内容正文:
第一章 动量守恒定律
(本卷满分100分,考试用时90分钟)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.关于冲量、动量、动量变化量的下列说法中正确的是
A.冲量的方向一定和动量的方向相同
B.冲量的大小一定和动量变化量的大小相同
C.动量变化量方向一定和动量的方向相同
D.动量变化量的大小一定和动量大小的变化量相同
解析 由动量定理可知,冲量的方向一定和动量变化量的方向相同,冲量的大小一定和动量变化量的大小相同。
答案 B
2.水力采煤是利用高速水流冲击煤层而进行的,煤层受到3.6×106 N/m2的压强冲击即可破碎,若水流沿水平方向冲击煤层,不考虑水的反向溅射作用,则冲击煤层的水流速度至少应为(水的密度为1×103 kg/m3)
A.30 m/s
B.40 m/s
C.45 m/s
D.60 m/s
解析 建立如图所示模型,设水流形成的水柱面积为S,由动量定理得F·Δt=0-ρSv0Δt·(-v0),可得压强:p=eq \f(F,S)=ρv02,故冲击煤层的水流速度至少应为v0=eq \r(\f(p,ρ))=60 m/s。
答案 D
3.如图1所示,质量为m的人立于平板车上,人与车的总质量为M,人与车以速度v1在光滑水平面上向东运动。当此人相对于车以速度v2竖直跳起时,车的速度变为
图1
A.eq \f(Mv1-Mv2,M-m),向东
B.eq \f(Mv1,M-m),向东
C.eq \f(Mv1+Mv2,M-m),向东
D.v1,向东
解析 人和车组成的系统,在水平方向上所受合外力等于零,系统在水平方向上动量守恒。设车的速度v1的方向为正方向,选地面为参考系。初态车和人的总动量为Mv1,末态车的动量为(M-m)v,因为人在水平方向上没有受到冲量,其水平动量保持不变。人在水平方向上对地的动量仍为mv1,则有Mv1=(M-m)v+mv1,(M-m)v1=(M-m)v,所以v=v1,正确答案应为D。
答案 D
4.1966年,在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验。实验时,用“双子星号”宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组(后者的发动机已熄火),接触以后,开动“双子星号”飞船的推进器,使飞船和火箭组共同加速。推进器的平均推力F=895 N,推进器开始时间Δt=7 s。测出飞船和火箭组的速度变化Δv=0.91 m/s。已知“双子星号”飞船的质量m1=3 400 kg。由以上实验数据可测出火箭组的质量m2为
A.3 400 kg
B.3 485 kg
C.6 265 kg
D.6 885 kg
解析 根据动量定理得FΔt=(m1+m2)Δv,代入数据解得m2=3 485 kg,B选项正确。
答案 B
5.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
A.0 B.eq \f(2p2,m) C.eq \f(p2,2m) D.eq \f(p2,m)
解析 碰撞前系统的总动能为Ek=2×eq \f(p2,2m)=eq \f(p2,m),由于碰撞后系统总动能不增加,所以选项B是不可能的。
答案 B
6.质量相等的A、B两球之间压缩一根轻质弹簧,静置于光滑水平桌面上,当用板挡住小球A而只释放B球时,B球被弹出落到距桌边水平距离为x的地面上,如图2所示,若再次以相同力压缩该弹簧,取走A左边的挡板,将A、B同时释放,则B球的落地点距桌边
图2
A.eq \f(x,2) B.eq \r(2)x C.x D.eq \f(\r(2),2)x
解析 挡板挡住A球时,弹簧的弹性势能全部转化为B球的动能,有Ep=eq \f(1,2)mvB2,挡板撤走后,A、B同时释放,由动量守恒定律0=mvA′-mvB′,所以vA′=vB′,Ep=eq \f(1,2)mvA′2+eq \f(1,2)mvB′2,由以上两式解得vB′=eq \f(\r(2),2)vB,故x′=vB′t=eq \f(\r(2),2)x,D对。
答案 D
7.如图3所示,A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上,物块C以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行,最后停在B木块的右端,对此过程,下列叙述正确的是
图3
A.当C在A上滑行时,A、C组成的系统动量守恒
B.当C在B上滑行时,B、C组成的系统动量守恒
C.无论C是在A上滑行还是在B上滑行,A、B、C组成的系统动量都不守恒
D.当C在B上滑行时,A、B、C组成的系统动量不守恒
解析 当C在A上滑行时,对A、C组成的系统,B对A的作用力为外力,不等于0,故系统动量不守恒,选项A错误;当C在B上滑行时,A、B已分离,对B、C组成的系统