高中物理选修3-5全部学案练习题

这是一份高中物理选修3-5全部学案练习题，共42页。试卷主要包含了对于力的冲量的说法，正确的是，下列说法正确的是，一个质量为0，8J，不同的金属对应着不同的极限频率等内容，欢迎下载使用。
§1 动量 冲量
（一）教学目标
1．理解冲量和动量的概念，知道它们的单位和定义。
2．理解冲量和动量的矢量性，理解动量变化的概念。知道运用矢量运算法则计算动量变化，会正确计算一维的动量变化.
（二）教学重点： 动量和冲量的概念 （三）教学难点：动量变化量的计算
（四）知识梳理 ： 思考与讨论：
（1）取几颗弹丸，分发给学生传看.将一颗弹丸装入玩具手枪，一手持枪，一手持纸靶，沿平行于黑板的方向击发：弹丸穿透纸靶接着，佯装再次装弹(不让学生知道实际是空膛)，声明：数到"三"时，开枪然后举枪指向某一区域的同学，缓缓地数出"一、二 、三"，不等枪响，手枪所指区域的同学即已作出或抵挡或躲避的防御反应
（2）空气中的气体分子具有很大的速度(可达105m/s)，它们无时不在撞击着我们最珍贵也是最薄弱的部位——眼睛，为什么我们却毫不在乎?
一、动量（1）物理意义
（2）定义
（3）定义公式
（4）单位(两个相等的单位)
（5）性质
(6)理 解;动量是状态量，对应速度为瞬时速度。动量是矢量，动量的改变的理解与计算遵循平行四边形定则。动量大小与动能大小之间的关系：
（7）动量的改变的定义及公式、方向性
例1．质量为0.2kg的垒球以30m/s的速度飞向击球手经击球手奋力打击后，以50m/s的速度反弹，设打击前后，垒球沿同一直线运动，试分析：(1)打击后，垒球的动量大小是变大了还是变小了，变大或变小了多少?(2)在打击过程中，垒球的动量变化是多大?方向如何?
(3)思考：在(1)、(2)两问中，结果为什么会不同?



例2．下列关于动量的说法中，正确的是： （ ）
A．物体做匀速圆周运动的动量总是在改变，而它的动能不变；
B．物体做匀速圆周运动半周时间的动量改变为零，其动能改变也为零；
C．物体做匀速圆周运动1/4周时间动量改变的大小为原来的2倍；
D．物体的运动状态改变，其动量一定改变
思考与讨论：（1） 如果一个物体处于静止状态，其动量为零.那么，我们怎样使它获得动量呢? （2）使静止物体获得动量的方法：施加作用力，并持续作用一段时间.
（3）使物体获得一定大小的动量，既可以用较大的力短时间作用，也可以用较小的力长时间作用。（请学生思考：跳高和跳远有何区别？并举出短时间内使物体获得动量的若干实例）即不论力的大小和作用时间如何，只要两者的乘积相同，则产生的动力学效果就相同。




二、冲量（1）物理意义
（2）定义
（3）定义公式及适用条件
（4）单位(两个相等的单位)
（5）性质
（6）理解：冲量是过程量，要注意是哪个力在那个过程的冲量。冲量的物理意义可以用图像法描述。要注意意义的拓展。
例3.关于冲量的运算：静止在水平桌面上的物体，受到一个推力(以水平向右为正向)， 则：
（1）力在6s内的冲量是多少?方向如何?
（2）这个冲量在数值上与F---t图中阴影面积有何联系?
t/s
F/N
2
4
6
5
10
15
0
t/s
F/N
2
4
6
5
10
15
0
（3）如果推力方向不变，在6s内从零均匀增大到15N，你能计算出6s内的冲量吗?
t/s
F/N
2
4
6
0
5
10
15
例4．在光滑水平桌面上静置一物体，现用方向不变的水平力作用在物体上，已知力的大小随时间变化如图所示，试求0～6s内作用力的总冲量。





例5．如图所示为马车模型，马车质量为m ，马的拉力F与水平方向成θ角，在拉力F的拉力作用下匀速前进了时间t，则在时间t内拉力、重力、阻力对物体的冲量大小分别为： （ ）
A．Ft，0，Ftsinθ
B．Ftcosθ，0，Ftsinθ
C．Ft，mgt，Ftcosθ
D．Ftcosθ，mgt ，Ftcosθ
例6．质量相等的A、B两个物体，沿着倾角分别为α和β的两个光滑斜面，由静止从同 一高度h 2开始下滑到同样的另一高度h 1 的过程中（如图所示），A、B两个物体相同的物理量是（ ）
A．所受重力的冲量；B．所受支持力的冲量；C．所受合力的冲量；D．动量改变量的大小




同步训练：
1．对于力的冲量的说法，正确的是： （ ）
A．力越大，力的冲量就越大；B．作用在物体上的力大，力的冲量也不一定大
C．F1与其作用时间t1的乘积F1t1等于F2与其作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量相
同；D．静置于地面的物体受到水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量为零
2．一个质量为m的小钢球，以速度v1竖直向下射到质量较大的水平钢板上，碰撞后被 竖直向上弹出，速度大小为v2，若v1 = v2 = v，那么下列说法中正确的是： （ ）
A．因为v1 = v2，小钢球的动量没有变化B．小钢球的动量变化了，大小是2mv，方向竖直向上；C．小钢球的动量变化了，大小是2mv，方向竖直向下；D．小钢球的动量变化了，大小是mv，方向竖直向上。
3．物体动量变化量的大小为5kg·m/s，这说明： （ ）
A．物体的动量在减小 B．物体的动量在增大
C．物体的动量大小也可能不变 D．物体的动量大小一定变化
4．以初速度20m／s竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体，不计空气阻力，g取10m/s2．则抛出后第1s末物体的动量为______kg·m/s，抛出后第3s末物体的动量为____kg·m/s，抛出3s内该物体的动量变化量是_____kg·m/s．(设向上为正方向)

5．如图所示，用一个与水平面成θ角的恒力F，推着质量为m的木箱沿光滑水平面运动，则在作用时间t内，下列说法中正确的是：（ ）
A．推力的冲量Ftcosθ B．重力的冲量为0
C．推力F的冲量是Ft； D．木箱的合外力冲量是Ft
6．在离地面同一高度有质量相同的三个小球、、，球以速率竖直上抛，球以相同速率竖直下抛，球做自由落体运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．球与球落地时动量相同； B．球与球落地时动量的改变量相同；
C．三球中动量改变量最大的是球，最小的是球；
D．只有、两球的动量改变量方向是向下的。
7．对于力的冲量的说法，正确的是： （ ）
A．力越大，力的冲量就越大B．作用在物体上的力越大，力的冲量也不一定大
C．F1与其作用时间t1的乘积F1t1的大小等于F2与其作用时间t2的乘积F2t2的大小，则这两个冲量相同
D．静置于地面的物体受到水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量为零
8．下列说法正确的是：（ ）
A．动量为零时，物体一定处于平衡状态 B．动能不变，物体的动量一定不变
C．物体所受合外力大小不变时，其动量大小一定要发生改变
D．物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动
9．一个质量为0．3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大 小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为： （ ）
A．Δv=0 B．Δv=12m/s C．W=0 D．W=10．8J
10．一个质量2 kg的物体，以初速度10 m/s水平抛出，则抛出时动量的大小为_____kg·m/s；1 s末物体的动量大小为_______kg·m/s，这1 s内动量的变化大小为_______kg·m/s，方向为____________。这1 s内重力的冲量大小为_______N·s，方向为_______________（g＝10 m/s2）
11．关于物体的动量，下列说法中正确的是(　　)
A．物体的动量越大，其惯性也越大；B．同一物体的动量越大，其速度不一定越大
C．物体的加速度不变，其动量一定不变
D．运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向
12．下列说法中正确的是(　　)
A．合外力的冲量是物体动量变化的原因
B．若合外力对物体不做功，则物体的动量一定不变
C．作用在物体上的合外力越小，物体的动量变化越小
D．物体如果不受外力作用，则物体的动量保持不变
13.若物体在运动过程中受到的合力不为零,则(　　)
A.物体的动能不可能总是不变的；B.物体的动量不可能总是不变的
C.物体的加速度一定变化；D.物体的速度方向一定变化
14.物体在恒定的合力F作用下做直线运动,在时间t1内速度由0增大到v,在时间t2内速度由v增大到2v。设F在t1内做的功是W1,冲量是I1;在t2内做的功是W2,冲量是I2,那么(　　)
A.I1>mg，球与车之间的动摩擦 因数为μ,则小球弹起后的水平速度可能是（ ）
A．v0； B．0； C．2μ ； D．－v0


例9．如图5—2—7所示，甲、乙两辆完全一样的小车，质量都为M，乙车内用绳吊一质量为0.5 M的小球，当乙车静止时，甲车以速度v与乙车相碰，碰后连为一体，则碰后两车的共同速度为_______.当小球摆到最高点时，速度为_______.

碰撞同步练习题A组
1.在光滑的水平面上有A、B两球,其质量分别为mA、mB,两球在t0时刻发生正碰,并且在碰撞过程中无机械能损失,两球在碰撞前后的速度—时间图象如图所示,下列关系式正确的是(　　)
A.mA>mB； B.mA1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为(　　)
A．　　　　 B． C．　　 　D．
4．如图所示，在光滑水平地面上有两个完全相同的小球A和B，它们的质量都为m。现B球静止，A球以速度v0与B球发生正碰，针对碰撞后的动能下列说法中正确的是(　　)
A．B球动能的最大值是mv B．B球动能的最大值是mv
C．系统动能的最小值是0 D．系统动能的最小值是mv
6．(多选)如图所示，半径和动能都相等的两个小球相向而行．甲球质量m甲大于乙球质量m乙，水平面是光滑的，两球做对心碰撞以后的运动情况可能是下列哪些情况(　　)
A．甲球速度为零，乙球速度不为零
B．两球速度都不为零
C．乙球速度为零，甲球速度不为零
D．两球都以各自原来的速率反向运动
7．(多选)质量为m的小球A，在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正碰，碰撞后，A球的动能变为原来的1/9，那么碰撞后B球的速度大小可能是(　　)
A.v B.v C.v D.v
8．如图所示，木块A、B的质量均为2 kg，置于光滑水平面上，B与一轻质弹簧的一端相连，弹簧的另一端固定在竖直挡板上，当A以4 m/s的速度向B撞击时，由于有橡皮泥而粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时，弹簧具有的弹性势能大小为(　　)
A．4 J B．8 J C．16 J D．32 J
9．两个球沿直线相向运动，碰撞后两球都静止．则可以推断(　　)
A．碰撞前两个球的动量一定相等 B．两个球的质量一定相等
C．碰撞前两个球的速度一定相等 D．碰撞前两个球的动量大小相等，方向相反
10．(多选)矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出．若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较(　　)
A．子弹对滑块做功一样多 B．子弹对滑块做功不一样多
C．系统产生的热量一样多 D．系统产生的热量不一样多
11.质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开了一定的距离，如图所示．具有动能E0的第1个物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘在一起，这个整体的动能为(　　)
E0　　　 　B.　　　 　C.　　　 　D.
12．如图所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动。设甲同学和他的车的总质量为150kg，碰撞前向右运动，速度的大小为3m/s；乙同学和他的车总质量为250kg，碰撞前向左运动，速度的大小为5m/s。求碰撞后两车共同的运动速度及碰撞过程中损失的机械能。


13.如图,光滑水平地面上有三个物块A、B和C,它们具有相同的质量,且位于同一直线上。开始时,三个物块均静止。先让A以一定速度与B碰撞,碰后它们粘在一起,然后又一起与C碰撞并粘在一起。求前后两次碰撞中损失的动能之比。




14.两块质量都是m的木块A和B在光滑水平面上均以速度向左匀速运动,中间用一根劲度系数为k的轻弹簧连接着,如图所示。现从水平方向迎面射来一颗子弹,质量为,速度为v0,子弹射入木块A并留在其中,求:
(1)在子弹击中木块后的瞬间木块A、B的速度vA和vB的大小。
(2)在子弹击中木块后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。





8.3 动量守恒定律 习题课
动量守恒定律的应用二．反冲运动 爆炸问题
（1）原理
（2）遵循规律：内力大，总动量近似守恒或单方向动量守恒，机械能增加或损失，一般不守恒。
（3）研究对象的选取：火箭问题选择喷出后的气体与剩余部分组成系统为研究对象，发射子弹问题选择发射后的子弹与剩余部分组成系统为研究。
例1. 总质量为M的火箭模型 从飞机上释放时的速度为v0，速度方向水平。火箭向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气后，火箭本身的速度变为多大？




例2.抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s，这时突然炸成两块，其中大块质量300g仍按原方向飞行，其速度测得为50m/s，另一小块质量为200g，求它的速度的大小和方向？





例3..一航天探测器完成对月球的探测后,离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行,先加速运动后匀速运动。探测器通过喷气而获得动力,以下关于喷气方向的说法正确的是(　　)
A.探测器加速运动时,向后喷射； B.探测器加速运动时,竖直向下喷射
C.探测器匀速运动时,竖直向下喷射； D.探测器匀速运动时,不需要喷射
例4. (多选)假设一个小型宇宙飞船沿人造地球卫星的轨道在高空中绕地球做匀速圆周运动，如果飞船沿其速度相反的方向抛出一个质量不可忽略的物体A，则下列说法正确的是(　　)
A．A与飞船都可能沿原轨道运动；B．A与飞船都不可能沿原轨道运动
C．A运动的轨道半径可能减小，而飞船的运动轨道半径一定增大
D．A可能沿地球方向竖直下落，而飞船运动的轨道半径将增大
例5.竖直发射的火箭质量为6×103 kg.已知每秒钟喷出气体的质量为200 kg.若要使火箭获得20.2 m/s2的向上加速度，则喷出气体的速度大小应为 (　　)
A．700 m/s B．800 m/s C．900 m/s D．1 000 m/s
例6.一质量为M的航天器，正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小v2，则喷出气体的质量m为(　　)
A．m＝M　　　B．m＝M C．m＝M　　　D．m＝M
反冲运动 爆炸问题 同步练习题
1．下列不属于反冲运动的是(　　)
A．喷气式飞机的运动　B．直升机的运动C．火箭的运动　　D．反击式水轮机的运动
2．(多选)下列属于反冲运动的是(　　)
A．向后划水，船向前运动 B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退
C．用力向后蹬地，人向前运动D．水流过水轮机时，水轮机旋转方向与水流出方向相反
3．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是(　　)
A．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭
B．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭
C．火箭吸入空气，然后向后推出，空气对火箭的反作用力推动火箭
D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭
4．装有炮弹的大炮总质量为M，炮弹的质量为m，炮筒水平放置，炮弹水平射出时相对炮口的速度为v0，则炮车后退的速度大小为(　　)
A．v0　　　B． C．　　　 D．v0
9．一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后发射一发炮弹，设两炮弹质量相同，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是(　　)
A．动量不变，速度增大 B．动量变小，速度不变
C．动量增大，速度增大 D．动量增大，速度减小
10．如图所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0，突然炸成两块，质量为m的一块以速度v沿v0的方向飞去，则另一块的运动(　　)
A．一定沿v0的方向飞去 B．一定沿v0的反方向飞去
C．可能做自由落体运动 D．以上说法都不对
13．装有炮弹的大炮总质量为M，炮弹的质量为m，炮弹射出炮口时对地的速度为v0，若炮筒与水平地面的夹角为θ，则炮车后退的速度大小为(　　)
A.v0 B. C. D.
22．手持铁球的跳远运动员起跳后,欲提高跳远成绩,可在运动到最高点时,将手中的铁球(　)
A.竖直向上抛出　　 B.向前方抛出 C.向后方抛出 D.向左方抛出
23．一辆小车置于光滑水平桌面上，车左端固定一水平弹簧枪，右端安一网兜．若从弹簧枪中发射一粒弹丸，恰好落在网兜内，结果小车将(空气阻力不计)(　　)
A．向左移动一段距离停下 B．在原位置不动
C．向右移动一段距离停下 D．一直向左移动
24．以初速度v0与水平方向成60°角斜向上抛出的手榴弹，到达最高点时炸成质量分别为m和2m的两块。其中质量大的一块沿着原来的方向以2v0 的速度飞行。
求(1)质量较小的另一块弹片速度的大小和方向。
(2) 爆炸过程有多少化学能转化为弹片的动能？





三．平均动量守恒问题(求解位移)：计算题要有推导过程，不能直接使用结论。
例1.假定冰面是光滑的，某人站在冰冻河面的中央，他想到达岸边，则可行的办法是(　　)
A．步行；B．挥动双臂；C．在冰面上滚动D．脱去外衣抛向岸的反方向
例2．质量为m的人站在质量为M，长为L的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边。当他向左走到船的左端时，船左端离岸多远？






例3．(多选)某人站在静止于水面的船上，从某时刻开始，人从船头走向船尾，水的阻力不计，则(　　)
A．人匀速运动，船则匀速后退，两者的速度大小与它们的质量成反比
B．人走到船尾不再走动，船也停止不动；C．不管人如何走动，人在行走的任意时刻人和船的速度方向总是相反，大小与它们的质量成反比
D．船的运动情况与人行走的情况无关
例4．(多选)一平板小车静止在光滑的水平地面上，甲、乙两人分别站在车的左、右端，当两人同时相向而行时，发现小车向左移，则(　　)
A．若两人质量相等，必有v甲>v乙； B．若两人质量相等，必有v甲m乙； D．若两人速率相等，必有m甲 vB D、子弹质量 mA < mB
例12.如图所示，质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上。其中，弹簧两端分别与静止的滑块N和挡板P相连接，弹簧与挡板的质量均不计；滑块M以初速度v0向右运动,它与挡板P碰撞（不粘连）后开始压缩弹簧，最后，滑块N以速度v0向右运动。在此过程中( )
A．M的速度等于0时，弹簧的弹性势能最大。B．M与N具有相同的速度时，两滑块动能之和最小。C．M的速度为v0/2时，弹簧的长度最长。 D．M的速度为v0/2时，弹簧的长度最短。
例13.有一种硬气功表演，表演者平卧地面，将一大石板置于他的身体上，另一人将重锤举到高处并砸向石板，石板被砸碎，而表演者却安然无恙.假设重锤与石板撞击后二者具有相同的速度，表演者在表演时尽量挑选质量较大的石板.对这一现象，下面的说法中正确的是（ ）
A.重锤在与石板撞击的过程中，重锤与石板的总机械能守恒； B.石板的质量越大,石板获得的动量就越小;C.石板的质量越大，石板所受到的打击力就越小；D.石板的质量越大，石板获得的速度就越小
例14.在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都为m.现B球静止，A球向B球运动，发生正碰.已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为EP，则碰前A球的速度等于：（ ）
A. B. ; C.2 D. 2
例15..在光滑水平面上，动能为E0，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计为E1、p1，球2的动能和动量的大小分别计为E2、p2，则必有（ ）
A、E1＜ E0 B.、E2＞E0 C.、p1＜ p0 D 、p2＞ p0
例16.如图所示，甲、乙两车用轻弹簧相连静止在光滑的水平面上，现在同时对甲、乙两车施加等大反向的水平恒力F1、F2，使甲、乙同时由静止开始运动，在整个过程中，对甲、乙两车及弹簧组成的系统（假定整个过程中弹簧均在弹性即度内），正确的说法是（ ）
A．系统受到外力作用，动量不断增大； B．弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大
C．恒力对系统一直做正功，系统的机械能不断增大
D．两物体的速度减少为零时，弹簧的弹力大小大于外力F1、F2的大小.

8.4 实验：探究碰撞中的不变量
练习：
1．(多选)对于实验最终的结论m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2，下列说法正确的是(　　)
A．仅限于一维碰撞；B．任何情况下m1v＋m2v＝m1v1′2＋m2v2′2也一定成立
C．式中的v1、v2、v′1、v′2，都是速度的大小
D．式中的不变量是m1和m2组成的系统的质量与速度乘积之和
2．如图(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的瞬时力时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，将与静止的乙车发生正碰并连在一起运动，纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况如图(b)所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车速度大小为______m/s，碰撞后的共同速度大小为________m/s.

(a)

(b)
3．如图所示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用后运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz.开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块用细绳连接，细绳烧断后，两个滑块向相反方向运动．已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，细绳烧断后，A滑块做________运动，其速度大小为________m/s，本实验得出的结论是___________________________．

4.用如图所示装置探究碰撞中的不变量，质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在小支柱N上，离地面高度为H，O点到A球球心距离为L，使悬线在A球释放前伸直，且线与竖直方向的夹角为α.A球释放后摆到最低点时恰好与B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针OC推移到与竖直方向夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺一张盖有复写纸的白纸D，保持α角度不变．多次重复上述实验，白纸上记录到多个B球的落点．

(1)图中s应是B球初始位置到________的水平距离．
(2)实验中需要测量的物理量有哪些？(3)实验中不变量遵循的关系式是怎样的？
5．某同学用图甲所示装置通过半径相同的a、b两球的碰撞来探究碰撞中的不变量．实验时把无摩擦可转动支架Q放下，先使a球从斜槽上某一固定位置P由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把支架Q竖起，放上b球，让a球仍从位置P由静止开始滚下，到达水平槽末端时和b球碰撞，a、b分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次．图中O点是水平槽末端点在记录纸上的垂直投影点，O′为支架上b球球心在记录纸上的垂直投影点．
　
　　　　图甲　　　　　　　图乙
(1)碰撞后b球的水平射程应取图中________段．
(2)(多选)在以下选项中，属于本次实验必须进行的测量是(　　)
A．支架上未放b球时，测量a球落点位置到O点的距离
B．a球与b球碰撞后，测量两球落点位置到O点(或O′点)的距离
C．测量a球或b球的直径； D．测量a球和b球的质量M和m
E．测量P点相对于水平槽面的高度
(3)实验中若某同学测量了小球直径，使用千分尺所得的结果如图乙所示，则球的直径D＝________cm.
(4)结合课堂实验结论，按照本实验方法，探究不变量的表达式应是：
____________________________________________________.
动量守恒定律 章末练习题
一、选择题：
1.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中,A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,如图所示。则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统(　　)
A.动量守恒,机械能守恒；B.动量不守恒,机械能守恒
C.动量守恒,机械能不守恒；D.无法判定动量、机械能是否守恒
2.（多选）汽车拉着拖车在平直的公路上匀速行驶,突然拖车与汽车脱钩,而汽车的牵引力不变,各自受的阻力不变,则在拖车停止运动前(　　)
A.汽车和拖车的总动量不变；B.汽车和拖车的总动量增加
C.汽车和拖车的总动能不变；D.汽车和拖车的总动能增加；E.合外力做的总功等于正值
3.如图所示,在光滑水平面上,有一质量为m=3 kg的薄板和质量为m'=1 kg的物块,都以v=4 m/s的初速度向相反方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,当薄板的速度为2.4 m/s时,物块的运动情况是(　　)
A.做加速运动 B.做减速运动 C.做匀速运动 D.以上运动都可能
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4．如图所示，在光滑水平面上，有质量分别为2m和m的A、B两滑块，它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A、B不拴连)，由于被一根细绳拉着而处于静止状态。当剪断细绳，在两滑块脱离弹簧之后，下述说法正确的是(　　)
A．两滑块的动能之比EkA∶EkB＝1∶2
B．两滑块的动量大小之比pA∶pB＝2∶1
C．两滑块的速度大小之比vA∶vB＝2∶1
D．弹簧对两滑块做功之比WA∶WB＝1∶1
5．如图所示，光滑水平面上的木板右端，有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量M＝3.0kg，质量m＝1.0kg的铁块以水平速度v0＝4.0m/s，从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端，则在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为(　　)
A．4.0J　　 　B．6.0J C．3.0J　　　 D．20J
6．质量为M的木块在光滑水平面上以速率v1向右运动，质量为m的子弹以速率v2水平向左射入木块，假设子弹射入木块后均未穿出，且在第N颗子弹射入后，木块恰好停下来，则N为(　　)
A. B. C. D.
7．如图所示，A，B两物体质量分别为mA、mB，且mA>mB，置于光滑水平面上，相距较远．将两个大小均为F的力，同时分别作用在A、B上，经相同时间后，撤去两个力，两物体发生碰撞并粘在一起后将(　　)
A．停止运动 B．向左运动 C．向右运动 D．运动方向不能确定
8.如图所示，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员以相对水面的速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为(　　)
A．v0＋v B．v0－v C．v0＋(v0＋v) D．v0＋(v0－v)
9．(多选)如图所示，水平面上有两个木块，两木块的质量分别为m1、m2，且m2＝2m1.开始两木块之间有一根用轻绳缚住的已压缩轻弹簧，烧断绳后，两木块分别向左、右运动．若两木块m1和m2与水平面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2，且μ1＝2μ2，则在弹簧伸长的过程中，两木块(　　)
A．动量大小之比为1∶1 B．速度大小之比为2∶1
C．动量大小之比为2∶1 D．速度大小之比为1∶1
10．在高速公路上发生了一起交通事故，一辆质量为1 500 kg向南行驶的长途客车迎面撞上一辆质量为3 000 kg向北行驶的卡车，撞后两车连在一起，并向南滑行一段距离后停止．根据测速仪的测定，长途客车撞前以20 m/s的速度匀速行驶，由此可判断卡车撞前的行驶速度(　　)
A．小于10 m/s B．大于10 m/s，小于20 m/s
C．大于20 m/s，小于30 m/s D．大于30 m/s，小于40 m/s
11．如图所示，甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动，甲、乙物体的速度大小分别为3 m/s和1 m/s；碰撞后甲、乙两物体都反向运动，速度大小均为2 m/s，则甲、乙两物体质量之比为(　　)
A．2∶3　　　　　 B．2∶5 C．3∶5 D．5∶3
12．一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从艇上以相对炮艇的水平速度v沿前进方向发射一质量为m的炮弹，射出炮弹后炮艇的速度为v′，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是(　　)
A．Mv0＝Mv′＋mv B．Mv0＝(M－m)v′＋mv
C．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v0) D．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v′)
13.长木板A静止放在光滑水平桌面上,质量为m的物体B以水平初速度v0滑上A的上表面,经过t1时间后,二者达到相同的速度为v1,它们的速度图象如图所示,则在此过程中不能求得的物理量是(　　)
A.木板获得的动能
B.系统损失的机械能
C.木板的长度
D.A、B之间的动摩擦因数
14.（多选）如图所示,木块A静置于光滑的水平面上,其曲面部分MN光滑、水平部分NP粗糙,现有一物体B自M点由静止下滑,设NP足够长,则以下叙述正确的是(　　)
A.A、B最终以同一不为零的速度运动
B.A、B最终速度均为零
C.A物体先做加速运动,后做减速运动
D.A物体先做加速运动,后做匀速运动
15.一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v=2 m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1。不计质量损失,重力加速度g取10 m/s2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是(　　)

16．一条约为180 kg的小船漂浮在静水中，当人从船尾走向船头时，小船也发生了移动，忽略水的阻力，以下是某同学利用有关物理知识分析人与船相互作用过程时所画出的草图，图中虚线部分为人走到船头时的情景．请用有关物理知识判断下列图中所描述物理情景正确的是(　　)



二、填空题：
17．如图所示，在光滑水平面上叠放着质量为mA与mB的物体A和B(设B足够长)，A与B间的动摩擦因数为μ，质量为m的小球以水平速度v射向A，以的速度弹回，则A与B相对静止后的速度为________。
三、计算题：
18．一辆车在水平光滑路面上以速度v匀速行驶．车上的人每次以相同的速度4v(对地速度)向行驶的正前方抛出一个质量为m的沙包．抛出第一个沙包后，车速减为原来的，则抛出第四个沙包后，此车的运动情况如何？





19．质量为1 000 kg的轿车与质量为4 000 kg的货车迎面相撞．碰撞后两车绞在一起，并沿货车行驶方向运动一段路程后停止(如图所示)，从事故现场测出，两车相撞前，货车的行驶速度为54 km/h，撞后两车的共同速度为18 km/h.该段公路对轿车的限速为100 km/h.试判断轿车是否超速行驶.




20.手榴弹在离地高h处时的速度方向恰好沿水平方向,速度大小为v,此时,手榴弹炸裂成质量相等的两块,设消耗的火药质量不计,爆炸后前半块的速度方向仍沿水平向左,速度大小为3v,那么两块弹片落地点之间的水平距离多大?





21.如图所示,质量m1=0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上,车长l=1.5 m,现有质量m2=0.2 kg、可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2,求:
(1)物块在车面上滑行的时间t;
(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0'不超过多少?







22.如图所示,水平地面上固定有高为h的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高也为h,坡道底端与台面相切。小球A从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)小球A刚滑至水平台面的速度vA;
(2)A、B两球的质量之比mA∶mB。







23.在做游戏时,将一质量为m=0.5 kg的木块,以v0=3.0 m/s的速度推离光滑固定高木块,恰好进入等高的另一平板车上,如图所示,平板车的质量m0=2.0 kg。若小木块没有滑出平板车,而它们之间的动摩擦因数μ=0.03,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)木块静止在平板车上时车子的速度;
(2)这一过程经历的时间。







24．如图所示，在光滑的水平面上放着甲、乙两个物块，甲的质量是乙的质量的2倍，开始物体乙静止，在乙上系有一个轻质弹簧。物块甲以速度v向乙运动。在运动过程中：
(1)弹簧压缩量最大时，甲的速度为多少？
(2)当乙的速度最大时，甲的速度为多少？








25．如图所示，光滑水平轨道上放置长板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mA＝2kg、mB＝1kg、mC＝2kg。开始时C静止，A、B一起以v0＝5m/s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。





26．如图所示，甲车的质量是2 kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1 kg的小物体．乙车质量为4 kg，以5 m/s的速度向左运动，与甲车碰撞的极短时间内甲车获得8 m/s的速度，物体滑到乙车上．若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止？(g取10 m/s2)






27．如图所示，长L为0.8 m的细绳，一端固定于O点，另一端系一个质量为0.2 kg的小球，将球提起使细绳处于水平位置时无初速度释放，当球摆至最低点时，恰与放在光滑水平桌面边缘的质量为1 kg的铁块正碰，碰后小球以2.0 m/s的速度弹回，若光滑桌面距地面高度h＝1.25 m，铁块落地点距桌边的水平距离多大？(g＝10 m/s2)






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28.光滑水平轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为mA=3m、mB=mC=m,开始时B、C均静止,A以初速度v0向右运动,A与B相撞后分开,B又与C发生碰撞并粘在一起,此后A与B间的距离保持不变。求B与C碰撞前B的速度大小。






29.光滑水平面上放着质量mA=1 kg的物块A与质量mB=2 kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间有一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能Ep=49 J。在A、B间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图所示。放手后B向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径R=0.5 m,B恰能到达最高点C。g取10 m/s2,求:
(1)绳拉断后瞬间B的速度vB的大小;
(2)绳拉断过程绳对B的冲量I的大小;
(3)绳拉断过程绳对A所做的功W。



动量守恒定律 章末练习题答案
1.C 2.ADE 3.A 4.A 5.C 6.C 7.A 8.C 9.AB； 10.A 11.C 12.D 13.C 14.BC 15.B 16.c
17、；18、车以的速度向后退；19、轿车超速行驶；20、
21、(1)0.24 s　(2)5 m/s；22、(1)(2)；23、(1) 0.6m/s (2) 8s
24、(1)v　(2)；25、2m/s ；26、0.4 s ；27、0.6 m ；28、
29.（1）5m/s （2）4Ns （3）8J


































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第17章 波粒二象性
第一节能量量子化：物理学的新纪元 第二节科学的转折：光的粒子性
教学目标： 1.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律.2.会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量.3.知道光的波粒二象性，知道物质波的概念．
4．爱因斯坦的光子说
教学重难点：光电效应的实验规律、光子说、光电效应方程的理解及运用Ek－ν图象
知识梳理：
1．光电效应
在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．
2．实验规律
(1)每种金属都有一个极限频率．(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．
(4)光电流的强度与入射光的强度成正比．
3．遏止电压与截止频率
(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc.
(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率．
(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功．
方便记忆的总结1．放不放光电子，看入射光的最低频率．2．放多少光电子，看光的强度．3．光电子的最大初动能大小，看入射光的频率．4．要放光电子，瞬时放．
理解：
（1）光电效应是一种物理想象，要知道生活中的常见应用。（2）光电子不特殊就是我们熟知的电子。（3）光电效应的发生条件：照射光频率必须大于等于极限频率
（4）任何物理现象都要遵守普遍的能量转化和守恒定律，光电效应现象的能量转化和守恒由光电效应方程来计算和解释。
4．光子说
爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：ε＝hν，其中h＝6.63×10－34 J·s.
5．光电效应方程
(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.
(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ek＝mv2.
6．由Ek－ν图象(如图1)可以得到的信息

图1
(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc.
(2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值E＝W0.
(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.
例1．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属发生光电效应的措施是(　　)
A．改用频率更小的紫外线照射 ； B．改用X射线照射
C．改用强度更大的原紫外线照射； D．延长原紫外线的照射时间
例2．[光电效应规律]用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则;(　 　)
A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小
C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小
D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了
例3．[光电效应原理应用]当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时(　　)
A．锌板带负电 B．有正离子从锌板逸出 C．有电子从锌板逸出 D．锌板会吸附空气中的正离子
例4．[光电效应条件]在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的(　　)
A．频率 B．强度 C．照射时间 D．光子数目
例5.爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释了光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图2所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是(　　)

图2
A．逸出功与ν有关； B．Ekm与入射光强度成正比
C．当ν＜ν0时，会逸出光电子； D．图中直线的斜率与普朗克常量有关
例6．[光电效应电路的分析]图3为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.5×1014 Hz，则以下判断中正确的是(　　)

图3
A．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率
B．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度
C．用λ＝0.5 μm的光照射光电管时，电路中有光电流产生
D．光照射时间越长，电路中的电流越大

例7．[光电效应方程的应用]在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为______．若用波长为λ(λ