人教版高中物理选修3-5第十六章《动量守恒定律》单元测试题(含解析) 下载本文

【解析】【分析】

通过小球重力势能和动能的变化量求出小球机械能的减小量,对全过程运用动能定理,求出小球克服阻力做功的大小,根据动量定理求出小球阻力的冲量。

解决本题的关键掌握动能定理和动量定理的运用,运用动能定理解题不需考虑速度的方向,运用动量定理解题需考虑速度的方向。 【解答】

A.小球在整个过程中,动能变化量为零,重力势能减小mg(H+h),则小球的机械能减小了mg(H+h),故A错误;

B.对全过程运用动能定理得,mg(H+h)-Wf=0,则小球克服阻力做功Wf=mg(H+h),故B错误;

C.落到地面的速度 ,对进入泥潭的过程运用动量定理得, = ,知阻力的冲量大于 ,故C正确;

D.对全过程分析,运用动量定理知,动量的变化量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和,故D错误。 故选C。 6.【答案】B

【解析】【分析】 根据动量守恒定律,抓住系统总动量为零得出两粒子的动量大小,结合动能和动量的关系得出动能的大小关系;半衰期是原子核有半数发生衰变的时间,结合衰变的过程中有质量亏损分析衰变前后质量的大小关系。

本题考查了原子核的衰变,知道半衰期的定义,注意衰变过程中动量守恒,总动量为零,以及知道动量和动能的大小关系。 【解答】

AB.一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,根据系统动量守恒知,衰变后钍核和α粒子动量之和为零,可知衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小,根据 知,由于

钍核和α粒子质量不同,则动能不同,故A错误,B正确; C.半衰期是原子核有半数发生衰变的时间,故C错误; D.衰变的过程中有质量亏损,即衰变后α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量,故D错误。 故选:B。 7.【答案】D

【解析】【分析】

系统动量守恒的条件是合外力为零,内力对于系统的动量变化没有影响.若系统在某一方向不受外力或合外力为零,在该方向上系统的动量守恒. 解决本题要准确掌握动量守恒的条件:系统所受的合外力为零,并知道在某一方向不受外力或合外力为零,在该方向上系统的动量守恒,动量可以分方向守恒. 【解答】

①系统所受的合外力为零,合外力的冲量为零,系统动量就守恒,故①正确。 ②动量守恒的条件是系统所受的合外力为零,系统内有摩擦力时,由于内力对系统的动量变化没有影响,只要系统所受的合外力为零,系统的动量仍守恒。故②错误。

③根据动量守恒的条件可知,系统所受合外力不为零,其动量一定不守恒,但系统在某一方向不受外力或合外力为零,在该方向上系统的动量守恒。故③正确。

④系统所受合外力不为零,但如果合外力的冲量很小(相比内力的冲量)时,系统可近似动量守恒。故④正确。

由以上可知,D正确,ABC错误。 故选:D。 8.【答案】A

【解析】【分析】

当A球追上B球时发生碰撞,遵守动量守恒.由动量守恒定律和碰撞过程总动能不增加,进行选择。

本题考查了动量守恒定律。对于碰撞过程要遵守三大规律:1、是动量守恒定律;2、总动能不增加;3、符合物体的实际运动情况。 【解答】

A.根据碰撞过程总动能不增加,则有故A正确;

B.根据碰撞过程总动能不增加,则有故B错误;

C.根据碰撞过程总动能不增加,则有mA=mB,故C错误;

D.碰前系统动量是12kg?m/s,碰后系统动量为13kg?m/s,不满足系统动量守恒,故D错误。 故选A。

,,解得:满足mA=mB,

, ,解得:不满足mA=mB,

,解得: ,不满足

9.【答案】C

【解析】【分析】

(1)由子弹射入木块过程摩擦力不变,加速度不变,长度不变,故可知子弹留在木块中; (2)子弹和木块系统动量守恒,消去上方部分后木块质量减小,可得速度大小关系; (3)系统产生的热量等于系统的初动能减去末动能,把动能用动量表示出来从而知道热量Q的变化关系。

本题考查动量守恒定律的应用,消去上方一部分木块长度不变质量减小是本题的关键。

【解答】

子弹射入木块过程中摩擦力大小不变,加速度不变,木块长度不变,由 知子弹仍会留在木块中,子弹射入木块过程动量守恒,即 ,木块上方消去一部分M减小,后,故速度变大,即v2>v1,系统产生的热量

M减小,C正确。 动量不变,故系统产生的热量减小,故Q2<Q1,综上分析可知ABD错误,故选C。

10.【答案】B

【解析】【分析】 该题主要考查冲量、动量定理等相关知识。熟知图像特点和规律并能从中获取有用信息是解决本题的关键。

根据图像可知,F-t图像与横轴包围的面积表示冲量大小;根据牛顿第二定律由物体受力情况可分析判断物体运动情况;由动量定理可判断物体速度大小情况。 【解答】

AD.0~T时间内,分析物体受力,受重力和拉力作用,一开始拉力小于重力,合力方向向下,且随着拉力增大,合力减小,因此物体一开始竖直向下做加速度减小的加速运动,当拉力等于重力大小时,加速度为0,速度有最大值,当拉力大于重力时,合力方向变为向上,且随着合力变大,物体做加速度增大的减速运动,而T-2T,一开始拉力大于重力,加速度向上,则物体向上做加速运动,当重力等于拉力时,速度向上达最大值,当重力大于拉力时,加速度方向向下,则物体将向上作加速度增大的减速运动。故AD错误。

B.根据图像可知,F-t图像与横轴包围的面积表示冲量大小,因此0~T时间内拉力F的冲量为I= ,则合力冲量为: ,故B正确; C.0~T时间内合力冲量为: ,由动量定理可知,合力冲量等于物体动量变化量,因此0~T时间动量变化量也为0,因t=0时刻物体速度为零,说明初动量为零,因此物体在t=T时刻末动量也为零,即为物体速度为0,故C错误。 故选B。

11.【答案】D

【解析】解:AB、设飞船和火箭它们之间的作用力是T,分析飞船,有F-T=m△ ,分析火箭有:T=mx△ ,所以可得火箭的质量为mx=△ -m,飞船的质量为m=△ -mx,故AB错误。 CD、对整体,根据牛顿第二定律和运动学公式可得F=(m+mx)△ ,所以推力F越大,△ 就越大,且△ 与F成正比,故C错误,D正确。

故选:D

对飞船,由牛顿第二定律列式,结合速度变化得到火箭质量mx,从而得到飞船的质量。根

据牛顿第二定律和运动学公式可得飞船对火箭的弹力大小。再分析F与速度变化率之间的关系。

本题通过牛顿第二定律得出正确结果,也可以根据动量定理研究,更简便,在一些和时间有关的动力学题目中应用动量定理求解比较简洁。 12.【答案】C

【解析】【分析】

根据加速度随时间的变化规律可以判断加速度和速度方向的关系,确定加速还是减速;根据加速度的图像面积的物理意义求出速度的变化量,根据动量定理求出拉力的冲量;由物体的初始状态和速度变化量求出末速度,再根据动能定理算出拉力的功。 【解答】

A.根据加速度随时间的变化规律,可以知道虽然加速度先增加后减小,但是加速度和速度一直同向,所以速度一直增加,故A错误;

B.因为物体的速度一直增加,根据a-t图像可知末速度 ,故B错误;

内拉力的冲量为 ,C.物体所受冲量 , 解得:故C正确; D.由图象知,物体在0?4s内速度的变化量4m/s,因物体由静止开始运动,故其末速度为

4m/s,由动能定理可得 ,故D错误。 故选C。

13.【答案】A

【解析】【分析】

甲、乙相遇时用力推对方的过程系统的动量守恒,应用动量守恒定律可以求出甲、乙质量之比。

本题的关键是要明确系统的动量守恒,应用动量守恒定律即可正确解题,解题时要注意正方向的选择,注意各人的速度方向。 【解答】

设甲原来运动方向为正方向,甲、乙相遇时用力推对方的过程系统动量守恒,以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得: 甲 甲 乙 乙 甲 甲 乙 乙 ,代入数据得: 甲 乙 甲 乙 ,解得: 甲 乙 ,故A正确,故BCD错误。 故选A。

14.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查了冲量;解决本题的关键知道冲量的大小等于力与时间的乘积。

明确冲量定义,根据力的大小以及对应的时间,结合冲量的公式I=ft求出各力的冲量大小。 【解答】

A.根据冲量的定义可知,拉力的冲量大小为Ft,故A错误; B.重力的冲量大小为mgt,故B错误; C.支持力的冲量大小为Nt,故C错误;