《碰撞和动量守恒》过关检测(含答案解析及答题卡)

第1页（共11页）木里县中学《碰撞和动量守恒》过关检测本试卷分选择题和非选择题两部分。第Ⅰ卷（选择题）1至4页，第Ⅱ卷（非选择题）5页至6页，共6页，满分100分，考试时间100分钟。第Ⅰ卷（选择题，共42分）一、本题包括6小题，每小题3分，共18分，每小题只有一个选项符合题意。1．如图所示，一质量为2kg的物体放在光滑的水平面上，原处于静止状态，现用与水平方向成60°角的恒力F=10N作用于物体上，历时5s，则（）①力F对物体的冲量大小为50N·s②力F对物体的冲量大小为25N·s③物体的动量变化量为25kg·m/s④物体所受合外力冲量大小为25N·sA．①③B．②③C．①③④D．②③④2．下面列举的装置各有其一定的道理，其中不可以用动量定理进行解释的是（）A．运输玻璃器皿等易碎品时，在器皿的四周总是垫着碎纸或海绵等柔软、有弹性的垫衬物B．建筑工人戴的安全帽内有帆布垫，把头和帽子的外壳隔开一定的空间C．热水瓶胆做成双层，且把两层中间的空气抽去D．跳高运动中的垫子总是十分松软3．从同一高度将两个质量相等的物体，一个自由落下，一个以某一水平速度抛出，当它们落至同一水平面的过程中（空气阻力不计）（）A．动量变化量大小不同，方向相同B．动量变化量大小相同，方向不同C．动量变化量大小、方向都不相同D．动量变化量大小、方向都相同4．静止的实验火箭，总质量为M，当它以对地速度v0喷出质量为m的高温气体后，火箭的速度为（）A．mMmvoB．mMmvoC．MmvoD．Mmvo5．质量为m的物体，沿半径为R的轨道以速率v做匀速圆周运动，如图所示，取vB方向为正方向，求物体由A至B过程所受的合外力在半周期内的冲量（）A．mv2B．mv2C．mvD．mv6．A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A的动量为5kg·m/s，B的动量为7kg·m/s,当A追上B球与其发生正碰后，A、B两球动量的可能取值是：（单位：kg·m/s）（）A．PA=6kg·m/s，PB=6kg·m/sB．PA=6kg·m/s，PB=－6kg·m/sC．PA=－5kg·m/s，PB=17kg·m/sD．PA=－2kg·m/s，PB=14kg·m/sF60oABvAvB第2页（共11页）二、本题包括6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。7．在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等的速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能的是（）A．若两球质量相等，碰后以某一相等速率互相分开B．若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行C．若两球质量不等，碰后以某一相等速率互相分开D．若两球质量不等，碰后以某一相等速率同向而行8．如图所示，质量为M的长木板B在光滑的水平地面上，在其右端放一质量为m的小木块A，mM。给A、B的大小相等、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但A最后没有滑离B板。在A和B相互作用的过程中，它们之间的摩擦力做功的情况是（）A．摩擦力对A一直做负功B．摩擦力对A先做负功后做正功C．摩擦力对B一直做正功D．摩擦力对B先做负功后做正功9．如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑水平面上。如果物体A被水平速度为ov的子弹射中并嵌在物体A中，A的质量是B的质量的3/4，子弹的质量是B的质量的1/4，则弹簧被压缩到最短时的速度为（）A．ov32B．ov41C．ov81D．ov12110．如图所示，质量相等的五个物块在光滑水平面上间隔一定距离排成一直线。具有初动能Eo的物块1向其他4个静止物块运动，依次发生碰撞，每次碰撞后不再分开，最后5个物体粘成一整体，这个整体的动能等于（）A．oEB．oE54C．oE51D．oE25111．如图所示，质量为M的“L”形物体，静止在光滑的水平面上。物体的AB部分是半径为R的1/4光滑圆弧，BC部分是水平面。将质量为m的小滑块从A点由静止释放，沿圆弧滑下并最终停在物体的水平部分BC之间的D点，则（）A．滑块m从A滑倒B的过程中，物体与滑块组成的系统动量守恒，机械能守恒B．滑块滑到B点时，速度大小等于gR2C．滑块从A运动到D的过程，系统的动量和机械能都不守恒D．滑块滑到D点时，物体的速度等于012．质量为M的物体以速度v运动，与质量为m的静止物体发生正碰，碰后两者的动量正好相等。则两者质量之比M/m可能是（）A．2B．3C．4D．5v0v0ABAB12345ABDC第3页（共11页）第Ⅱ卷（非选择题，共58分）三、本题共2小题，共15分。13．（8分）在“探究碰撞中的不变量”的实验中称得入射小球1的质量m1=15g，被碰小球2的质量m2=10g，由实验得出它们在碰撞前后的位移—时间图线如图中的1、1′、2所示，则由图可知，入射小球在碰前m1v1=_________kg·m/s，入射小球在碰后m1v1′=________kg·m/s，被碰小球m2v2=__________kg·m/s。由此可得出结论_______________________。14．（7分）用如图所示装置验证动量守恒定律，质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的刚球B放在离地面高为H的小支柱N上，O点到A球球心的距离为L。使悬线在A球释放前绷紧，且悬线与竖直线的夹角为，A球释放后摆动到最低点（初始位置是水平的）时恰好于B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直夹角处，B球落在地面上。地面上铺一张盖有复写纸的白纸D。保持角不变，多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球落点。（1）图中s应是B球初始位置到的水平距离。（2）为了验证两球碰撞过程中动量守恒，应测得等物理量。（3）用测得的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量：Ap=，Ap=，Bp=，Bp=。第4页（共11页）四、本题共4个小题，共43分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15．（8分）如图所示，摆的质量M=2.98kg，摆线长1m。子弹的质量是20g，以210m/s的水平速度射入摆中，又以61m/s的速度射出。求：子弹射出时摆线受到的拉力是多少？16．（10分）质量为M=2kg的小平板车静止在光滑的水平面上，车的一端静止着质量为m=2kg的物体A（可视为质点），如图一颗质量为m1=20g的子弹以600m/s的水平速度射穿A后速度变为100m/s（穿过时间极短）。最后A未离开平板车。求：（1）A给子弹的冲量大小？（2）平板车最后的速度？17．（11分）如图所示，质量为M的小车放在足够长的光滑水平地面上，小车上表面距地面的高度为h，车上放一弹簧，弹簧左端固定在小车上。现将小车固定，质量为m的小球紧贴弹簧（不连接）将弹簧压缩到最短，并由静止释放，小球落地点距小车右端的水平距离为S。小球大小不计，重力加速度为g，求：（1）小球离开小车时的速度；（2）若仍将弹簧压缩到最短，并由静止释放时，将固定小车的装置撤除，求小球落地时距小车右端的水平距离。18．（14分）如图所示，水平虚线X下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，整个空间存在匀强电场(图中未画出)。质量为m，电荷量为q的小球P静止于虚线X上方A点，在某一瞬间受到方向竖直向下、大小为I冲量作用而做匀速直线运动。在A点右下方的磁场中有定点O，长为l的绝缘轻绳一端固定于O点，另一端连接不带电的质量同为m的小球Q，自然下垂。保持轻绳伸直，向右拉起Q，直到绳与竖直方向有一小于5o的夹角，在P开始运动的同时自由释放Q，Q到达O点正下方W点时速率为vo，P、Q两小球在W点发生正碰，碰后电场、磁场消失，两小球粘在一起运动。P、Q两小球均视为质点，小球的电荷量保持不变，绳不可伸长，不计空气阻力，重力加速度为g。（1）求匀强电场强度E的大小和P进入磁场时的速率v；（2）若绳能承受的最大拉力为F，要使绳不断，F至少为多大？（3）求A点距虚线X的距离s。MLvoAmMDMm第5页（共11页）木里县中学《碰撞和动量守恒》过关检测参考答案及评分标准一、本题包括6小题，每小题3分，共18分，每小题只有一个选项符合题意。123456CCDBAD二、本题包括6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。789101112ADBCCCDAB三、本题共2小题，共15分。13．【解析】由s-t图象分析：smsmv12.0102021，smsmv5.02.04.010)2030(21；smsmv75.02.04.010)2035(22入射小球碰撞前动量为：smkgsmkgvm2311105.111015碰撞后动量为：smkgsmkgvm3311105.75.01015被碰小球获得的动量为：smkgsmkgvm3322105.775.01010结论：221111vmvmvm14．【答案】（1）落地点（2）mA、mB、、、H、s、L（3）)cos1(2gLmA、)cos1(2gLmA、0、HgsmB2【解析】碰前A球到最低点时的速度：)cos1(212mgLmvA，)cos1(2gLmvmpAAAA。碰前B球：0Bp。碰后：)cos1(212mgLvmA，)cos1(2gLmvmpAAAAgHstsvB2，HgsmpBB2第6页（共11页）四、本题共4个小题，共43分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15．【解析】求出子弹穿出时摆的速度，就能求出摆线的拉力。选子弹与摆为一系统，当子弹穿入摆时，摆就向右偏转，这时系统在水平方向所受的合力就不为零了，但由于子弹与摆作用时间极短，可以认为子弹穿过摆后，摆仍在平衡位置，在作用前后的两个瞬时系统动量守恒，当子弹穿过摆后，摆由平衡位置向右摆动的过程中，系统动量就不守恒了，因此有：smsmMvmmvvvMvmmvoo198.26102.021002.0子弹穿出后摆就做圆周运动，拉力FT和重力Mg的合力提供向心力，则有：NNLvMMgFLvMMgFTT2.32)18.9(98.22216．【解析】（1）由动量定理，A给子弹的冲量等于子弹动量的变化1111vmvmI，解得：smkgI10（2）A获得的动量IpA，此后A与车动量守恒，共速后做匀速运动vmMpA)(解得：smv5.217．【解析】(1)由平抛运动规律得：221gthtvS0(2分)联立解得：hgSv20(2分)(2)由运动量守恒得：0MmMvmv(2分)两次总能量相同：2022212121mvMvmvMm(2分)tvtvLMm(1分)联立以上各式解得：SMmML(2分)18．解：（1）设小球P所受电场力为F1，则F1=qE（1分）由小球P做匀速直线运动，在整个空间重力和电场力平衡，有F1=mg（1分）联立相关方程得qmgE（1分）设小球P受到冲量后获得速度为v，由动量定量得mvImIv（1分）（2）由受力分析可知，小球P进入磁场后做匀速圆周运动，设P、Q同向相碰后在W点的最大速度为mv，由动量守恒得：movmmmvmv)(（2分）第7页（共11页）此刻轻绳的张力也为最大，由牛顿运动定律得lvmmgmmFm2)()(（2分）联立方程解得：mgmlmvIFo22)(2（1分）（3）设P在X上方做匀速直线运动的时间为1pt，则vstp1（1分）设P在X下方做匀速圆周运动的时间为2pt，则BqmTtp242（2分）设小球Q从开始运动到与P球反向相碰的运动时