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人教高中物理选修第十六单元动量守恒定律测试题（共2套附解析）
资料简介
此卷只装订不密封
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
2018-2019学年高二上学期第十六单元训练卷
物 理 （一）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题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）
1．下列关于物体动量和冲量的说法中不正确的是( )
A．物体所受合外力冲量越大，它的动量就越大
B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定要改变
C．物体动量变化的方向，就是合外力冲量的方向
D．物体所受合外力越大，它的动量变化越快
2．一装有柴油的船静止于水面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱的油抽往后舱，如图所示。不计水的阻力，船的运动情况是( )
A．向前运动 B．向后运动
C．静止 D．无法判断
3．跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于( )
A．人跳在沙坑里的动量比跳在水泥地上的小
B．人跳在沙坑里的动量变化比跳在水泥地上的小
C．人跳在沙坑里受到的冲量比跳在水泥地上的小
D．人跳在沙坑里受到的平均作用力比跳在水泥地上的小
4．甲、乙两物体分别在恒力F1、F2的作用下，在光滑平面上沿同一直线运动，它们的动量随时间变化的关系如图所示。设甲在t1时间内所受的冲量为I1，乙在t2时间内所受的冲量为I2，则F、I的大小关系是( )
A．F1>F2，I1＝I2 B．F1I2 D．F1＝F2，I1＝I2
5．如图所示，足够长的长木板A静止在光滑的水平地面上，质量为1 kg的物体B以v0＝3 m/s的水平速度冲上A，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上。若从B冲到木板A上到相对木板A静止这段时间内摩擦力对长木板的冲量大小为2 N·s，则A、B最后的共同速度及长木板的质量分别为( )
A．1 m/s，1 kg B．1 m/s，2 kg
C．2 m/s，1 kg D．2 m/s，2 kg
6．A、B两球在光滑的水平面上相向运动，其中球A的质量为mA＝4 kg，两球发生碰撞前后的位移—时间图象情况如图所示，则可知( )
A．B球质量为2 kg
B．B球质量为6 kg
C．碰撞过程中损失的机械能为20 J
D．碰撞是弹性碰撞，无机械能损失
7．A、B两车与水平地面间的动摩擦因数相同，两车仅在摩擦力作用下由运动到静止，下列说法中正确的是( )
A．若两车的初动量相同，质量大的滑行时间长
B．若两车的初动能相同，质量大的滑行时间长
C．若两车质量相同，动量大的滑行时间长
D．若两车质量相同，动能大的滑行时间长
8．如图所示，一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45 m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01 s。下列说法正确的是( )
A．球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 N
B．球棒对垒球的平均作用力大小为360 N
C．球棒对垒球做的功为126 J
D．球棒对垒球做的功为36 J
9．如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生碰撞后的运动状态可能是( )
A．A和B都向左运动 B．A和B都静止
C．A向左运动，B向右运动 D．A静止，B向右运动
10．如图所示，物块A、B间拴接一个压缩后被锁定的弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中A物块最初与左侧固定的挡板相接触，B物块质量为2 kg。现剪断A、B间的细绳，解除对弹簧的锁定，在A离开挡板后，B物块的v－t图如图所示，则可知( )
A．在A离开挡板前，A、B系统动量不守恒，之后守恒
B．在A离开挡板前，A、B与弹簧组成的系统机械能守恒，之后不守恒
C．弹簧锁定时其弹性势能为9 J
D．若A的质量为1 kg，在A离开挡板后弹簧的最大弹性势能为3 J
二、实验题（本题共2小题，共17分）
11．(5分)某同学在探究物体弹性碰撞的特点时，先提出了如下假设：两个物体碰撞前后各自的质量与自己的速度的乘积之和是不变的。为了验证这个假设，该同学设计了如图1所示的实验装置：先将弹性a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样尺寸大小的弹性b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。
(1)在安装斜槽轨道时，要注意 。
(2)选择弹性小球a、b时，小球a、b的半径ra、rb应该满足关系：ra______rb(填“>”或“=”或“t1，所以F1>F2。
5．【答案】B
【解析】摩擦力对长木板的冲量大小为2 N·s，则摩擦力对物体B的冲量大小也为2 N·s，根据动量定理得：I＝mBv0－mBv，代入数据解得：v＝1 m/s，对长木板用动量定理，I＝mAv，代入数据解得：mA＝2 kg，故B正确。
6．【答案】B
【解析】根据图象可知，A、B两物体在2s末时刻发生碰撞，x﹣t图象的斜率表示速度，则碰前A的速度为：，B的速度为：。碰后的AB的速度为：v=。根据动量守恒定律得：mAvA+mBvB=（mA+mB）v，解得：mB=6kg，故A错误，B正确；根据能量守恒得，损失的机械能为：，代入数据得：△E=30J，故C、D错误。
7．【答案】CD
【解析】小车仅在摩擦力作用下由运动到静止，故小车减速运动的加速度a=f/m=μg不变。若两车的初动量相同，即p=mv相等，那么，质量大的初速度小，故滑行时间短，故A错误；若两车的初动能相同，即Ek=相等，那么，质量大的初速度小，故滑行时间短，故B错误；若两车质量相同，动量大的初速度大，故滑行时间长，故C正确；若两车质量相同，动能大的初速度大，故滑行时间长，故D正确。
8．【答案】AC
【解析】设球棒对垒球的平均作用力为F，由动量定理得·t＝m(vt－v0)，取vt＝45 m/s，则v0＝－25 m/s，代入上式，得＝1260 N，由动能定理得W＝mv－mv＝126 J，选项A、C正确。
9．【答案】BC
【解析】两球碰撞过程动量守恒，以两球组成的系统为研究对象，取水平向右方向为正方向，碰撞前系统总动量：
，系统总动量为0，系统动量守恒，则碰撞前后系统总动量都是0；若碰撞为完全非弹性碰撞，则碰撞后二者的速度相等，都是0；若碰撞不是完全非弹性碰撞，则碰撞后二者的速度方向运动相反，即A向左运动，B向右运动，故B、C正确，A、D错误。
10．【答案】ACD
【解析】在A离开挡板前，由于挡板对A有作用力，所以A、B系统所受合外力不为零，则系统动量不守恒；离开挡板之后，系统的合外力为零，动量守恒，故A正确；在A离开挡板前，挡板对A的作用力不做功，A、B及弹簧组成的系统在整个过程中只有弹簧的弹力做功，机械能都守恒，故B错误；解除对弹簧的锁定后至A刚离开挡板的过程中，弹簧的弹性势能释放，全部转化为B的动能，根据机械能守恒定律，有：，由图象可知，vB=3m/s，解得：Ep=9J，故C正确。分析A离开挡板后A、B的运动过程，并结合图象数据可知，弹簧伸长到最长时A、B的共同速度为v共=2m/s，根据机械能守恒定律和动量守恒定律，有：mBv0=（mA+vB）v共；；联立解得：E′p=3J，故D正确。
二、实验题（本题共2小题，共17分）
11．【答案】(1)使斜槽末端切线水平 (2) = (3)BD (4)46.42 maSOB=maSOA+maSOB
【解析】(1)小球离开斜槽后做平抛运动，为保证小球离开斜槽后做平抛运动，在安装斜槽轨道时，要注意使斜槽末端切线水平.
(2)若要保证两球是对心碰撞，需要两个球大小相同，则.
(3)如果碰撞过程系统动量守恒定律，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mava=mava'+mbvb′，小球离开斜槽后做平抛运动的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，两边同乘以时间t，mavat=mava't+mbvb′t，则有：maSOB=maSOA+mbSOB，则实验需要测量两球的质量、O点到A、B、C各点的距离sOA、sOB、sOC，故选BD；
(4)由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，O、B间的距离为46.42cm；由理论公式分析可知，实验需要验证的表达式为：maSOB=maSOA+mbSOB.
12．【答案】(1)接通打点计时器的电源 放开滑块1 (2)0.620 0.618 1.24 0.742 6.45 9.72
(3)滑块1、2碰撞前后的质量与速度乘积的矢量和 (4)纸带与打点计时器限位孔有摩擦
【解析】 (1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1.
(2)碰撞前滑块1的速度v1＝ m/s＝2 m/s，m1v1＝0.31×2 kg·m/s＝0.620 kg·m/s
碰撞前滑块2的速度v2＝0，
碰撞后两滑块具有相同的速度v＝ m/s＝1.2 m/s
m1v1′＋m2v2′＝(m1＋m2)v＝(0.310＋0.205)×1.2 kg·m/s＝0.618 kg·m/s
m1v＋m2v＝1.24 kg·m2/s2，m1v′＋m2v′＝0.742 kg·m2/s2
＋＝6.45 m/(s·kg)，＋＝9.72 m/(s·kg)．
(3)通过以上计算可知，碰撞中的不变量应是滑块1、2碰撞前后的质量与速度乘积的矢量和．
(4)计算结果不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦．
三、解答题（本题共4小题，共43分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
13．【解析】设加速后航天器的速度大小为v，由动量守恒定律有：
Mv0=-mv1+（M-m）v
解得
14．【解析】(1)若滑块A、B发生完全非弹性碰撞，则滑块B碰A后的两者速度相同，设碰后两者速度为v，据动量守恒可得：
解得：碰后B的速度
(2)若滑块A、B发生完全弹性碰撞，设碰后A、B速度分别为、，则
由动量守恒得：
由机械能守恒得：
联立解得：、
15．【解析】设分离前男女演员在秋千最低点B的速度为v0，由机械能守恒定律有
(m1＋m2)gR＝(m1＋m2)v
设刚分离时男演员速度的大小为v1，方向与v0相同；女演员速度的大小为v2，方向与v0 相反，由动量守恒定律有
(m1＋m2)v0＝m1v1－m2v2
分离后，男演员做平抛运动，设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t，根据题给条件，由运动学规律4R＝gt2，x＝v1t。女演员刚好回到A点，由机械能守恒定律得m2gR＝m2v，已知m1＝2m2，由以上各式可得x＝8R。
16．【解析】(1)物块A运动到和物块B碰撞前的瞬间，根据动能定理可知：－μmgL＝mv2－mv
解得：v＝3 m/s。
(2)以物块A和物块B为系统，根据动量守恒可知：mv＝(m＋M)v1
以物块B为研究对象，根据动量定理可知：I＝Mv1
解得：I＝2 N·s，方向水平向右。
(3)以物块A和物块B为系统，根据能量关系可知：ΔE＝mv2－(m＋M)v
解得：ΔE＝3 J。
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