计空气阻力)到落回地面，在此过程中( )．
A．上升过程和下落过程中动量的变化量大小均为mv0，但方向相反
B．整个过程中重力的冲量为2mv0
C．整个过程中重力的冲量为0
D．上升过程冲量大小为mv0，方向向下
解析物体上升下降动量变化量相同，均为mv0，都向下．A错、B对，C错、
D对．
答案BD
3．两个质量不同的物体，在光滑的水平面上相向运动，并发生正碰，则下列说法中正确的是 ( )．A．碰撞后，质量小的物体速度变化大
B．碰撞后，质量大的物体速度变化大
C．若碰撞后连成整体，则整体运动方向与原来动量大的物体的运动方向相同D．若碰撞后连成整体，则整体运动方向与原来速度大的物体的运动方向相同解析两物体放在光滑水平面上，发生正碰，由动量守恒定律知，两物体动量变化相同，再由Δp＝mΔv知质量小的物体速度变化大，A正确、B错误；两物体结合成整体，由m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v可知，v方向与动量大的物体的运动方向一致，C正确、D错误．
答案AC
图1
4．如图1所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架的O点．用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将 ( )．A．向右运动
B．向左运动
C．静止不动
D．小球下摆时，车向左运动，碰撞后又静止
解析这是反冲运动，由动量守恒定律可知，小球下落时速度向右，小车向左；
小球静止，小车也静止．
答案 D
图2
5．如图2所示，A、B两个小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动，它们的动量大小分别为p1和p2，碰撞后A球继续向右运动，动量大小为p1′，此时B 球的动量大小为p2′，则下列等式成立的是 ( )．A．p1＋p2＝p1′＋p2′ B．p1－p2＝p1′＋p2′
C．p1′－p1＝p2′＋p2 D．－p1′＋p1＝p2′＋p2
解析因水平面光滑，所以A、B两球组成的系统在水平方向上动量守恒．由于p1、p2、p1′、p2′均表示动量的大小，所以碰前的动量为p1－p2，碰后的动量为p1′＋p2′，B对．经变形得－p1′＋p1＝p2′＋p2，D对．
答案BD
图3
6．质量为M和m0的滑块用轻弹簧连接，以恒定的速度v沿光滑水平面运动，与位于正对面的质量为m的静止滑块发生碰撞，如图3所示，碰撞时间极短，在此过程中，下列哪个或哪些说法是可能发生的 ( )．A．M、m0、m速度均发生变化，分别为v1、v2、v3，而且满足(M＋m0)v＝Mv1＋m0v2＋mv3
B．m0的速度不变，M和m的速度变为v1和v2，而且满足Mv＝Mv1＋mv2
C．m0的速度不变，M、m的速度都变为v′，且满足Mv＝(M＋m)v′
D．M、m0、m速度均发生变化，M和m0速度都变为v，m速度变为v2，而且满足(M＋m)v0＝(M＋m0)v1＋mv2
解析因为碰撞时间极短，所以m0的速度不发生变化，A错、D错．碰后M与m的速度可能相同也可能不同，B对、C对．
答案BC
7．现有甲、乙两滑块，质量分别为3m和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞．已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是( )．A．弹性碰撞 B．非弹性碰撞
C．完全非弹性碰撞 D．条件不足，无法确定
解析由动量守恒3mv－mv＝0＋mv′，所以v′＝2v.碰前总动能E k＝1
2
·3mv2
＋1
2
mv2＝2mv2，碰后总动能E
k
′＝
1
2
mv′2＝2mv2，E
k
＝E k′，所以A正确．
8．一辆炮车静止在光滑水平导轨上，车和炮弹总质量为M，炮筒水平发射一质量为m的炮弹，炮弹离开炮膛时对地速度为v0，则炮车的后退速度为( )．
A.mv
M
B.
mv
M－m
C．－
Mv
M－m
D．－
mv
M－m
解析将车和炮弹作为一整体，由动量守恒定律可得(M－m)v＋mv0＝0，则有v
＝－
mv
M－m
，故选D.
答案 D
图4
9．如图4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木箱和小木块组成的系统，所受合外力为零，故系统动量守恒．系统初动量向右，故小木块相对木箱静止后，系统总动量也向右，故B项正确，A、D 两项错；而由于小木块与木箱间的摩擦，系统的机械能不断减少，C项错．故正确答案为B项．
10．动量相等的甲、乙两车，刹车后沿两条水平路面滑行．若两车质量之比m
甲m
乙＝
1
2
，路面对两车的阻力相同，则两车的滑行时间之比为 ( )．A．1∶1 B．1∶2
C．2∶1 D．1∶4
解析两车滑行时水平方向仅受阻力F f的作用，在这个力作用下使物体的动量
发生变化．当规定以车行方向为正方向后，由动量定理：－F＝mv
2
－mv
t
得－F
＝－mv
t
，所以两车滑行时间：t＝
mv
F
f
或t＝
p
F
f
，当p、F f相同时，滑行时间t相
同．物体的动量反映了它克服阻力能运动多久．从这个意义上，根据p、F f相同，立即可判知t相同．
答案 A
二、非选择题(本题共3小题，共40分)
图5
11．(10分)质量为M＝2 kg的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为m A＝2 kg的物体A(可视为质点)，如图5所示，一颗质量为m B＝20 g的子弹以600 m/s的水平速度射穿A后，速度变为100 m/s，最后物体A仍在车上，若物体A与小车间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，求平板车最后
的速度是多大？
解析子弹击穿A后，A在水平方向获得一个速度v A，最后当A相对车静止时，它们的共同速度为v.子弹射穿A的过程极短，因此车对A的摩擦力、子弹的重力作用可略去，即认为子弹和A组成的系统水平方向动量守恒，同时，由于作用时间极短，可认为A的位置没有发生变化，设子弹击穿A后的速度为v′，
由动量守恒定律有m B v0＝m B v′＋m A v A得v A＝m
B
(v0－v′)
m
A
＝
0.02×(600－100)
2
m/s
＝5 m/s.A获得速度v A相对车滑动，由于A与车间有摩擦，最后A相对车静止，以共同速度v运动，对于A与车组成的系统，水平方向动量守恒，因此有：m A v A
＝(m A＋M)v，所以v＝
m
A
v
A
m
A
＋M
＝
2×5
2＋2
m/s＝2.5 m/s
答案 2.5 m/s
12．(14分)如图6所示，在水平光滑直导轨上，静止放着三个质量均为m＝1 kg 的相同小球A、B、C.现让A球以v0＝2 m/s的速度向着B球运动，A、B两球碰撞后粘在一起，两球继续向右运动并跟C球碰撞，C球的最终速度v C＝1 m/s.求：
(1)A、B两球跟C球相碰前的共同速度为多大？
(2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能？
图6
解析(1)A、B相碰满足动量守恒，则mv0＝2mv1，解得两球跟C球相碰前的速度v1＝1 m/s.
(2)两球与C球碰撞同样满足动量守恒，则2mv1＝mv C＋2mv2
解得碰后A、B两球的速度均为v2＝0.5 m/s 故两次碰撞过程中一共损失的动能为
ΔE k＝1
2
mv2
－
1
2
mv2
C
－
1
2
×2mv22＝1.25 J.
答案(1)1 m/s (2)1.25 J
13．(16分)如图7所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h.物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O 点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后
上升至最高点时到水平面的距离为h
16
.小球与物块均视为质点，不计空气阻力，
重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t.
图7
解析设小球的质量为m，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为v1，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒定律，有
mgh＝1
2
mv2
1
①
得v1＝2gh
设碰撞后小球反弹的速度大小为v1′，同理有
mg h
16
＝
1
2
mv′2
1
②
得v1′＝gh 8
设碰后物块的速度大小为v2，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有mv
1
＝－mv1′＋5mv2 ③
得v2＝gh
8
④
物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小
F＝5μmg ⑤
设物块在水平面上滑行的时间为t，根据动量定理，有
－Ft＝0－5mv2 ⑥
得t＝
2gh
4μg
⑦
答案
2gh 4μg。