内容正文:
(本卷满分100分)
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==60 m/s。,故冲击煤层的水流速度至少应为v0==ρv
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.,向东,向东
B.
C.,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.(2021·滦州市第一中学高二测试)如图2所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m,两船沿同一直线同一方向运动,速率分别为2v0、v0,为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住。不计水的阻力。则抛出货物的最小速率是
图2
A.v0
B.2v0
C.3v0
D.4v0
解析 设抛出货物的速度为v,以向右为正方向,由动量守恒定律得:乙船与货物:12mv0=11mv1-mv,甲船与货物:10m×2v0-mv=11mv2,两船不相撞的条件是:v2≤v1,解得:v≥4v0,则最小速度为:4v0。故选D。
答案 D
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.
C.
D.
解析 碰撞前系统的总动能为Ek=2×,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3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3
A.x
B.
C.x
D.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=x,D对。vB,故x′=vB′t=mvB′2,由以上两式解得vB′=mvA′2+,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=mv
答案 D
7. (2021·湖州市高二期末)如图4所示,质量为M的木块A放在光滑水平面上,其上固定一竖直轻杆,长为l的细线系于轻杆上端O点处的钉子上,细线另一端系一质量为m的球C。现将球C拉起使细线水平伸直,然后静止释放。则在球C摆动过程中
图4
A.木块A保持静止
B.球C的机械能守恒
C.A、C构成的系统动量守恒
D.A、C构成的系统水平方向上动量守恒
解析 小球C和木块A组成的系统在水平方向不受外力,水平方向动量守恒,小球在往下摆动过程水平中方向有分速度,木块A必定会向相反方向运动,故A错误,D正确;小球的部分机械能会转移给物块A,小球机械能减小,故B错误;A、C构成的系统竖直方向合外力不为零,动量不守恒,故C错误。
答案 D
8. (2021·东北师大附中高三月考)如图5所示,两个完全相同的小球A、B用等长的细线悬于O点,开始两球均静止,两悬线竖直,线长为L。若将A球拉至图示位置静止释放,则B球被碰后第一次速度为零时的高度不可能是
图5
A.
B.
C.
D.
解析 小球A从释放到最低点,由动能定理可知
mg(L-Lcos 60°)=-0,
mv
解得vA=。
若A与B发生完全弹性碰撞,由能量守恒定律和动量守恒定律可知两者交换速度,即vB=vA=,