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章末检测卷(一) 动量和动量守恒定律
(时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.清华大学对富康轿车成功地进行了中国轿车史上的第一次碰撞安全性实验,成为“中华第一撞”,从此,我国汽车整体安全性碰撞实验开始与国际接轨。在碰撞过程中,关于安全气囊保护作用的认识正确的是( )
A.安全气囊减小了驾驶员的动量变化
B.安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量
C.安全气囊主要是减小了驾驶员的动量变化率
D.安全气囊延长了撞击力的作用时间,从而使得动量变化更大
解析:在碰撞过程中,人的动量变化量是一定的,安全气囊增加了作用的时间,根据动量定理Ft=Δp可知,可以减小驾驶员受到的冲击力,即减小了驾驶员的动量变化率,故选C。
答案:C
2.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上跳起,经Δt时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v。在此过程中,下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为mv2
B.地面对他的冲量为mv-mgΔt,地面对他做的功为零
C.地面对他的冲量为mv,地面对他做的功为mv2
D.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为零
解析:人的速度原来为零,起跳后变为v,以向上为正方向,由动量定理可得I-mgΔt=mv-0,故地面对人的冲量为mv+mgΔt,人在跳起时,地面对人的支持力竖直向上,在跳起过程中,在支持力方向上没有位移,地面对运动员的支持力不做功,故D正确。
答案:D
3.如图所示,半径为R的光滑半圆槽质量为M,静止在光滑水平面上,其内表面有一质量为m的小球被竖直细线吊着位于槽的边缘处。现将线烧断,小球滑行到最低点向右运动时,槽的速度为(重力加速度为g)( )
A.0
B.,方向向左
C.,方向向右
D.不能确定
解析:以水平向右为正方向,设在最低点时小球和槽的速度大小分别为v和v′,根据动量守恒定律得0=mv-Mv′,根据机械能守恒定律得mgR=,方向向左,故选项B正确。
Mv′2,联立以上两式解得v′=mv2+
答案:B
4.将静置在地面上,质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( )
A.v0v0
B.
C.v0v0
D.
解析:根据动量守恒定律mv0=(M-m)v,得v=v0,选项D正确。
答案:D
5.如图所示,设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0,突然炸成两块,质量为m的一块以速度v沿v0的方向飞去,则另一块的运动( )
A.一定沿v0的方向飞去
B.一定沿v0的反方向飞去
C.可能做自由落体运动
D.以上说法都不对
解析:以整个导弹为研究对象,取v0的方向为正方向。根据爆炸的瞬间系统在水平方向上动量守恒,有Mv0=(M-m)v′+mv,则得另一块的速度为v′=,若Mv0>mv,则v′>0,说明另一块沿v0的方向飞去;若Mv0<mv,则v′<0,说明另一块沿v0的反方向飞去;若Mv0=mv,则v′=0,说明另一块做自由落体运动,故选C。
答案:C
6.如图所示,小车由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC组成,静止在光滑水平面上,当小车固定时,从A点由静止滑下的物体到C点恰好停止。如果小车不固定,物体仍从A点由静止滑下,则( )
A.还是滑到C点停止
B.滑到BC间停止
C.会冲出C点落到车外
D.上述三种情况都有可能
解析:设BC长度为L。
小车固定时,根据能量守恒可知,物体的重力势能全部转化为因摩擦产生的内能,即有Q1=FfL。
若小车不固定,设物体相对小车滑行的距离为s。对小车和物体组成的系统,水平方向动量守恒,最终两者必定均静止,根据能量守恒可知物体的重力势能全部转化为因摩擦产生的内能,则有
Q2=Q1,而Q2=Ffs,
得到物体在小车BC部分滑行的距离s=L,故物体仍滑到C点停止,故A正确。
答案:A
7.如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车上AB部分是半径为R的四分之一光滑圆弧,BC部分是粗糙的水平面。今把质量为m的小物体从A点由静止释放,小物体与BC部分间的动摩擦因数为μ,最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点,则B、D间的距离x随各量变化的情况是( )
A.其他量不变,R越大x越大
B.其他量不变,μ越大x越大
C.其他量不变,m越大x越大
D.其他量不变,M越大x越大
解析:小车和小物体组成的系统水平方向的动量守恒且为零,所以当小车和小物体相对静止时,系统水平方向的总动量仍为零,则小车和小物体相对于水平面也静止,由能量守恒得μmgx=mgR,x=,故选项A正确,B