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第七章 动量守恒定律
测试卷
(考试时间:90 分钟 试卷满分:100 分)
注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第II 卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、
学号填写在试卷上。
2.回答第I 卷时,选出每小题答案后,将答案填在选择题上方的答题表中。
3.回答第II 卷时,将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷(选择题 共48 分)
一、选择题(共12 小题,每小题4 分,共48 分。在每小题给出的四个选项中,第1-8 题只有一项符合题目
要求,第9-12 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.如图所示,轻弹簧的下端系着质量相等的a、b 两球,两小球之间由轻质细线连接,系统静止时弹簧未
超出弹性限度。现剪断a、b 间细线,在接下来的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.a、b 两球组成的系统机械能守恒
B.a、b 两球和轻弹簧组成的系统机械能守恒
C.a、b 两球组成的系统动量守恒
D.a、b 两球和轻弹簧组成的系统动量守恒
2.如图所示,OA、OB 为两条不同的光滑轨道,端点O、A、B 都在竖直圆周上,OC 竖直直径。完全相同
的两个小球分别从A、B 两点沿两条轨道由静止开始同时释放,不计空气阻力。两小球到达O 点的过程中,
下列判断正确的是( )
A.沿BO 轨道运动的小球先到达O 点
B.两个小球重力的冲量不相同
1
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C.两小球的动量变化率相同
D.沿AO 轨道运动小球的动量变化率大
3.如图所示,若手机质量m=200g,从离人眼约h=20cm 的高度无初速掉落,砸到眼睛后经
=0.01s 手机
停止运动,取重力加速度g=10m/s2,下列分析正确的是( )
A.手机对眼睛的作用力大小约为30N
B.手机对眼睛的作用力大小约为40N
C.全过程手机重力的冲量大小约为0.42N•s
D.全过程手机重力的冲量大小约为0.40N•s
4.如图所示,质量为m 的人立于平板车上,人与车的总质量为m0,人与车以速度v1在光滑水平面上向右
匀速运动,当此人相对于车以速度v2竖直跳起时,车的速度变为( )
A.
,向右
B.
,向右
C.
,向右
D.
,向右
5.如图,质量为
的小球A 沿光滑水平面以速度
向右运动,与质量为
的静止小球B 发生碰撞,碰撞
后小球A 以速率
(
为待定系数)弹回,然后与固定挡板P 发生弹性碰撞,要使A 球能与B 球再次
发生碰撞,则k 的取值范围应满足( ).
A.
B.
C.
或
D.
6.如图甲所示,一轻弹簧的两端分别与质量为
和
的两物块相连接,并且静止在光滑的水平桌面上。
现使m1瞬时获得水平向右的速度3m/s,以此刻为计时零点,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,
以下说法正确的是( )
2
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A.两物块的质量之比为
B.在
时刻和
时刻弹簧的弹性势能均达到最大值
C.
时间内,弹簧的长度大于原长
D.
时间内,弹簧的弹力逐渐减小
7.一粒水银珠竖直地掉在光滑的水平玻璃板上,分成三粒小水银珠1、2、3,以相等的速率在玻璃板上沿
三个方向运动,如图所示。小水银珠1 与2、2 与3、3 与1 的运动方向之间的夹角分别为
、
、
。小水银珠1、2、3 的质量之比为( )
A.
B.
C.
D.
8.一位解放军海军士兵蹲在皮划艇上进行射击训练,用步枪在t 时间内沿水平方向发射了7 发子弹。若该
士兵连同装备和皮划艇的总质量是M,发射每两发子弹之间的时间间隔相等,每发子弹的质量为m,子弹
离开枪口的对地速度为
。射击前皮划艇是静止的,不考虑水的阻力,忽略因射击导致装备质量的减少,
则在t 时间内皮划艇的位移为( )
A.
B.
C.
D.
9.如图所示,丝网版画有其独特的绘画语言,其艺术水准可与国画、油画等其它艺术作品相媲美。丝网
版画在显影时需要用高压水枪冲洗,若高压水枪喷口的截面积为,喷口的出水速度为,水的密度为
,
喷口工作时水流垂直射到版画上,之后水与版画接触并在平面上散开,以下说法正确的是( )
A.若仅减小喷口水柱的横截面积,可以增大水对版画冲击产生的压强
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B.若仅减小喷口水柱的横截面积,可以减小水对版画冲击产生的压力
C.若仅将喷水速度增大到原来的2 倍,可以使水对版画产生的压力增大到原来的4 倍
D.若仅将喷水速度增大到原来的2 倍,可以使水对版画产生的压强增大到原来的2 倍
10.带有
光滑圆弧轨道,质量为
的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示,一质量也为
的小球以速
度
水平冲上滑车,到达某一高度后,小球又返回车的左端,则( )
A.小球返回车的左端时,速度为零
B.小球返回车的左端时,速度为
C.小球上升到最高点时,小车的速度为
D.小球在弧形槽上上升的最大高度为
11.溜冰车是冬季最受欢迎的娱乐项目之一,冰车的钢制滑板与冰面间的动摩擦因数很小,可近似认为接
触面光滑。如图所示,某次游戏时甲在左、乙在右,甲、乙乘坐各自的冰车一起以
的速度向冰面
的左侧壁滑行,某时刻甲用力将乙推开。再次游戏时乙在左、甲在右,二者一起再以2 m/s 的速度向冰面
的左侧壁滑行,某时刻甲再次用力将乙推开。已知甲与冰车的总质量为
,乙与冰车的总质量为
,冰车与侧壁的碰撞可看作弹性碰撞,下列说法正确的是( )
A.甲在左、乙在右,二者分开时只要甲的速度大小大于3 m/s,乙的运动就反向
B.甲在左、乙在右,若二者分开时甲的速度大小为6 m/s,则甲与左侧壁碰后还能与乙再次相碰
C.乙在左、甲在右,若二者分开时乙的速度大小为5 m/s,则甲反向运动
D.乙在左、甲在右,二者分开,乙与左侧壁碰后总能追上甲
12.如图,两辆完全相同的小车A 和B 静止在光滑水平面上,两小车紧靠在一起而不粘连,在小车A 上竖
直固定一轻质细杆,长
的轻质细绳的一端系在细杆顶端,另一端拴一质量m=1kg 的小球,已知小车
的质量M=2m,重力加速度g=10m/s2,细杆的高度大于绳长。现将小球向右拉至细绳水平且绷直后由静止
释放,下列说法正确的是( )
4
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A.小球与两小车组成的系统动量守恒
B.释放小球后到小球第一次到达最低点过程中,小车A 对小车B 的弹力一直增大
C.小球第一次到达最低点后能向左上升的最大高度为
D.小球第二次到达最低点时小球与小车A 的速率之比为8 7∶
第II 卷(非选择题 共52 分)
二、实验题(满分14 分)
13.某同学设计了如图甲所示的装置验证动量守恒定律:
(1)小车a 的前端粘有质量不计的橡皮泥,在小车a 后连着纸带,纸带通过电磁打点计时器,长木板下垫
着小木块,开始时未放小车b,移动长木板下的小木块,轻推小车a,直到纸带上打下的点迹________;
(填“均匀”或“不均匀”)
(2)在小车a 的前方放置一个与a 材料相同的静止小车b,推动小车a 使之运动,之后与小车b 相碰并粘
合成一体,若已测得打点的纸带如图乙所示,O 为运动的起点,x1、x2、x3、x4分别为OA、AB、BC、CD
的长度,则应选________段来计算a 碰撞前的速度,应选________段来计算a 和b 碰后的共同速度;(以
上两空均选填“x1”“x2”“x3”或“x4”)
(3)设a 的质量为ma、b 的质量为mb,要验证碰撞中的动量守恒定律,要验证的关系为________(选
ma、mb、x1、x2、x3、x4来表示)。
14.如图所示,载有物资的热气球静止于距水平地面
的高处,现将质量为
的物资以相对
地面的速度
水平投出,物资落地时速度大小为
。物资抛出后经
热气球的速度变为
,方向竖直向上。投出物资后热气球的总质量为
,所受浮力不变,重力加速度g 取10
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,求:
(1)物资运动过程中克服空气阻力所做的功;
(2)热气球抛出物资后5s 内所受空气阻力冲量的大小。
15.如图所示,光滑曲线轨道
分别与竖直轨道
、粗䊁水平地面
平滑连接,
右端与光滑半圆
轨道
平滑连接,半圆轨道直径为
。
长为
,竖直轨道的最高点A 与地面高度差
。质
量为
的小滑块P 从A 点静止释放,之后在
点与静止放置在该处的小滑块Q 发生碰撞,碰撞过程机械能
损失不计。已知小滑块Q 的质量也为
,小滑块Q 被撞后的瞬间对轨道的压力突然增大了
。已知重力
加速度为
。
(1)求水平轨道的动摩擦因数
;
(2)如果小滑块P 的质量变为
(
为正数),如果要求小滑块Q 在半圆轨道
段运动过程中没有脱
离圆弧(设碰撞后P 立即拿走,不发生两次碰撞),求
的取值范围。
16.跑酷不仅可以强健体质,也可使得自身反应能力更加迅速。现有一运动员在图示位置起跳,运动过程
姿势不变且不发生转动,到达墙面时鞋底与墙面接触并恰好不发生滑动,通过鞋底与墙面间相互作用可以
获得向上的升力。已知运动员起跳时速度为
,
与水平方向夹角为θ,到达墙壁时速度方向恰好与墙面
垂直,运动员鞋底与墙面的动摩擦因数为μ(
),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为
g,全过程忽略空气阻力影响。
(1)求运动员起跳时的水平分速度
与竖直分速度
;
(2)运动员与墙发生相互作用的时间为t,蹬墙后速度竖直向上,不再与墙发生相互作用,求蹬墙后运动
员上升的最大高度H;
(3)若运动员蹬墙后水平方向速度大小不变,方向相反,为了能够到达起跳位置的正上方,且距离地面
高度不低于蹬墙结束时的高度,求运动员与墙发生相互作用的最长时间
。
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17.如图所示,P 为固定的竖直挡板,质量为
的长木板A 静置于光滑水平面上(A 的上表面略低于挡板
P 下端),质量为m 的小物块B(可视为质点)以水平初速度
从A 的左端向右滑上A 的上表面,经过一
段时间A、B 第一次达到共同速度,此时B 恰好未从A 上滑落,然后物块B 与长木板A 一起向右运动,在
时刻,物块B 与挡板P 发生了第一次碰撞,经过一段时间物块B 与长木板A 第二次达到共同速度,之
后物块B 与挡板P 发生了很多次碰撞,最终在
(未知)时恰好相对地面静止。已知A、B 间的动摩擦
因数为
,重力加速度为g,物块与挡板P 发生碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短,求:
(1)木板A 的长度;
(2)
时间内B 经过的路程:
(3)
的值。
7