第一章 动量守恒定律（单元测试 ）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第一册）

人教版新教材 物理选择性必修第一册 第一章《动量守恒动量》 单元测试 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 1、 单项选择题（每小题3分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1．下列说法正确的是（    ） A．质量一定的物体，若动量发生变化，则动能一定变化 B．质量一定的物体若动能发生变化，则动量一定变化 C．做匀速圆周运动的物体，其动能和动量都保持不变 D．一个力对物体有冲量，则该力一定会对物体做功 2．一个质量为0.1kg的小球从20m高处落下，与地面碰撞后反弹，上升的最大高度为12.8m，小球从开始下落到上升到最高点所用时间为4s，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，则小球对地面的平均作用力大小为 A．8N B．10N C．12N D．15N 3．如图所示，质量为M的长木板放在光滑的水平面上处于静止状态，木板的长为L，B为木板的中点，一个质量为m的物块从木板的左侧A端以初速度v0滑上木板，木板上表面B点左侧粗糙、右侧光滑，已知物块能滑离木板，且物块在B点右侧木板上滑行的时间为t。则物块滑离木板时的速度大小为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是（　　） A．小球在半圆槽内由A向B运动做圆周运动，由B向C运动也做圆周运动 B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 C．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 D．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动 5．如图所示，A、B两物体质量之比mA：mB3：2，原来静止在平板小车C上。A、B间有一根被压缩的轻质弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法中不正确的是（　　） A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒 B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒 C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒 D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒 6．固定水平杆上套有一个圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着一个小木块，整个装置处于静止状态。某时刻，一颗子弹以一定初速度射入木块（子弹没有穿出）并随木块摆至最高点，则以下说法正确的是（　　） A．子弹射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒，机械能守恒 B．子弹随木块一起向上摆至最高点的过程中，子弹和木块组成的系统动量不守恒，机械能不守恒 C．子弹随木块摆至最高点时，子弹和木块的瞬时速度为零 D．整个过程中，圆环、绳、木块和子弹所组成的系统动量守恒 7．如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计，O点为弹簧处于原长时物块的位置。将物块（可视为质点）拉至A点由静止释放，物块在粗糙的水平桌面上沿直线运动，经过O点运动到B点时速度恰好减为0。在物块由A点运动到O点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．弹簧弹力做功大于物块克服摩擦力做功 B．弹簧弹力做功等于物块克服摩擦力做功 C．弹簧弹力的冲量大小等于摩擦力的冲量大小 D．弹簧弹力的冲量大小小于摩擦力的冲量大小 8．一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离.已知分离前火箭与卫星的总质量为m1，分离后的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为（    ） A． B． C． D． 9．2020年11月10日，全国皮划艇静水锦标赛在浙江省丽水市水上运动中心开幕。大赛前，甲、乙两个运动员分别划动两艘皮划艇沿同一方向进行赛前训练，他们分别划动了一段时间后让各自的皮划艇自由滑行，一段时间后停下。他们及各自的皮划艇总质量相等，测速器测得甲、乙的v-t图像分别如图中的OAB、O＇CD所示，图中AB//CD，则（　　） A．运动员乙较晚停下，乙做功更多 B．乙划桨时间长，乙划桨时受到水反作用力的冲量大 C．甲皮划艇早停下，甲划桨时受到水反作用力的冲量小 D．甲在划桨时用力小 10．如图所示，某人站在一辆平板车的右端，车静止在光滑的水平地面上，现人用铁锤连续敲击车的右端．下列对平板车的运动情况描述正确的是 A．锤子抡起的过程中，车向右运动 B．锤子下落的过程中，车向左运动 C．锤子抡至最高点时，车速度为0 D．锤子敲击车瞬间，车向左运动 二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 11．物体受到如图所示的恒力F的作用，在光滑的水平面上运动，在时间t内（　　） A．重力的冲量为mgt B．拉力冲量的大小为Ftcosθ C．支持力冲量的大小为mgt D．合力的冲量水平向右 故选AD。 12．如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度为的子弹射中并嵌在其中。已知子弹的质量是m，物体A和B的质量相同均为则（　　） A．子弹射入A的过程中，A物体获得的最大速度为 B．弹簧压缩到最短时，B的速度为 C．运动过程中，物体B能获得的最大速度为 D．弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能为 13．如图所示，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块B，盒的质量是滑块质量的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为；若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，则（　　） A．方盒最终的速度为 B．方盒最终的速度为 C．滑块相对方盒运动的路程为 D．滑块相对方盒运动的路程为 14．如图所示，水平光滑轨道的宽度和弹簧自然长度均为d． m2的左边有一固定挡板，m1由图示位置静止释放．当m1与m2第一次相距最近时m1速度为v1，在以后的运动过程中(　　) A．m1的最小速度可能是0 B．m1的最小速度可能是v1 C．m2的最大速度可能是v1 D．m2的最大速度可能是v1 三、非选择题(本题共6小题,共54分) 15．（6分）用如图所示装置验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。可以仅通过测量 （填选项前的序号）间接地解决这个问题。 A．小球开始释放时的高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的水平位移 （2）在实验中，入射小球、被碰小球的质量分别为m1和m2，关于m1和m2的大小，下列关系正确的是 . A．m1=m2B．m1>m2 C．m1<m2 D．以上都可以 （3）若两球在碰撞前后动量守恒，需要验证的表达式为 。 16．（8分）为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量相差比较大的小球a、b，按下述步骤做了实验： ①用天平测出两小球a、b的质量（分别为m1和m2，且m1>m2）。 ②按如图所示安装好实验器材，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。 ③先不放小球b，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。 ④将小球b放在斜槽末端边缘处，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球a和b在斜面上的落点位置。 ⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离。图中点D、E、F是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。 根据该同学的实验，回答下列问题： （1）在不放小球b时，小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，a的落点在图中 点，把小球b放在斜槽末端边缘处，小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球a的落点在图中 点。 （2）若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计空气阻力，则下列表达式中正确的有 。 A．m1LF=m1LD＋m2LE B．m1LE2=m1LD2＋m2LF2 C．m1LE=m1LD＋m2LF 17．（8分）如图是用木槌把糯米饭打成糍粑的场景，有人据此编了一道练习题：“已知木槌质量为，木槌刚接触糍粑时的速度是，打击糍粑后木槌静止，求木槌打击糍粑时平均作用力的大小。”解答此题，你是否发现，以上数据所描述的是一个不符合实际的情景，哪些地方不符合实际？ 18．（10分）如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为 、、 ．开始时C静止，A、B一起以 的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间， A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞．求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小． 19．（10分）如图所示，质量M=8kg、倾角θ=30°的光滑斜面体静止在光滑的水平面上，斜面BC与水平面AB通过一小段圆弧平滑连接。质量m=2kg的物体静止于水平面上的D点，D、B两点间的距离L=10m。现给物体施加一水平向右的恒力F=10N，物体运动至B点时撤去该恒力，物体恰好能运动到斜面体的最高点。取重力加速度大小g=10m/s2。求： （1）物体到达B点时的速度大小和物体从D点运动到B点的时间； （2）斜面体斜面的长度。 20．（12分）2020年12月1日23时11分，嫦娥五号的着上组合体成功着陆在月球的预定区域。由于其着陆腿具有缓冲、吸能、防振、防倾斜等功能，确保了着上组合体稳定可靠地完成与月球的“亲密拥抱”。 （1）着陆腿的工作原理可简化为：如图甲所示，附着轻弹簧的物块由静止释放，当物块在着地过程中速度减为零时，缓冲弹簧不再发生形变，物块即刻平稳地静止在地面上。设物块的质量为m，下落高度为H。 ①此过程中弹簧“吸收”物块的能量E是多少？ ②简要说明减小物块对地面冲击力的原理。 （2）着上组合体在月表上方约时自主确定着陆点并开始垂直降落。关闭发动机时，它对月面高，速度。具有“吸能”功能的四个着陆腿是用特制的铝蜂窝材料做成的，图乙是在地面做模拟试验时得到的着陆腿所受冲击力随位移变化的F-x曲线。假设着上组合体在月球着陆时，着陆腿所受的冲击力随位移变化的F-x曲线与图乙相同。请你估算着上组合体的质量M（计算时，取地球和月球的半径之比，质量之比，地球表面附近的重力加速度） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 人教版新教材 物理选择性必修第一册 第一章《动量守恒动量》 单元测试 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 1、 单项选择题（每小题3分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1．下列说法正确的是（    ） A．质量一定的物体，若动量发生变化，则动能一定变化 B．质量一定的物体若动能发生变化，则动量一定变化 C．做匀速圆周运动的物体，其动能和动量都保持不变 D．一个力对物体有冲量，则该力一定会对物体做功 【答案】B 【详解】AB．质量一定的物体，若动量发生变化，则可能是速度大小变化，也可能是速度方向变化，因此动能不一定变化。若动能发生变化，则速度的大小一定发生变化，因此动量一定变化，A错误，B正确。 C．做匀速圆周运动的物体，速度的大小不变，但速度的方向时刻在变化，因此物体的动能不变，但动量时刻在变化，C错误。D．一个力对物体有了冲量，则物体的速度可能只有方向改变，如匀速圆周运动，此时该力对物体不做功，D错误。故选B。 2．一个质量为0.1kg的小球从20m高处落下，与地面碰撞后反弹，上升的最大高度为12.8m，小球从开始下落到上升到最高点所用时间为4s，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，则小球对地面的平均作用力大小为 A．8N B．10N C．12N D．15N 【答案】B 【详解】ABCD.小球下落的时间，小球反弹后上升的时间，因此小球与地面作用的时间为，从小球下落到上升到最高点，设向上为正方向，根据动量定理解得：FN=10N故B正确ACD错误。故选B。 3．如图所示，质量为M的长木板放在光滑的水平面上处于静止状态，木板的长为L，B为木板的中点，一个质量为m的物块从木板的左侧A端以初速度v0滑上木板，木板上表面B点左侧粗糙、右侧光滑，已知物块能滑离木板，且物块在B点右侧木板上滑行的时间为t。则物块滑离木板时的速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设物块滑到点右侧时，物块的速度大小为，木板的速度大小为，则，根据动量守恒定律，求得，故选C。 4．如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是（　　） A．小球在半圆槽内由A向B运动做圆周运动，由B向C运动也做圆周运动 B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 C．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 D．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动 【答案】C 【详解】ABC．小球在半圆槽内由A向B运动时，由于槽的左侧有一固定在水平面上的物块，槽不会向左运动，则小球机械能守恒，从A到B做圆周运动，系统在水平方向上动量不守恒；从B到C运动的过程中，槽向右运动，系统在水平方向上动量守恒，则B到C小球的运动不是圆周运动，故A、B错误，C正确； D．小球自由下落到B点的过程中由机械能守恒可得从B到C过程中水平方向动量守恒，因此有 ，，因此小球离开C点以后，既有竖直向上的分速度，又有水平分速度，小球做斜上抛运动，故D错误。 故选C。 5．如图所示，A、B两物体质量之比mA：mB3：2，原来静止在平板小车C上。A、B间有一根被压缩的轻质弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法中不正确的是（　　） A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒 B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒 C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒 D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒 【答案】A 【详解】A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，由于A、B两物体的质量之比为：：2，由，可知弹簧释放时，小车对A、B的滑动摩擦力大小之比为3：2，所以A、B组成的系统合外力不等于零，系统的动量不守恒，故A不正确，符合题意；B．对于A、B、C组成的系统，由于地面光滑，系统的合外力为零，则系统动量守恒，故B正确，不符合题意；C．若A、B所受的摩擦力大小相等，方向又相反，所以A、B组成的系统合外力为零，A、B组成的系统动量守恒，故C正确，不符合题意； D．对于A、B、C组成的系统，系统的合外力为零，则系统动量守恒，故D正确，不符合题意。 故选A。 6．固定水平杆上套有一个圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着一个小木块，整个装置处于静止状态。某时刻，一颗子弹以一定初速度射入木块（子弹没有穿出）并随木块摆至最高点，则以下说法正确的是（　　） A．子弹射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒，机械能守恒 B．子弹随木块一起向上摆至最高点的过程中，子弹和木块组成的系统动量不守恒，机械能不守恒 C．子弹随木块摆至最高点时，子弹和木块的瞬时速度为零 D．整个过程中，圆环、绳、木块和子弹所组成的系统动量守恒 【答案】B 【详解】A．子弹射入木块的过程中系统克服摩擦力做功，所以机械能不守恒，故A错误； B．子弹和木块一起上摆过程中，系统所受合外力不为0，绳子拉力对系统做负功，故系统动量不守恒，机械能不守恒，故B正确；C．子弹随木块摆至最高点时，子弹和木块的瞬时速度与圆环速度相同，水平向右，故C错误；D．整个过程中系统所受合外力不为0，故圆环、绳、木块和子弹所组成的系统动量不守恒，故D错误。故选B。 7．如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计，O点为弹簧处于原长时物块的位置。将物块（可视为质点）拉至A点由静止释放，物块在粗糙的水平桌面上沿直线运动，经过O点运动到B点时速度恰好减为0。在物块由A点运动到O点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．弹簧弹力做功大于物块克服摩擦力做功 B．弹簧弹力做功等于物块克服摩擦力做功 C．弹簧弹力的冲量大小等于摩擦力的冲量大小 D．弹簧弹力的冲量大小小于摩擦力的冲量大小 【答案】A 【详解】AB．从A到O根据动能定理，则弹簧弹力做功大于物块克服摩擦力做功，选项A正确，B错误；CD．从A到O根据动量定理可知弹簧弹力的冲量大小大于摩擦力的冲量大小，选项CD错误。 故选A。 8．一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离.已知分离前火箭与卫星的总质量为m1，分离后的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】火箭和卫星组成的系统在分离时水平方向上动量守恒，规定初速度的方向为正方向，有m1v0=m2v2+(m1－m2)v1，解得.A．，与结论相符，选项A正确；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误； 9．2020年11月10日，全国皮划艇静水锦标赛在浙江省丽水市水上运动中心开幕。大赛前，甲、乙两个运动员分别划动两艘皮划艇沿同一方向进行赛前训练，他们分别划动了一段时间后让各自的皮划艇自由滑行，一段时间后停下。他们及各自的皮划艇总质量相等，测速器测得甲、乙的v-t图像分别如图中的OAB、O＇CD所示，图中AB//CD，则（　　） A．运动员乙较晚停下，乙做功更多 B．乙划桨时间长，乙划桨时受到水反作用力的冲量大 C．甲皮划艇早停下，甲划桨时受到水反作用力的冲量小 D．甲在划桨时用力小 【答案】D 【详解】由图像可知，减速阶段斜率相同，则加速度相同，水的阻力相同；最大速度相同。 A．由动能定理得 ，运动员乙加速阶段的位移小，乙做功WF小，A错误； B．乙加速度阶段时间短，划桨时间短， B错误； C． 由 ，甲皮划艇加速阶段的时间长，甲划桨时受到水反作用力的冲量I大，C错误； D．由牛顿第二定律得 ，加速阶段甲的斜率小，加速度小，在划桨时用力F小，D正确。 故选D。 10．如图所示，某人站在一辆平板车的右端，车静止在光滑的水平地面上，现人用铁锤连续敲击车的右端．下列对平板车的运动情况描述正确的是 A．锤子抡起的过程中，车向右运动 B．锤子下落的过程中，车向左运动 C．锤子抡至最高点时，车速度为0 D．锤子敲击车瞬间，车向左运动 【答案】C 【详解】A．铁锤、人和车组成的系统水平方向动量守恒，锤子向右抡起的过程中，车向左运动，故A错误； B．锤子下落的过程中，有水平向左的速度，根据动量守恒定律，车向右运动，故B错误； C．锤子抡至最高点时，速度为零，根据动量守恒定律，车速度为0，故C正确； D．锤子向左敲击车瞬间，根据动量守恒定律，车向右运动，故D错误． 故选C 二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 11．物体受到如图所示的恒力F的作用，在光滑的水平面上运动，在时间t内（　　） A．重力的冲量为mgt B．拉力冲量的大小为Ftcosθ C．支持力冲量的大小为mgt D．合力的冲量水平向右 【答案】AD 【详解】A．根据冲量的定义可得重力的冲量为mgt，选项A正确；B．根据冲量的定义可得拉力冲量的大小为Ft，选项B错误；C．竖直方向上根据平衡条件有支持力，则支持力冲量的大小不等于mgt，选项C错误；D．物体在恒力F的作用，在光滑的水平面上运动，合力向右，则合力的冲量水平向右，选项D正确。 故选AD。 12．如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度为的子弹射中并嵌在其中。已知子弹的质量是m，物体A和B的质量相同均为则（　　） A．子弹射入A的过程中，A物体获得的最大速度为 B．弹簧压缩到最短时，B的速度为 C．运动过程中，物体B能获得的最大速度为 D．弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能为 【答案】BC 【详解】A．子弹射入A的过程中，对子弹和A组成的系统动量守恒，解得，故A错误；B．弹簧压缩到最短时，子弹和A、B物体速度相等，设为，对子弹、物体A、物体B组成的系统动量守恒，解得故B正确；C．运动过程中，当弹簧恢复原长时，B的速度最大，设此时子弹和A的速度为，B的速度为，由动量守恒及功能关系可得 ，，解得，故C正确；D．弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能为，故D错误。故选BC。 13．如图所示，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块B，盒的质量是滑块质量的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为；若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，则（　　） A．方盒最终的速度为 B．方盒最终的速度为 C．滑块相对方盒运动的路程为 D．滑块相对方盒运动的路程为 【答案】BC 【详解】AB．设滑块的质量是m，碰后速度为v共，物体与盒子组成的系统合外力为0，设向左为正方向，由动量守恒有，解得故B正确，A错误；CD．开始时盒子与物块的机械能为 ，碰后盒子与物块的机械能为，损失的机械能为 联立故C正确，D错误。故选BC。 14．如图所示，水平光滑轨道的宽度和弹簧自然长度均为d． m2的左边有一固定挡板，m1由图示位置静止释放．当m1与m2第一次相距最近时m1速度为v1，在以后的运动过程中(　　) A．m1的最小速度可能是0 B．m1的最小速度可能是v1 C．m2的最大速度可能是v1 D．m2的最大速度可能是v1 【答案】ABC 【详解】从小球m1到达最近位置后继续前进，此后拉到m2前进，m1减速，m2加速，达到共同速度时两者相距最远，此后m1继续减速，m2加速，当两球再次相距最近时，m1达到最小速度，m2达最大速度：两小球水平方向动量守恒，速度相同时保持稳定，一直向右前进，选取向右为正方向，则： m1v1=m1v1′+m2v2 m1v12=m1v1′2+m2v22； 解得： v1′=v1，v2=v1 故m2的最大速度为v1，此时m1的速度为v1， 由于m1＜m2，可知当m2的速度最大时，m1的速度小于0，即m1的速度方向为向左，所以m1的最小速度等于0． A.A项与上述分析结论相符，故A符合题意； B.B项与上述分析结论相符，故B符合题意； C.C项与上述分析结论相符，故C符合题意； D.D项与上述分析结论不相符，故D不符合题意． 三、非选择题(本题共6小题,共54分) 15．（6分）用如图所示装置验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。可以仅通过测量 （填选项前的序号）间接地解决这个问题。 A．小球开始释放时的高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的水平位移 （2）在实验中，入射小球、被碰小球的质量分别为m1和m2，关于m1和m2的大小，下列关系正确的是 . A．m1=m2B．m1>m2 C．m1<m2 D．以上都可以 （3）若两球在碰撞前后动量守恒，需要验证的表达式为 。 【答案】 C B 【详解】(1)[1]小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，即测量射程，故C正确，AB错误。 故选C。 (2)[2]两球发生碰撞后，为防止入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即 (3)[3]要验证动量守恒定律定律，即验证 小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得 得 16．（8分）为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量相差比较大的小球a、b，按下述步骤做了实验： ①用天平测出两小球a、b的质量（分别为m1和m2，且m1>m2）。 ②按如图所示安装好实验器材，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。 ③先不放小球b，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。 ④将小球b放在斜槽末端边缘处，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球a和b在斜面上的落点位置。 ⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离。图中点D、E、F是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。 根据该同学的实验，回答下列问题： （1）在不放小球b时，小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，a的落点在图中 点，把小球b放在斜槽末端边缘处，小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球a的落点在图中 点。 （2）若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计空气阻力，则下列表达式中正确的有 。 A．m1LF=m1LD＋m2LE B．m1LE2=m1LD2＋m2LF2 C．m1LE=m1LD＋m2LF 【答案】 E D C 【详解】（1）[1][2]小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，a的落点在题图中的E点，小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后a球的落点是D点，b球的落点是F点。 （2）[3]设斜面BC的倾角为θ，小球落点到B点的距离为L，小球从B点抛出时速度为v，则竖直方向有 Lsin θ=gt2 水平方向有 Lcos θ=vt 解得 所以 v∝ 由题意分析得，只需满足 m1v1=m1v1′＋m2v2 把速度v代入整理得 m1 =m1＋m2 就可说明两球碰撞过程中动量守恒；若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失，则要满足关系式 m1v12=m1v1′2＋m2v22 整理得 m1LE=m1LD＋m2LF 所以C正确；ABD错误； 故选C。 17．（8分）如图是用木槌把糯米饭打成糍粑的场景，有人据此编了一道练习题：“已知木槌质量为，木槌刚接触糍粑时的速度是，打击糍粑后木槌静止，求木槌打击糍粑时平均作用力的大小。”解答此题，你是否发现，以上数据所描述的是一个不符合实际的情景，哪些地方不符合实际？ 【答案】；速度不符合实际 【详解】设竖直向下为正方向，对于木槌，根据动量定理可得 解得 表明木槌受到糍粑的平均作用力大小为4140N，方向竖直向上，根据牛顿第三定律可知，木槌打击糍粑时平均作用力的大小为4140N，方向竖直向下。 以上数据中速度大小不符合实际，实际速度不可能达到22m/s 。 18．（10分）如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为 、、 ．开始时C静止，A、B一起以 的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间， A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞．求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小． 【答案】2m/s 【详解】设碰后A的速度为，C的速度为，由动量守恒可得 碰后A、B满足动量守恒，设A、B的共同速度为，则 由于A、B整体恰好不再与C碰撞，故 联立以上三式可得 =2m/s 19．（10分）如图所示，质量M=8kg、倾角θ=30°的光滑斜面体静止在光滑的水平面上，斜面BC与水平面AB通过一小段圆弧平滑连接。质量m=2kg的物体静止于水平面上的D点，D、B两点间的距离L=10m。现给物体施加一水平向右的恒力F=10N，物体运动至B点时撤去该恒力，物体恰好能运动到斜面体的最高点。取重力加速度大小g=10m/s2。求： （1）物体到达B点时的速度大小和物体从D点运动到B点的时间； （2）斜面体斜面的长度。 【答案】（1）；；（2） 【详解】（1）设物体到达B点时的速度大小为vB，物体从点运动到点过程中，由动能定理有 解得 设物体从D点运动到B点的时间为t，由动量定理有 解得 （2）物体在斜面上滑行时，物体与斜面体组成的系统在水平方向动量守恒、机械能守恒，当物体运动到斜面体的最高点时，二者达到共同速度v，设斜面体斜面的长度为x，则有 解得 20．（12分）2020年12月1日23时11分，嫦娥五号的着上组合体成功着陆在月球的预定区域。由于其着陆腿具有缓冲、吸能、防振、防倾斜等功能，确保了着上组合体稳定可靠地完成与月球的“亲密拥抱”。 （1）着陆腿的工作原理可简化为：如图甲所示，附着轻弹簧的物块由静止释放，当物块在着地过程中速度减为零时，缓冲弹簧不再发生形变，物块即刻平稳地静止在地面上。设物块的质量为m，下落高度为H。 ①此过程中弹簧“吸收”物块的能量E是多少？ ②简要说明减小物块对地面冲击力的原理。 （2）着上组合体在月表上方约时自主确定着陆点并开始垂直降落。关闭发动机时，它对月面高，速度。具有“吸能”功能的四个着陆腿是用特制的铝蜂窝材料做成的，图乙是在地面做模拟试验时得到的着陆腿所受冲击力随位移变化的F-x曲线。假设着上组合体在月球着陆时，着陆腿所受的冲击力随位移变化的F-x曲线与图乙相同。请你估算着上组合体的质量M（计算时，取地球和月球的半径之比，质量之比，地球表面附近的重力加速度） 【答案】（1）①，②见解析；（2） 【详解】（1）①根据能量守恒定律可知此过程中弹簧“吸收”物块的能量为 ②物块着地过程中，根据动量定理有 由于一定，加缓冲弹簧使得变大，则冲击力F变小。 （2）设地球质量和半径分别为和，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为、和。 地球表面质量为m的物体所受重力近似等于万有引力，即 月球表面质量为m的物体所受重力近似等于万有引力，即 解得 如图所示，一个着陆腿的冲击力做功的估算值为与围成的矩形（阴影部分）面积，即 着上组合体减少的能量被四个着陆腿吸收，根据功能关系有 解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$