2018年高二物理选修3-5(粤教版)练习：第一章过关检测 Word版含解析

第一章过关检测
(时间:45分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~8题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全
的得3分,有选错的得0分)
1.下列几种物理现象的解释中,正确的是( )
A.砸钉子时不用橡皮锤,只是因为橡皮锤太轻
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推力的冲量为零
,两个物体将同时停下来
,一是因为橡皮锤太轻,动量改变量小,二是因为缓冲时间长,从而导致作用力小,故A错误;跳高时在沙坑里填沙,是为了增大力的作用时间,从而减小作用力,B错误;推车时推不动,是由于合力的冲量为零,但推力的冲量不为零,故C错误;由动量定理知,动量相同的两个物体受到相同的制动力,将同时停下来,D正确.
2.一质量为m的物体静止放在光滑的水平面上,现以恒力F沿水平方向推该物体,则在相同
的时间间隔内( )
A.物体的位移相等
B.物体动能的变化量相等
C.F对物体做的功相等
F作用,加速度a恒定,所以物体做匀加速直线运动,由静止开始,相等的时间间隔内物体的平均速度越来越大,位移越来越大,力F做的功越来越多,动能的变化量越来越大,故选项A、B、C错误;动量的变化量等于物体所受合外力的冲量,力F不变,相等的时间间隔内力F的冲量相等,故选项D正确.
3.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
m B=2m A,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6 kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A 球的动量增量为-4 kg·m/s,则( )(导学号51160125)
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　
.题中规定向右为正方向,而A、B球的动量均为正值,由此断定A、B两球都向右运动,因为p A=p B=6 kg·m/s,又知m B=2m A,所以有v A=2v B,可判断出A球在左方,因而选项C、D不正确.
由于碰后A球的动量变化Δp A=-4 kg·m/s,根据动量守恒可知,B球的动量变化Δp B=4 kg·m/s,由此可求得碰后A、B两球的动量分别为
p A'=(6-4) kg·m/s=2 kg·m/s,
p B'=(6+4) kg·m/s=10 kg·m/s,
则有,
所以,故选项A正确.
4.古时有“守株待兔”的寓言,设兔子的头部受到大小等于自身重力的撞击力时即可致死,并设兔子与树桩的作用时间为0.2 s,则被撞死的兔子奔跑的速度可能为(g取10 m/s2)( )(导学号51160126)
①1 m/s　②1.5 m/s　③2 m/s　④2.5 m/s
A.③
B.③④
D.①②③④
,可得Ft=mv1-mv0,选取兔子奔跑的方向为正方向,即-Ft=0-mv0,F=,当F≥mg时,兔子即被撞死,即F=≥mg.
所以v0≥gt,即v0≥10×0.2 m/s=2 m/s,故应选B.
5.如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同,则此物体的运动可能是( )
A.匀速直线运动
B.匀变速曲线运动
D.匀变速直线运动
,相同时间内受到的冲量相同,一个是匀变速直线运动,一个是匀变速曲线运动,故B、D正确.
6.如图所示,质量分别为m和2m的A、B两个木块用轻弹簧相连,放在光滑水平面上,A靠紧竖直墙.用水平力F将B向左压,使弹簧被压缩一定长度,静止后弹簧储存的弹性势能为E.这时突然撤去F,关于A、B和弹簧组成的系统,下列说法中正确的是( )(导学号51160127)
A.撤去F后,系统的动量守恒,机械能守恒
B.撤去F后,在A离开竖直墙前,系统的动量不守恒,机械能守恒
C.撤去F后,在A离开竖直墙后,弹簧的弹性势能的最大值为E
F后,在A离开竖直墙后,弹簧的弹性势能的最大值为
离开竖直墙前墙对A有弹力,这个弹力虽然不做功,但对A有冲量,因此系统的机械能守恒而动量不守恒;A离开墙后则系统的动量守恒,机械能守恒,选项A错误,B正确.A刚离开墙时,B的动能为E,动量为p=,方向水平向右;以后动量守恒,因此系统的动能不可能为零,当A、B的速度相等时,系统的总动能最小,这时弹簧的弹性势能最大,为,选项C错误,D正确.
7.如图所示,一个内、外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙.现让一小球(可看做质点)自左端槽口A点的正上方由静止开始下落,与半圆柱槽相切并从A点落入槽内.则下列说法正确的是( )(导学号51160128)
A.小球离开右侧槽口以后,将做竖直上抛运动
B.小球在槽内运动的全过程中,只有重力对小球做功
C.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒
,小球与槽组成的系统在水平方向上的动量不守恒
,槽有向左运动的趋势,受到竖直墙对它的力的作用,
此过程中系统的动量不守恒,但这个过程中只有重力做功,小球的机械能守恒.小球从最低点
继续运动到离开槽的过程中,系统在水平方向上不受外力作用,水平方向的动量守恒,由于只
有重力做功,系统的机械能守恒,当小球从槽口飞出时,在水平方向与槽具有相同的速度,故小
球将做斜抛运动.所以整个过程中,系统的机械能守恒,水平方向的动量不守恒,小球在槽内运
动的过程中,除重力做功外,还有槽对小球的弹力做功.故选项C、D正确.
8.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( )
(导学号51160129)
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
,两球在各自的平衡位置
,故系统动量、机械能均守恒,则mv=3 mv b+mv a①,mv2=×3m②,
由两式联立解得v a=-v,v b=v,故选项A正确;由前面求得速度可知第一次碰后p a=-mv,p b=mv,
故选项B错误;由于第一次碰后,|v a|=|v b|,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.
二、非选择题(共4个小题,共52分)
9.(10分)《三国演义》中有“草船借箭”的故事,假设草船的总质量M=3 940 kg,静止在水中,
岸上曹兵开弓射箭,假设每支箭的质量m=60 g,同一时刻有n=1 000支箭射到船上,箭的速度
v=50 m/s,不计水的阻力,则射箭后草船的速度是 m/s,每支箭受到的冲量大小是
.75　2.955
,箭与船的动量守恒nmv=(M+nm)v',得v'=v=0.75 m/s.箭的速度由v减小
到v',由动量定理知每支箭受到的冲量I=mv'-mv=-2.955 N·s,负号表示与原来的速度方向相反.
10.(10分)气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使
滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦,我们可以用带竖直挡板C和D的
气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:
a.松开手的同时,记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B滑块分别碰到C、D挡
板时计时器结束计时,分别记下A、B到达C、D的运动时间t1和t2.
b.在A、B间水平放入一个轻弹簧,用手压住A、B使弹簧压缩,放置在气垫导轨上,并让它静
止在某个位置.
c.给导轨送气,调整气垫导轨,使导轨处于水平.
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1,B的右端至D板的距离L2.(导学号51160130)
(1)实验步骤的正确顺序是 .
(2)实验中还需要的测量仪器是 .还需要测量的物理量是 .
(3)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是 .
(4)实验中弹簧与A、B滑块之一是粘连好还是不粘连好?
.理由是　
　.
(2)天平　A、B两滑块的质量M A、M B
(3)M A=M B
粘连好　可以避免因漏记弹簧的动量而带来较大的实验误差
为了减小误差,首先应将气垫导轨水平放置,给导轨送气,然后将滑块按实验要求放置好,测出两滑块到导轨两端的距离,并测出各自运动的时间.故正确顺序应为c→b→d→a.
(2)本实验中需测量A、B两滑块的质量M A、M B,两滑块运动的距离L1、L2及运动时间t1、t2.
(3)由于实验中Mv为不变量,因此需要探究的不变量的表达式为M A=M B.
(4)只与某一个弹簧粘连好,这样把弹簧的质量考虑进去,会减小系统误差.
11.(16分)如图所示,水平地面上固定有高为h的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高也为h,坡道底端与台面相切.小球A从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半.两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g.求(导学号51160131)
(1)小球A刚滑至水平台面的速度v A;
B两球的质量之比m A∶m B.
　(2)1∶3
小球从坡道顶端滑至水平台面的过程中,由机械能守恒定律得m A gh=m A 解得v A=.
(2)设两球碰撞后共同的速度为v,由动量守恒定律得
m A v A=(m A+m B)v
粘在一起的两球飞出台面后做平抛运动,设运动时间为t,由运动学公式,在竖直方向上有h=gt2
在水平方向上有=vt
联立上述各式得m A∶m B=1∶3.
12.(16分)(2015山东理综)如图,三个质量相同的滑块A、B、C,间隔相等地静置于同一水平直轨道上.现给滑块A向右的初速度v0,一段时间后A与B发生碰撞,碰后A、B分别以
v0、v0的速度向右运动,B再与C发生碰撞,碰后B、C粘在一起向右运动.滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值.两次碰撞时间均极短.求B、C碰后瞬间共同速度的大小.(导学号51160132)
m,A与B碰撞前A的速度为v A,由题意知,碰后A的速度v A'=v0,B的速度v B=v0,由动量守恒定律得mv A=mv A'+mv B①
设碰撞前A克服轨道阻力所做的功为W A,由功能关系得
W A=②
设B与C碰撞前B的速度为v B',B克服轨道阻力所做的功为W B,由功能关系得W B=mv B'2③
据题意可知W A=W B④
设B、C碰后瞬间共同速度的大小为v,由动量守恒定律得
mv B'=2mv⑤
联立①②③④⑤式,代入数据得v=v0.⑥。