高中物理选修3-5 第十六章动量守恒定律
单元测试卷
一、选择题(共12小题,每小题5分,共60分.1-7为单选题，8-12为多题，错选、多选不得分，漏选得3分)
1．A、B两个物体都静止在光滑水平面上，当分别受到大小相等的水平力作用，经过相等时间，则下述说法中正确的是（ ）
A．A、B所受的冲量相同 B．A、B的动量变化相同 C．A、B的末动量相同 D．A、B的末动量大小相同 2．在光滑的水平面上, 两个质量均为m的完全相同的滑块以大小均为P的动量相向运动, 发生正碰, 碰后系统的总动能不可能是 2 2 2 A．0 B．
Pm C．P2 P2 m D．m 3.如图所示,在光滑的水平地面上有一辆平板车,车的两端分别站着人A和B,A的质量为mA,B的质量为
mB,mA>mB.最初人和车都处于静止状态.现在,两人同时由静止开始相向而行,A和B对地面的速度大小相等,则车 ( )
A.静止不动 B.左右往返运动
C.向右运动 D.向左运动
4.a、b两球在光滑的水平面上沿同一直线发生正碰,碰撞前a球的动量pa=30kg·m/s,b球的动量pb=0,碰撞过程中,a球的动量减少了20kg·m/s,则碰撞后b球的动量为 ( )
A.-20kg·m/s B.10kg·m/s C.20kg·m/s
D.30kg·m/s
5.如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点,质量相等,Q与轻质弹簧相连.若Q静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生作用,则在整个过程中弹簧具有的最大弹性势能等于 ( ) A.P的初动能 B.P的初动能的 C.P的初动能的
D.P的初动能的
6.如图所示,在光滑水平面上放置一个质量为M的滑块,滑块的一侧是一个圆弧形凹槽OAB,凹槽半径为
R,A点切线水平.另有一个质量为m的小球以速度v0
从A点冲上凹槽,重力加速度大小为g,不计摩擦.下列说法中正确的是
( )
A.当v0=时,小球能到达B点
B.如果小球的速度足够大,则小球将从滑块的左侧离开滑块后落到水
平面上 C.当v0=时,小球在弧形凹槽上运动的过程中,滑块的动能一直
增大
D.如果滑块固定,则小球返回A点时对滑块的压力为m
1
7.质量为m的炮弹沿水平方向飞行,其动能为Ek,突然在空中爆炸成质量相同的两块,其中一块向后飞去,动能为,另一块向前飞去,则向前的这块的动能为 ( ) A.
B.Ek C.Ek D.C.小选手从最高点下落至最低点的过程中,弹性网弹性势能的增量为
mgh
D.小选手从最高点下落至最低点的过程中,合力的冲量为零,合力做功也为零
10．在“探究碰撞中的不变量”的实验中，若用气垫导轨和光电计时装置进行探究，则需用的测量仪器（或工具）有
（ ）
A．秒表 B．天平 C．毫米刻度尺 D．螺旋测微器 11．关于冲量、动量与动量变化的下述说法中正确的是（ ）
A．物体的动量等于物体所受的冲量
B．物体所受外力的冲量大小等于物体动量的变化大小 C．物体所受外力的冲量方向与物体动量的变化方向相同 D．物体的动量变化方向与物体的动量方向相同
12．如图所示，两条形磁铁各固定在甲、乙两小车上，它们能在水平面上无摩擦的运动，甲车与磁铁的总质量为1kg，乙车与磁铁的总质量为0.5kg，两磁铁N极相对，现使两车在同一直线上相向运动，某时刻甲车的速度为2m/s，乙车的速度为3m/s，可以看到它们没有相碰就分开了，下列说法正确的是
A．乙车开始反向时，甲车的速度为0.5m/s，方向不变 B．两车相距最近时，乙车的速度为零
C．两车相距最近时，乙车的速度为零0.33m/s，与乙车原来的速度方向相反
2
Ek
8.(多选)如图所示,质量分别为M和m0的甲、丙两滑块用轻弹簧连接,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的静止滑块乙发生碰撞.若碰撞时间极短,则在此碰撞过程中,下列情况不可能发生的是
( )
A.甲、乙、丙的速度均发生变化,分别变为v1、v2、v3,而且满足(M+m0)v=Mv1+mv2+m0v3
B.丙的速度不变,甲、乙的速度分别变为v1和v2,且满足
Mv=Mv1+mv2
C.丙的速度不变,甲和乙的速度均变为v',且满足Mv=(M+m)v' D.甲、乙、丙的速度均发生变化,甲和丙的速度都变为v1,乙的速度变为v2,且满足(M+m0)v=(M+m0)v1+mv2
9.(多选)如图所示为某位小选手在蹦床比赛中上升到最高点的情景.已知小选手质量为m,小选手从最高点下落高度h至最低点所用时间为t,空气阻力不计,重力加速度为g,小选手可看作质点.下列说法正确的是
( )
A.小选手从最高点下落至最低点的过程中,弹性网的冲量为mgt B.小选手从最高点下落至最低点的过程中,重力的冲量为mg
D．甲车对乙车的冲量与乙车对甲车的冲量相同
二、填空题(共2小题,每空3分,共18分.把答案填在题中的横线上)
16．一根质量不计的细绳长0.5m， 能承受的最大拉力为28N， 一端固定在天花板上， 另一端系一质量为1kg的小球， 整13.质量为20g的小球，以20m/s水平速度与竖直墙碰撞后，仍以20m/s的水平速度反弹。在这过程中，小球动量变化的大小为______。
14．某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧，如图所示，将这一系统至于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时的守恒量。
⑴该同学还必须有的器材是________、________。 ⑵需要直接测量的数据是___________________、____________________。
⑶用所得数据验证守恒量的关系式为____________________。 三、计算题(本题共3小题,第15题6分,第16题8分,第17题8分,共22分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的题要注明单位)
15．今年春季，我国云南等地区极度干旱，缺水严重，部分地区用高射炮进行人工降雨来缓解旱情，已知所用高射炮的质量为
M?5t，炮弹发射时的速度为??600m/s，炮弹的质量为
m?10kg，发射时炮口和地面成60°角，求炮弹离开炮口时炮车
后退速度？
个装置处于静止状态， 如图所示， 若要将细绳拉断，作用在球上的水平冲量至少多大?
17.如图C-1A-9所示,在光滑的水平面上静止放着一质量为2m的木板B,木板表面光滑,右端固定一轻质弹簧,质量为m的木块A以速度v0从木板的左端水平向右滑上木板B. (1)求弹簧的最大弹性势能;
(2)弹簧被压缩至最短的过程中,求弹簧给木块A的冲量; (3)当木块A和木板B分离时,求木块A和木板B的速度.
3 第十六章动量守恒定律单元测试卷答案详解
1.D 解析：根据题可知两物体所受到冲量大小相等，所以末动量相同，故D正确。
2．D 解析：由动量守恒的能量制约关系可知，碰撞后的总动能一定小于或等于碰撞前的总动能可知，只D选项的动能大于碰撞前的总动能，所以D选项符合题意。
3.D [解析]两人与车组成的系统动量守恒,开始时系统动量为零,两人以大小相等的速度相向运动,A的质量大于B的质量,则A的动量大于B的动量,A、B的总动量方向与A的动量方向相同,即向右,要保证系统动量守恒,系统的总动量为零,则小车应向左运动,D正确. 4.C [解析]碰撞过程中,a球的动量减少了20kg·m/s,故此时a球的动量是10kg·m/s,a、b两球碰撞前后总动量保持不变,为30kg·m/s,则碰撞后b球的动量为20kg·m/s.
5.B [解析]两滑块速度相等时,弹簧最短,弹性势能最大.设P的初速度为v,两滑块质量均为m,弹簧最短时两滑块的共同速度为v',弹簧具有的最大弹性势能为Ep.根据动量守恒定律得mv=2mv',根据能量守恒定律得mv2=×2mv'2+Ep,联立解得Ep=mv2,故弹簧具有的最大弹性势能等于滑块P的初动能的一半,B正确. 6.C [解析]若滑块不固定,当v0=时,设小球沿槽上升的高度为
2
由于B点处的切线竖直,所以在B点时小球与滑块的水平速度相同,离开B点后将再次从B点落回,不会从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上,选项B错误;如果滑块固定,则小球返回A点时速度仍为
v0,方向向右,此时对滑块的压力为mg+m,选项D错误. 7.B [解析]设另一块动能为Ek1,则其动量p=炸,动量守恒,有
,炮弹在空中爆
=-,解得Ek1=Ek,选项B正确.
8.AD [解析]碰撞的瞬间甲和乙组成的系统动量守恒,丙的速度在瞬间不变,以甲的初速度方向为正方向,若碰后甲和乙的速度分别变为
v1
和v2,则由动量守恒定律得Mv=Mv1+mv2;若碰后甲和乙的速度相同,则由动量守恒定律得Mv=(M+m)v',故B、C正确,A、D错误. 9.ACD [解析]由动量定理可得,小选手从最高点下落至最低点的过程中,弹性网的冲量大小等于重力的冲量大小,即mgt,选项A正确,选项B错误;由动能定理可知,克服弹力做的功等于重力做的功,所以小选手从最高点下落至最低点的过程中,弹性网弹性势能的增量为
mgh,选项C正确;因始、末速度为零,所以小选手从最高点下落至最低点的过程中,合力的冲量为零,合力做功也为零,选项D正确. 10．BC解析：根据实验装置可知，需要天平测质量，挡光板的宽度需要用毫米刻度尺来测量，所BC正确。
11．BC解析：动量是状态量，冲量是过程量，冲量是描述物体动量的变化的物理量，由动量定理可知，A错误，BC正确；动量的变化量的方向与物体的动量的方向一般是不同的。所以D错误。
4
h,则有mv0=(m+M)v,m=(M+m)v+mgh,解得h=R 项A错误;因小球对弧形槽的压力始终对滑块做正功,故滑块的动能一直增大,选项C正确;如果小球速度足够大,则可从B点离开滑块,