《動(dòng)量》綜合訓(xùn)練卷

 

I卷(選擇題  40分)

一、選擇題(本題包括10小題。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的有多個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分。)

1.質(zhì)量為M的小車(chē)在水平地面上以速度v0勻速向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)車(chē)中的砂子從底部的漏斗中不斷流下時(shí),車(chē)子速度將(    )

A.減小         B.不變         C.增大          D.無(wú)法確定

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2.甲、乙兩物體質(zhì)量相等,并排靜止在光滑的水平面上,現(xiàn)用一水平外力F推動(dòng)甲物體,同時(shí)給乙一個(gè)與F同方向的瞬時(shí)沖量I,使兩物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩物體重新相遇時(shí),下列說(shuō)法正確的是        (    )

A.甲的動(dòng)量為I                    B.甲的動(dòng)量為2I

C.所經(jīng)歷的時(shí)間為2I/F             D.所經(jīng)歷的時(shí)間為I/F

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3.加拿大中微子觀察站揭示了中微子失蹤的原因,即觀察到的中微子數(shù)目比理論值少,是因?yàn)橹形⒆釉谶\(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,轉(zhuǎn)化成了一個(gè)μ子和一個(gè)τ子,對(duì)上述轉(zhuǎn)化有以下說(shuō)法,其中正確的是  (      )

A.該研究過(guò)程中牛頓第二定律和動(dòng)量守恒定律都能使用

B.該研究過(guò)程中牛頓第二定律和動(dòng)量守恒定律都不能再使用

C.若發(fā)現(xiàn)μ子和中微子的運(yùn)動(dòng)方向一致,則τ子的運(yùn)動(dòng)方向與中微子的運(yùn)動(dòng)方向也可能一致

D.若發(fā)現(xiàn)μ子和中微子的運(yùn)動(dòng)方向相反,則τ子的運(yùn)動(dòng)方向與中微子的運(yùn)動(dòng)方向也可能相反

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4.在質(zhì)量為M的小車(chē)中掛有一單擺,擺球的質(zhì)量為m0,小車(chē)(和單擺)以恒定的速度v0沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng),與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞,碰撞的時(shí)間極短。在此碰撞過(guò)程中,下列哪個(gè)或哪些說(shuō)法是可能發(fā)生的 (    )

A.小車(chē)、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化,分別變?yōu)?i>v1、v2v3,滿足(M+m0v0=M v1+mv2+m0v3

B.?dāng)[球的速度不變,小車(chē)和木塊的速度變?yōu)?i>v1v2,滿足Mv0=M v1+mv2

C.?dāng)[球的速度不變,小車(chē)和木塊的速度都變?yōu)?i>v,滿足Mv0=(M+mv

D.小車(chē)和擺球的速度都變?yōu)?i>v1,木塊的速度變?yōu)?i>v2,滿足(M+m0v0=M+m0v1 +mv2

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A.        B.         C.         D.

6.向空中發(fā)射一物體,不計(jì)空氣阻力。當(dāng)此物體的速度恰好沿水平方向時(shí),物體炸裂成ab兩塊,若質(zhì)量較大的a塊的速度方向仍沿原來(lái)的方向,則(    )

A.b的速度方向一定與原速度方向相反

B.從炸裂到落地的這段時(shí)間里,a飛行的水平距離一定比b的大

C.a、b一定同時(shí)到達(dá)水平地面

D.在炸裂過(guò)程中,a、b受到的爆炸力的沖量大小一定相等

7.如圖所示,兩物體A、B用輕質(zhì)彈簧相連靜止在光滑水平面上,現(xiàn)同時(shí)對(duì)A、B兩物體施加等大反向的水平恒力F1、F2,使A、B同時(shí)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,對(duì)A、B兩物體及彈簧組成的系統(tǒng),正確的說(shuō)法是(整個(gè)過(guò)程中彈簧不超過(guò)其彈性限度) (    )

A.動(dòng)量始終守恒

B.機(jī)械能始終守恒

C.當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)到最長(zhǎng)時(shí),系統(tǒng)的機(jī)械能最大

D.當(dāng)彈簧彈力的大小與F1F2的大小相等時(shí),A、B兩物體速度為零。

8.如圖所示,小車(chē)B靜止于水平軌道上,其左端固定一根勁度系數(shù)為K的輕彈簧,小車(chē)B的質(zhì)量為m2。小車(chē)A的質(zhì)量為m1,從高出水平軌道h處由靜止開(kāi)始沿曲軌道滑下,在水平軌道上與小車(chē)B發(fā)生相互作用。若軌道是光滑的,則彈簧壓縮量最大時(shí),A車(chē)的速度vA和彈簧的彈性勢(shì)能Ep分別為(    )

A.vA=EP=m1gh                        B.,EP=m1gh/2

C.             D.vA=,

9.如圖所示,質(zhì)量分別為m和2m的A、B兩個(gè)木塊間用輕彈簧相連,放在光滑水平面上,A靠緊豎直墻.用水平力F將B向左壓,使彈簧被壓縮一定長(zhǎng)度,靜止后彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能為E.這時(shí)突然撤去F,關(guān)于A、B和彈簧組成的系統(tǒng),下列說(shuō)法中正確的是(     )

A.撤去F后,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒

B.撤去F后,A離開(kāi)豎直墻前,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,機(jī)械能守恒

C.撤去F后,A離開(kāi)豎直墻后,彈簧的彈性勢(shì)能最大值為E

D.撤去F后,A離開(kāi)豎直墻后,彈簧的彈性勢(shì)能最大值為E/3

10.如圖所示,分別用兩個(gè)恒力F1F2,先后兩次將質(zhì)量為m的物體從靜止開(kāi)始沿著同一個(gè)粗糙的固定斜面由底端推到頂端。第一次力F1的方向沿斜面向上,第二次力F2的方向沿水平向右,兩次所用的時(shí)間相同。在這兩個(gè)過(guò)程中(    )

A.F1F2所做的功相同

B.物體機(jī)械能變化相同

C.F1F2對(duì)物體的沖量大小相同

D.物體動(dòng)量的變化量相同

 

卷(非選擇題  60分)

二、非選擇題(本題包括6題)

11.(6分)某同學(xué)用圖(1)所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。圖中PQ是斜槽,QR為水平槽。實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡。重復(fù)上述操作10次,得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡。重復(fù)這種操作10次。圖(1)中O點(diǎn)是水平槽末端R在記錄紙上的重直投影點(diǎn)。B球落點(diǎn)痕跡如圖(2)所示,其中米尺水平放置,且平行于GR、O所在的平面,米尺的零點(diǎn)與O點(diǎn)對(duì)齊。

(1)碰撞后B球的水平程應(yīng)取為_(kāi)____________cm。

(2)在以下選項(xiàng)中,哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量?答:_____________(填選項(xiàng)號(hào))。

A.水平槽上未放B球時(shí),測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離

B.A球與B球碰撞后,測(cè)量A球落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離

C.測(cè)量A球或B球的直徑

D.測(cè)量A球和B球的質(zhì)量(或兩球質(zhì)量之比)

E.測(cè)量G點(diǎn)相對(duì)于水平槽面的高度

12.(9分)氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器。它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上,滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦。我們可以用帶有豎直擋板CD的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊AB來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì)),采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下:

A.用天平分別測(cè)出滑塊AB的質(zhì)量mA、mB。 

B.調(diào)整氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌處于水平。

C.在AB間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧,用電動(dòng)卡銷(xiāo)鎖定,靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上。

D.用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L1。

E.按下電鈕放開(kāi)卡銷(xiāo),同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作。當(dāng)A、B滑塊分別碰撞CD擋板時(shí)停止計(jì)時(shí),記下A、B分別到達(dá)CD的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1t2。

(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是__________________________________。

(2)利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是________________,上式中算得的A、B兩滑塊的動(dòng)量大小并不完全相等,產(chǎn)生誤差的原因是___________________________________。

(3)利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能否測(cè)出被壓縮彈簧的彈性勢(shì)能的大。咳缒,請(qǐng)寫(xiě)出表達(dá)式。

答:____________________________________________________________________

13.(8分)如圖所示,AB為一光滑水平橫桿,桿上套一質(zhì)量為M的小圓環(huán),環(huán)上系一長(zhǎng)為L質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩,繩的另一端拴一質(zhì)量為m的小球,現(xiàn)將繩拉直,且與AB平行,由靜止釋放小球,則當(dāng)線繩與A Bθ角時(shí),圓環(huán)移動(dòng)的距離是多少?

 

 

14.(10分)2005年7月4日13時(shí)52分,美國(guó)宇航局“深度撞擊”號(hào)探測(cè)器釋放的撞擊器“擊中”目標(biāo)――坦普爾1號(hào)彗星,這次撞擊只能使該彗星自身的運(yùn)行速度出現(xiàn)每秒0.0001mm的改變。探測(cè)器上所攜帶的總質(zhì)量達(dá)370kg的彗星“撞擊器”將以每小時(shí)38000km的速度徑直撞向彗星的彗核部分,撞擊彗星后融化消失。

問(wèn):根據(jù)以上數(shù)據(jù),估算一下彗星的質(zhì)量是多少?(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

 

 

15.(12分)如圖所示,一質(zhì)量為M的平板車(chē)B放在光滑水平面上,在其右端放一質(zhì)量為m的小木塊A,mM,A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)給AB以大小相等、方向相反的初速度v0,使A開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),B開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),最后A不會(huì)滑離B,求:

(1)A、B最后的速度大小和方向;

(2)從地面上看,小木塊向左運(yùn)動(dòng)到離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)處時(shí),平板車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的位移大小。

 

 

16.(15分)2005年10月12日我國(guó)“神州”六號(hào)載人飛船發(fā)射成功,飛船在軌飛行五天后,于1017安全返回主著陸場(chǎng)。這次發(fā)射是人類(lèi)探索太空歷史上的又一次重要成就,進(jìn)一步鞏固了中國(guó)作為世界載人航天大國(guó)的地位。

設(shè)“神州”六號(hào)飛船環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),并在此圓軌道上繞行n圈,飛行時(shí)間為t。已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g。

(1)導(dǎo)出飛船在上述圓軌道上運(yùn)行時(shí)離地面高度h的公式(用t、nR、g表示)

(2)飛船在著陸前先進(jìn)行變軌,在預(yù)定地點(diǎn)A處啟動(dòng)飛船上的推進(jìn)器,為了使飛船從圓軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ(如圖所示),推進(jìn)器是向前噴氣還是向后噴氣?若瞬時(shí)噴出的氣體質(zhì)量為,噴氣后飛船的速度變?yōu)?sub>,噴氣的速度應(yīng)為多大?(涉及動(dòng)量問(wèn)題時(shí),噴出氣體的質(zhì)量相對(duì)飛船質(zhì)量可忽略不計(jì))

《動(dòng)量》綜合訓(xùn)練卷參考答案

1.B(砂子落下時(shí)具有與車(chē)相同的水平速度v0,由動(dòng)量守恒得,車(chē)速不變。)

2.BC(兩物體相遇時(shí)位移相等,即,得,甲的動(dòng)量為mv=2mv0=2I,所用時(shí)間為v/a=2I/F,故BC正確)

3.C(本題考查動(dòng)量守恒及學(xué)生對(duì)牛頓第二定律和動(dòng)量守恒定律使用條件的理解。)

4.BC(由于碰撞時(shí)間極短,擺球仍保持原來(lái)的速度大小和方向。)

5.B(彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),A的加速度為零,速度才達(dá)最大。由系統(tǒng)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒可得B選項(xiàng)正確。)

6.CD(水平方向動(dòng)量守恒,炸后兩物體做平拋運(yùn)動(dòng)。C、D正確。)

7.AC(本題考查對(duì)兩個(gè)守恒定律的使用條件的理解。)

8.C(本題考查動(dòng)量、機(jī)械能守恒定律。注意彈簧壓縮量最大時(shí),A、B速度相同。)

9.BD (A離開(kāi)墻前墻對(duì)A有彈力,這個(gè)彈力雖然不做功,但對(duì)A有沖量,因此系統(tǒng)機(jī)械能守恒而動(dòng)量不守恒;A離開(kāi)墻后則系統(tǒng)動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒.A剛離開(kāi)墻時(shí)刻,B的動(dòng)能為E,動(dòng)量為p=向右;以后動(dòng)量守恒,因此系統(tǒng)動(dòng)能不可能為零,當(dāng)A、B速度相等時(shí),系統(tǒng)總動(dòng)能最小,這時(shí)的彈性勢(shì)能為E/3.)

10.BD(兩次物體的位移和運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相等,所以末速度相同,物體機(jī)械能增量和動(dòng)量增量都相同,B、D正確。F2作用下,摩擦力大,產(chǎn)生的內(nèi)能多,故F2做的功多;F2大于F1F2的沖量大。)

11.(1)64.7(答數(shù)在64.2到65.2范圍內(nèi)的都給分。)(3分)

(2)A、B、D(不是A、B、D的均給零分。)(3分)

12.(1)B的右端至D板的距離L2(2分)

(2)(3分), 測(cè)量時(shí)間、距離等存在誤差,由于阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差。(學(xué)生只要答對(duì)其中兩點(diǎn)即可)(2分)

(3)能測(cè)出彈性勢(shì)能的大小,其表達(dá)式為。(2分)

13.解析:系統(tǒng)在水平方向不受外力,該方向上動(dòng)量守恒。設(shè)細(xì)繩與ABθ角時(shí)小球的水平速度為v,圓環(huán)的水平速度為V,則由水平方向動(dòng)量守恒有:

MV=mv     ①    (2分)

因?yàn)槿我鈺r(shí)刻Vv均滿足這一關(guān)系,加之時(shí)間相同,公式中的Vv可分別用其水平位移替代,則上式可寫(xiě)為:   Md=m[(L-Lcosθ)-d]    ②(4分)

解得圓環(huán)移動(dòng)的距離:   d=mL(1-cosθ)/(M+m)    ③(2分)

14.(10分)解:以彗星和撞擊器組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,設(shè)彗星的質(zhì)量為M,初速度為v01,撞擊器質(zhì)量m=370kg,速度v02=38000km/h=1.1×104m/s,撞擊后速度為v

由動(dòng)量守恒定律得:

      ①

由于M遠(yuǎn)大于m,所以,上式可以化為:             ②

解得:                ③

由題給信息知,撞擊后彗星的運(yùn)行速度改變了0.0001 mm/s,即

m/s ④

代入③式解得    M≈4×1013kg              ⑤

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):①式3分,②式2分,  ③式1分,④式3分,⑤式1分

15.解析:(1)由A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒定律得:

Mv0-mv0=(M+mv          (3分)

所以v=v0 ,方向向右(2分)

(2)A向左運(yùn)動(dòng)速度減為零時(shí),到達(dá)最遠(yuǎn)處,此時(shí)板車(chē)移動(dòng)位移為s,速度為v′,則由動(dòng)量守恒定律得:Mv0-mv0=Mv′                      ①(2分)

對(duì)板車(chē)應(yīng)用動(dòng)能定理得:-μmgs=mv2-mv02                                         ②(3分)

聯(lián)立①②解得:s=v02(2分)

16.解:設(shè)地球質(zhì)量為M,飛船質(zhì)量為m,引力常量為G,在圓軌道上運(yùn)行周期為T,由萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律得       ①    (3分)

由題意得                 ②    (1分)

飛船在地面上時(shí)              ③    (2分)

由以上各式得,離地面的高度          ④     (2分)

(2)推進(jìn)器應(yīng)向前噴氣,使飛船減速。

飛船在圓軌道上的運(yùn)行速度          ⑤    (2分)

設(shè)噴氣的速度為v,由動(dòng)量守恒定律得        ⑥    (3分)

由以上各式得     ⑦    (2分)


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