精品新人教版高中物理第16章《动量守恒定律》测试题及答案.docx
《精品新人教版高中物理第16章《动量守恒定律》测试题及答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品新人教版高中物理第16章《动量守恒定律》测试题及答案.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
精品新人教版高中物理第16章《动量守恒定律》测试题及答案
《动量守恒定律》测试题
本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100，考试时间60分钟。
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。
在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，有选错或不选的得0分。
）
1．某人站在静浮于水面的船上，从某时刻开始从船头走向船尾，不计水的阻力，那么在这段时间内人和船的运动情况是（ ）
A．人匀速走动，船则匀速后退，且两者的速度大小与它们的质量成反比
B．人匀加速走动，船则匀加速后退，且两者的加速度大小一定相等
．不管人如何走动，在任意时刻两者的速度总是方向相反，大小与它们的质量成反比
D．人走到船尾不再走动，船则停下
解析：
以人和船构成的系统为研究对象，其总动量守恒，设v1、v2分别为人和船的速率，则有0＝人v1－M船v2，故有＝
可见A、、D正确。
人和船若匀加速运动，则有
F＝人人，F＝M船船
所以＝，本题中人与M船不一定相等，故B选项错误。
答案：
A、、D
2．如图（十六）－1甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰。
小球的质量分别为1和2。
图（十六）－1乙为它们碰撞前后的－图象。
已知1＝01g，由此可以判断（ ）
图（十六）－1
①碰前2静止，1向右运动
②碰后2和1都向右运动
③由动量守恒可以算出2＝03g
④碰撞过程中系统损失了04J的机械能
以上判断正确的是（ ）
A．①③ B．①②③
．①②④D．③④
解析：
由图象知，①正确，②错误；由动量守恒1v＝1v1＋2v2，将1＝01g，v＝4/，v1＝－2/，v2＝2/代入可得2＝03g，③正确；ΔE＝－＝0，④错误。
答案：
A
3．如图（十六）－2所示，设车厢长度为，质量为M，静止于光滑的水平面上，车厢内有一质量为的物体以速度v0向右运动，与车厢壁回碰撞次后，静止于车厢中，这时车厢的速度为（ ）
图（十六）－2
A．v0，水平向右
B．0
．v0/（＋M），水平向右
D．v0/（M－），水平向右
解析：
把物体以速度v0向右运动到物体最后静止在车厢的整个过程作为研究的时间范围，设车厢最后的速度为v，对过程始末应用动量守恒定律，得v0＝（＋M）v，得v＝v0/（＋M）。
故项正确。
答案：
4
如图（十六）－3所示，在光滑的水平面上，小车M内有一弹簧被A和B两物体压缩，A和B的质量之比为12，它们与小车间的动摩擦因相等，释放弹簧后物体在极短时间内与弹簧分开，分别向左、右运动，两物体相对小车静止下，都未与车壁相碰，则（ ）
图（十六）－3
A．B先相对小车静止下
B．小车始终静止在水平面上
．最终小车静止在水平面上
D．最终小车水平向右匀速运动
解析：
由动量定知A、B两物体获得的初动量大小相等，因为B物体所受摩擦力比A的大，故B物体先相对小车静止下，而小车在A、B运动过程中也在运动，所以A选项正确，而B选项错误；物体A、B和小车组成的系统满足动量守恒定律，而系统初状态静止，故选项正确。
答案：
A、
5．一质量为的铁锤，以速度v竖直打在木桩上，经过Δ时间而停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是（ ）
A．gΔB
＋gD－g
解析：
对铁锤应用动量定，设木桩对铁锤的平均作用力为F，则（F－g）Δ＝0－（－v），解得F＝＋g，所以铁锤对木桩的平均冲力F′＝F＝＋g。
答案：
6．如图（十六）－4所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点且质量相等。
Q与轻质弹簧相连。
设Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。
在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于（ ）
图（十六）－4
A．P的初动能B．P的初动能的
．P的初动能的D．P的初动能的
解析：
两者速度相等时，弹簧最短，弹性势能最大。
设P的初速度为v，两者质量均为，弹簧最短时两者的共同速度为v′，弹簧具有的最大弹性势能为Ep。
根据动量守恒，有v＝2v′，根据能量守恒有v2＝×2v′2＋Ep，以上两式联立求解得Ep＝v2。
可见弹簧具有的最大弹性势能等于滑块P原动能的一半，B正确。
答案：
B
7．在光滑水平面上，两球沿球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象可能的是（ ）
A．若两球质量相同，碰后以某一相等速率互相分开
B．若两球质量相同，碰后以某一相等速率同向而行
．若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开
D．若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行
解析：
本题考查运用动量守恒定律定性分析碰撞问题，光滑水平面上两小球的对心碰撞符合动量守恒的条件，因此碰撞前后两小球组成的系统总动量守恒。
A项，碰撞前两球总动量为零，碰撞后也为零，动量守恒，所以A项是可能的。
B项，若碰撞后两球以某一相等速率同向而行，则两球的总动量不为零，而碰撞前为零，所以B项不可能。
项，碰撞前后系统的总动量的方向不同，所以动量不守恒，项不可能。
D项，碰撞前总动量不为零，碰后也不为零，方向可能相同，所以D项是可能的。
答案：
A、D
8
如图（十六）－5所示，三角形木块A质量为M，置于光滑水平面上，底边长，在其顶部有一三角形小木块B质量为，其底边长b，若B从顶端由静止滑至底部，则木块后退的距离为（ ）
图（十六）－5
AB
D
解析：
A、B二者组成的系统水平方向不受外力作用，故系统水平方向满足动量守恒定律，则系统水平方向平均动量也守恒，由动量守恒定律得
0＝M－
解得＝。
答案：
9．一平板小车静止在光滑的水平地面上，甲、乙两个人要背靠着站在车的中央，当两人同时向相反方向行走，如甲向小车左端走，乙向小车右端走，发现小车向右运动，则（ ）
A．若两人的质量相等，则必定v甲＞v乙
B．若两人的质量相等，则必定v甲＜v乙
．若两人的速度相等，则必定甲＞乙
D．若两人的速度相等，则必定甲＜乙
解析：
甲、乙两人和小车组成的系统满足动量守恒定律，由动量守恒定律知
甲v甲＝乙v乙＋车v车，
所以A、选项正确。
答案：
A、
10如图（十六）－6所示，两个质量相等的物体沿同一高度、倾角不同的两光滑斜面顶端从静止自由下滑，到达斜面底端，两个物体具有不同的物量是（ ）
图（十六）－6
A．下滑的过程中重力的冲量
B．下滑的过程中弹力的冲量
．下滑的过程中合力的冲量
D．刚到达底端时的动量大小
解析：
由运动知识可知两个物体下滑所用的时间不同，由I＝F可知A项正确；由于倾角不同，两物体受的弹力方向不同，所以B项正确；根据机械能守恒知两物体到达底端时的速度大小相等，由于速度方向不同，两物体的动量变也不同，由动量定可知项正确。
答案：
A、B、
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
二、填空题。
（共4小题，每小题5分，共20分。
把答案直接填写在题中横线上，不要求写出演算过程。
）
11．（5分）如图（十六）－7所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉到地面上的P点，若以2v的速度抽出纸条，则铁块落地点将在________。
（填“P点”、“P点左侧”或“P点右侧”）
图（十六）－7
解析：
铁块受到的滑动摩擦力一定，纸条抽出的速度越大，作用时间越短，摩擦力的冲量越小，由动量定知I＝Δp＝v′－0，铁块获得的速度越小，平抛的水平距离也越小，故当以2v的速度抽出时，铁块的落地点在P点左侧。
答案：
P点左侧
12．（5分）一质量为1g的小球从08高的地方自由下落到一个软垫上，若从小球接触软垫到下陷至最低点经历了02，则这段时间内软垫对小球冲量的大小为________。
（g取10/2，不计空气阻力）
解析：
规定竖直向上为正方向，根据动量定，有（F－g）＝0－（－v0），而v0＝，由上面两式可求得F＝6N·，即这段时间内软垫对小球的冲量为6N·，方向竖直向上。
答案：
6N·
13．（5分）场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A、B，它们的质量分别为1、2，电量分别为q1、q2。
A、B两球由静止释放，重力加速度为g，则小球A和B组成的系统动量守恒应满足的关系式为________。
解析：
动量守恒定律的条件是系统不受外力作用或者所受外力之和为零，若A、B两小球组成的系统满足动量守恒定律，则系统所受的电场力和重力必须平衡，即
E（q1＋q2）＝（1＋2）g。
）
答案：
E（q1＋q2）＝（1＋2）g
14．（5分）用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图（十六）－8所示，斜槽与水平槽圆滑连接。
实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。
再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹。
记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离：
OM＝268c，OP＝862c，ON＝1150c，并知A、B两球的质量比为21，则未放B球时A球落地点是记录纸上的__________点，系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p′的百分误差＝__________%（结果保留一位有效字）。
图（十六）－8
解析：
未放B球时，A球落在P点。
＝＝
＝002＝2%。
答案：
P 2
三、计算题（共6小题，共40分。
解答时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。
有值计算的题，答案中必须明确写出值和单位。
）
15．（6分）如图（十六）－9所示，一根质量不计，长为1能承受最大拉力为14N的绳子，一端固定于天花板上，另一端系一质量为1g的小球，整个装置处于静止状态，若要将绳子拉断，作用在球上的水平冲量至少应为多少？
（g取10/2）
图（十六）－9
解析：
作用在小球上的冲量等于小球动量的增量：
I＝v0，当小球受到冲量时，则
FT－g＝，FT＝g＋
当FT＝14N时，v0＝2/，所以I＝2N·。
答案：
2N·
16．（6分）在光滑的水平面上，质量为1的小球A以速率v0向右运动，在小球A的前方O点有一质量为2的小球B处于静止状态，如图（十六）－10所示。
小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动。
小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，PQ＝15PO。
假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的，求两小球质量之比1/2。
图（十六）－10
解析：
从两小球碰撞后到它们再次相遇，小球A和B的速度大小保持不变。
根据它们通过的路程，可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比为4∶1。
设碰撞后小球A和B的速度分别为v1和v2，在碰撞过程中动量守恒，碰撞前后动能相等
1v0＝1v1＋2v2
1v＝1v＋2v
利用v2/v1＝4，可解出＝2。
答案：
＝2
17．（7分）两个质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上。
A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图（十六）－11所示。
一质量为的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为。
物块从静止开始滑下，然后又滑上劈B。
求物块在B上能够达到的最大高度。
图（十六）－11
解析：
设物块到达劈A的底端时，物块和A的速度大小分别为v和V，由机械能守恒和动量守恒得
g＝v2＋M1V2①
M1V＝v②
设物块在劈B上达到的最大高度为′，此时物块和B的共同速度大小为V′，由机械能守恒和动量守恒得
g′＋（M2＋）V′2＝v2③
v＝（M2＋）V′④
联立①②③④式得
′＝
答案：
18．（7分）如图（十六）－12所示，质量1＝03g的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝15，现有质量2＝02g可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2/从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。
物块与车面间的动摩擦因μ＝05，取g＝10/2，求
图（十六）－12
（1）物块在车面上滑行的时间；
（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少。
解析：
（1）设物块与小车共同速度为v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有
2v0＝（1＋2）v①
设物块与车面间的滑动摩擦力为F，对物块应用动量定有
－F＝2v－2v0②
又F＝μ2g③
解得＝
代入据得
＝024④
（2）要使物块恰好不从车面滑出，须使物块到车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v′，则
2v′0＝（1＋2）v′⑤
由功能关系有
2v′＝（1＋2）v′2＋μ2gL⑥
代入据解得
v′0＝5/
故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′0不超过5/。
答案：
（1）024
（2）5/
19．（7分）如图（十六）－13所示，坡道顶端距水平面高度为，质量为1的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端与质量为2的挡板B相连，弹簧处于原长时，B恰位于滑道的末端O点。
A与B碰撞时间极短，碰后结合在一起共同压缩弹簧，已知在OM段A、B与水平面间的动摩擦因均为μ，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：
图（十六）－13
（1）物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小；
（2）弹簧最大压缩量为d时的弹性势能Ep（设弹簧处于原长时弹性势能为零）。
解析：
（1）由机械能守恒定律，有
1g＝1v2
v＝。
（2）A、B在碰撞过程中内力远大于外力，由动量守恒，有1v＝（1＋2）v′
A、B克服摩擦力所做的功
W＝μ（1＋2）gd
由能量守恒定律，有
（1＋2）v′2＝Ep＋μ（1＋2）gd
解得Ep＝g－μ（1＋2）gd。
答案：
（1）v＝
（2）Ep＝g－μ（1＋2）gd
20．（7分）如图（十六）－14所示，长L＝12的木板右端固定一立柱，板和立柱的总质量M＝50g，木板置于地面上，木板与地面间的动摩擦因μ＝01。
质量＝50g的人立于木板左端，木板与人均静止。
若人以4/2的加速度匀加速向右奔跑至板的右端，并立即抱柱立柱，g取10/2，求：
图（十六）－14
（1）从人开始奔跑至到达木板右端所经历的时间；
（2）从人开始运动到最终木板静止，木板发生的总位移。
解析：
（1）人向右加速运动受到木板向右摩擦力Ff2＝2＝200N
人运动的位移2＝22
木板水平方向受两个力：
人对木板向左的摩擦力
Ff′2＝200N
地面对木板向右的摩擦力Ff1＝μ（M＋）g＝100N
则木板向左运动的加速度为1＝
＝2/2
发生的位移1＝12，由L＝1＋2
得＝＝2。
（2）如图所示，人向右奔跑时，木板向左运动的位移1＝12＝4
人抱住立柱时，人的速率
v2＝2＝8/，
木板的速率v1＝1＝4/
人抱柱立柱时时间很短，人与立柱间的相互作用力远大于地面的摩擦力，两者动量守恒，取向右为正方向，
v2－Mv1＝（＋M）v′
得v′＝＝2/，
人抱住立柱后，两者一起向右运动，加速度
3＝＝＝μg＝1/2，
共同运动的位移3＝＝2
故木板的总位移＝1－3＝2，方向向左。
答案：
（1）2
（2）2，方向向左
升级会员 