2018-2019学年沪科版高中物理选修3-5（课件+教师用书+学业分层测评）：第1章 1.4美妙的守恒定律 (3份打包)

学业分层测评(四) (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．(多选)在光滑水平面上，动能为Ek0、动量大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反，将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为Ek1、p1，球2的动能和动量的大小分别记为Ek2、p2，则必有 ( ) A．Ek1<Ek0 B．p1<p0 C．Ek2>Ek0 D．p2>p0 【解析】两个钢球在相碰过程中同时遵守能量守恒和动量守恒，由于外界没有能量输入，而碰撞中可能产生热量，所以碰后的总动能不会超过碰前的总动能，即Ek1＋Ek2≤Ek0，A正确，C错误；另外，A选项也可写成，B正确；根据动量守恒，设球1原来的运动方向为正方向，有p2－p1＝p0，D正确．＜ 【答案】ABD 2．如图1­4­10所示，质量为M的小车原来静止在光滑水平面上，小车A端固定一根轻弹簧，弹簧的另一端放置一质量为m的物体C，小车底部光滑，开始时弹簧处于压缩状态，当弹簧释放后，物体C被弹出向B端运动，最后与B端粘在一起，下列说法中正确的是 ( ) 图1­4­10 A．物体离开弹簧时，小车向右运动 B．物体与B端粘在一起之前，小车的运动速率与物体C的运动速率之比为 C．物体与B端粘在一起后，小车向右运动 D．整个作用过程中，A、B、C及弹簧组成的系统的机械能守恒 【解析】系统动量守恒，物体C离开弹簧时向右运动，动量向右，系统的总动量为零，所以小车的动量方向向左，由动量守恒定律有mv1－Mv2＝0，所以小车的运动速率v2与物体C的运动速率v1之比.当物体C与B粘在一起后，由动量守恒定律知，系统的总动量为零，即小车静止．弹性势能转化为内能． 【答案】B 3.如图1­4­11所示，质量相等的三个小球a、b、c在光滑的水平面上以相同的速率运动，它们分别与原来静止的A、B、C三球发生碰撞，碰撞后a继续沿原方向运动，b静止，c沿反方向弹回，则碰撞后A、B、C三球中动量数值最大的是( ) 图1­4­11 【导学号：06092056】 A．A球 B．B球 C．C球 D．三球一样大 【解析】在三小球发生碰撞的过程中，动量都是守恒的，根据动量守恒关系式：mv0＝mv＋Mv′，整理可得：Mv′＝mv0－mv，取初速度方向为正方向，不难得出C球的动量数值是最大的．故只有选项C正确． 【答案】C 4．在光滑的水平面上，有两个静止的小车，车上各站着一个运动员，两车(包含负载)的总质量均为M.设甲车上的人接到一个质量为m，沿水平方向飞来的速率为v的篮球；乙车上的人把原来在车上的同样的篮球沿水平方向以速率v掷出去．则这两种情况下，甲、乙两车所获得的速度大小的关系是(以上速率都是相对地面而言) ( ) 【导学号：06092057】 A．v甲>v乙 B．v甲<v乙 C．v甲＝v乙 D．视M、m和v的大小而定 【解析】甲车和球组成的系统水平方向动量守恒，有mv＝(M＋m)v甲，得v甲＝，故v甲＜v乙，B正确．；乙车和球组成的系统，水平方向动量守恒，有(M－m)v乙－mv＝0，得v乙＝ 【答案】B 5．(多选)用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块，木块静止，如图1­4­12所示．现有一质量为m的子弹自左方水平射向木块，并停留在木块中，子弹初速度为v0，则下列判断正确的是 ( ) 【导学号：06092058】 图1­4­12 A．从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒 B．子弹射入木块瞬间动量守恒，故子弹射入木块瞬间子弹和木块的共同速度为 C．忽略空气阻力，子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒，其机械能等于子弹射入木块前的动能 D．子弹和木块一起上升的最大高度为 【解析】从子弹射向木块到一起运动到最高点的过程可以分为两个阶段：子弹射入木块的瞬间系统动量守恒，但机械能不守恒，有部分机械能转化为系统内能，之后子弹在木块中与木块一起上升，该过程只有重力做功，机械能守恒但总能量小于子弹射入木块前的动能，因此A、C错误；由子弹射入木块瞬间动量守恒可得子弹射入木块后的共同速度为，D正确．，B正确；之后子弹和木块一起上升，该阶段机械能守恒，可得上升的最大高度为 【答案】BD 6．一列火车共有n节车厢，各节车厢质量相等，相邻车厢间留有空隙，首端第一节车厢以速度v向第二节撞去，并连接在一起，然后再向第三节撞去，并又连接在一起，这样依次撞下去，使n节车厢全部运动起来，那么最后火车的速度是________(铁轨对车厢的摩擦不计)． 【解析】n节车厢的碰撞满足动量守恒，即mv＝nmv′， 得最后火车的速度v′＝. 【答案】 7．在光滑水平面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都为m，B球静止，A球向B球运动，发生正碰．已知碰撞过程中机械能守恒，两球压缩最紧时弹性势能为Ep，则碰前