内容正文:
[章末综合检测]
(考试时间:75分钟 满分100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28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.质量m=100 kg的小船静止在平静水面上,船两端载着m甲=40 kg、m乙=60 kg的游泳者,在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3 m/s的速度跃入水中,如图所示,则之后小船的速率和运动方向为( )
A.0.6 m/s,向左 B.3 m/s,向左
C.0.6 m/s,向右 D.3 m/s,向右
解析:选A 以向左为正方向,根据动量守恒得0=m甲v-m乙v+mv′,代入数据解得v′=0.6 m/s,方向向左,A正确。
2.一个质量为0.5 kg的物体,从静止开始做直线运动,物体所受合外力F随时间t变化的图像如图所示,则在时刻t=8 s时,物体的速度为( )
A.2 m/s B.8 m/s
C.16 m/s D.4 m/s
解析:选C F-t图像的面积表示冲量,在上方为正,在下方为负,故根据动量定理可得:2×2+×2×1-×2×2+2×2+×2×1 N·s=mv-0,解得第8 s末的速度v=16 m/s,C正确。
3.质量为M的热气球吊框中有一质量为m的人,共同静止在距离地面为h的高空中,现从气球上放下一根质量不计的软绳,人沿绳子安全滑到地面,在此过程中热气球上升了( )
A.h B.h C.h D.h
解析:选A 人与气球组成的系统动量守恒,设人的速度为v1,气球的速度为v2,运动时间为t,以人与气球组成的系统为研究对象,以向下为正方向,由动量守恒定律得:mv1-Mv2=0,得m-M=0,其中s人=h,解得s气=h。A正确。
4.(2022·佛山高二检测)如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d四个点位于同一圆周上,a在圆周最高点,d在圆周最低点,每根杆上都套着质量相等的小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c三点同时由静止释放。关于它们下滑的过程,下列说法正确的是( )
A.重力对它们的冲量相同
B.弹力对它们的冲量相同
C.合外力对它们的冲量相同
D.它们动能的增量相同
解析:选A 这是“等时圆”,即三个滑环同时由静止释放,运动到最低点d点的时间相同,由于三个环的重力相等,由公式I=Ft分析可知,三个环重力的冲量相等,A正确;c环受到的弹力最大,三个环运动时间相等,则弹力对c环的冲量最大,B错误;a环的加速度最大,受到的合外力最大,则合外力对a环的冲量最大,C错误;重力对a环做功最多,其动能的增量最大,D错误。
5.太空中的尘埃对飞船的碰撞会阻碍飞船的飞行,质量为M的飞船飞入太空尘埃密集区域时,需要开动引擎提供大小为F的平均推力才能维持飞船以恒定速度v匀速飞行。已知尘埃与飞船碰撞后将完全黏附在飞船上,则在太空尘埃密集区域单位时间内黏附在飞船上尘埃的质量为( )
A.M+ B.-M C.M- D.
解析:选D 设单位时间内黏附在飞船上尘埃的质量为m,以单位时间内黏附在飞船上的尘埃为研究对象,根据动量定理有:Ft=mv-0,其中t=1 s,可得m=,D正确。
6.在光滑的水平面上有两个在同一直线上相向运动的小球,其中甲球的质量m1=4 kg,乙球的质量m2=1 kg,规定向左为正方向,碰撞前后甲球的v-t图像如图所示。已知两球发生正碰后粘在一起,则碰前乙球速度的大小和方向分别为( )
A.3 m/s,向右 B.13 m/s,向左
C.13 m/s,向右 D.3 m/s,向左
解析:选C 由题图知,甲球碰撞前的速度为v1=2 m/s,碰撞后的速度为v1′=-1 m/s,碰撞后,甲、乙的速度v=-1 m/s,以甲、乙两球组成的系统为研究对象,碰撞过程,由动量守恒定律得m1v1+m2v2=(m1+m2)v,解得:v2=-13 m/s,负号表示方向与正方向相反,即方向向右。
7.(2022·珠海高二检测)几个水球可以挡住子弹?实验证实:四个水球就足够!四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀减速直线运动。恰好能穿出第四个水球,则可以判定( )
A.由题干信息可以确定子弹在每个水球中运动的时间相同
B.子弹穿出第三个水球时的瞬时速度与全程的平均速度相等
C.子弹穿过每个水球时速度变化量相同
D.子弹穿过每个水球时动量的变化量相同
解析:选B 子弹做匀减速直线运动,通过相同的水球,即通过相同的位移,运动的时间不等,A错误;逆向思考,把子弹的运动看作反向的初速度为零的匀加速直线运动,通过连续相同的位移所用时间之比为1∶(-1)∶(-)∶(2-),即子弹做匀减