2022秋新教材高中物理阶段验收评价一动量和动量守恒定律粤教版选择性必修第一册 试卷

这是一份2022秋新教材高中物理阶段验收评价一动量和动量守恒定律粤教版选择性必修第一册，共8页。
阶段验收评价（一） 动量和动量守恒定律(本试卷满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．下列说法正确的是(　　)A．合外力对质点做的功为零，则质点的动能、动量都不变B．合外力对质点施的冲量不为零，则质点动量必将改变，动能也一定变C．某质点受到合力不为零，其动量、动能都改变D．某质点的动量、动能都改变，它所受到的合外力一定不为零解析：选D　 合外力对质点做的功为零，则质点的动能不改变，但是动量不一定不改变，例如做匀速圆周运动的物体，选项A错误；合外力对质点施的冲量不为零，则质点的动量一定改变，但是动能不一定改变，例如水平面上运动的物体被竖直挡板原速率弹回时，动量改变，动能不变，选项B错误；某质点受到的合外力不为零，其动量一定改变，但动能不一定改变，比如做匀速圆周运动的物体，故C错误；动能改变了，说明物体的速度大小改变了，一定有加速度，合外力一定不为零，合外力的冲量一定不为零，故D正确。2．太空中的尘埃对飞船的碰撞会阻碍飞船的飞行，质量为M的飞船飞入太空尘埃密集区域时，需要开动引擎提供大小为F的平均推力才能维持飞船以恒定速度v匀速飞行。已知尘埃与飞船碰撞后将完全黏附在飞船上，则在太空尘埃密集区域单位时间内黏附在飞船上尘埃的质量为(　　)A．M＋　　　　　　　　　 B.－MC．M－   D.解析：选D　设单位时间内黏附在飞船上尘埃的质量为m，以单位时间内黏附在飞船上的尘埃为研究对象，根据动量定理有：Ft＝mv－0，其中t＝1 s，可得m＝，D正确。3.两位同学穿旱冰鞋，面对面站立不动，互推后向相反的方向运动，不计摩擦阻力，下列判断正确的是(　　)A．互推后两同学总动量增加B．互推后两同学动量相同C．分离时质量大的同学的速度小一些D．互推过程中机械能守恒解析：选C　对两同学所组成的系统，互推过程中，合外力为零，总动量守恒，故A错误；两同学动量的变化量大小相等，方向相反，故B错误，C正确；互推过程中机械能增大，故D错误。4．当车辆发生碰撞事故时，为了尽可能地减轻驾乘人员的伤害程度，在汽车内前方(正副驾驶位)设置了安全气囊，在汽车发生猛烈撞击时安全气囊将自动弹出。则该安全气囊的功能是(　　)A．减小驾乘人员的动量变化率B．减小驾乘人员受到的冲量C．减小驾乘人员的动量变化量D．减小驾乘人员与气囊的作用时间解析：选A　 汽车发生碰撞过程，驾乘人员从运动变为静止，动量的变化量Δp一定，由动量定理可知，人受到的冲量大小一定；安全气囊可以增加驾乘人员的减速的时间t，由动量定理Δp＝Ft得：动量的变化率＝F，延长时间t，动量的变化率减小，即人受到的冲击力减小，可以减小人受到的伤害，故A正确，B、C、D错误。5.质量为M的沙车沿光滑水平面以速度v0做匀速直线运动，此时从沙车上方落入一个质量为m的铁球，如图所示，则铁球落入沙车后(　　)A．沙车立即停止运动B．沙车仍做匀速运动，速度仍为v0C．沙车仍做匀速运动，速度小于v0D．沙车做变速运动，速度不能确定解析：选C　由水平方向上动量守恒得，Mv0＝(M＋m)v，由此可知C项正确。6．一颗手榴弹被投出后到达最高点时的速度为v0＝10 m/s，设它炸成两块后，质量为0.4 kg的大块速度大小为250 m/s，方向与原来方向相反，若取v0方向为正方向，则质量为0.2 kg的小块速度为(　　)A．－470 m/s　　　　　　　 B．530 m/sC．470 m/s   D．800 m/s解析：选B　手榴弹爆炸过程系统水平方向动量守恒，以手榴弹的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律得：Mv0＝m1v1＋m2v2，即：0.6×10 kg·m/s＝0.4×(－250)kg·m/s＋0.2 kg×v2，解得：v2＝530 m/s。7.在光滑的水平面上有两个在同一直线上相向运动的小球，其中甲球的质量m1＝4 kg，乙球的质量m2＝1 kg，规定向左为正方向，碰撞前后甲球的v-t图像如图所示。已知两球发生正碰后粘在一起，则碰前乙球速度的大小和方向分别为(　　)A．3 m/s，向右   B．13 m/s，向左 C．13 m/s，向右    D．3 m/s，向左解析：选C　由题图知，甲球碰撞前的速度为v1＝2 m/s，碰撞后的速度为v1′＝－1 m/s，碰撞后，甲、乙的速度v＝－1 m/s，以甲、乙两球组成的系统为研究对象，碰撞过程，由动量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v，解得：v2＝－13 m/s，负号表示方向与正方向相反，即方向向右。二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)8．下列说法中正确的是(　　)A．作用在静止物体上的力的冲量一定为零B．根据F＝，可把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它所受的合外力C．物体的动量发生改变，则合外力一定对物体做了功D．物体的动能发生改变，其动量一定发生改变解析：选BD　 作用在静止的物体上的合力的冲量一定为零，而分力的冲量不一定为零，故A错误；宏观低速状态下，物体的质量为常量，因此动量对时间的变化率本质上是速度对时间的变化率，因此物体所受到的合外力，等于物体动量对时间的变化率，故B正确；物体的动量发生改变可能是速度方向发生改变，而大小未变，此时物体的动能没有改变，合外力对物体没有做功，故C错误；物体的动能发生改变意味着物体的速度大小发生改变，则动量一定改变，故D正确。9.两个小木块A和B(均可视为质点)中间压缩着一轻质弹簧，用细线(未画出)相连，放在光滑的水平桌面上，烧断细线后，木块A、B分别向左、右方向运动，离开桌面后做平抛运动(离开桌面前两木块已和弹簧分离)，落地点与桌面边缘的水平距离分别为lA＝1 m，lB＝2 m，如图所示，则下列说法正确的是(　　)A．木块A、B离开弹簧时的速度大小之比vA∶vB＝1∶2B．木块A、B的质量之比mA∶mB＝2∶1C．木块A、B离开弹簧时的动能之比EkA∶EkB＝1∶2D．弹簧对木块A、B的作用力大小之比FA∶FB＝1∶2解析：选ABC　A、B两木块脱离弹簧后做平抛运动，由平抛运动规律得：木块A、B离开弹簧时的速度大小之比为＝＝，A正确；根据动量守恒定律得：mAvA－mBvB＝0，因此＝＝，B正确；木块A、B离开弹簧时的动能之比为：＝＝×＝，C正确；弹簧对木块A、B的作用力大小之比：＝，D错误。10.如图所示，质量为M的楔形物体静止在光滑的水平地面上，其斜面光滑且足够长，与水平方向的夹角为θ。一个质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速度v0开始运动。当小物块沿斜面向上运动到最高点时，速度大小为v，距地面高度为h，则下列关系式中正确的是(　　)A．mv0＝(m＋M)vB．mv0cos θ＝(m＋M)vC．mgh＝m(v0sin θ)2D．mgh＋(m＋M)v2＝mv02解析：选BD　小物块上升到最高点时，速度与楔形物体的速度相同，系统水平方向动量守恒，全过程机械能也守恒。以向右为正方向，在小物块上升过程中，由水平方向系统动量守恒得：mv0cos θ＝(m＋M)v，故A错误，B正确；系统机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh＋(m＋M)v2＝mv02，故C错误，D正确。三、非选择题(本题共5小题，共54分)11．(7分)用如图甲所示的气垫导轨来验证动量守恒定律，用频闪照相机闪光4次拍得照片如图乙所示，已知闪光时间间隔为Δt＝0.02 s，闪光本身持续时间极短，已知在这4次闪光的时间内A、B均在0～80 cm范围内，且第一次闪光时，A恰好过x＝55 cm处，B恰好过x＝70 cm处，则由图可知：(1)两滑块在x＝________cm处相碰。(2)两滑块在第一次闪光后t＝________s时发生碰撞。(3)若碰撞过程中满足动量守恒，则A、B两滑块的质量比为____________。解析：(1)由题图乙可知，第2、3、4次闪光时，B未发生位移，则可知碰撞后B速度为0，即静止，故碰撞发生在x＝60 cm 处。(2)碰撞后A向左做匀速运动，设其速度为vA′，所以vA′Δt ＝20 cm, 碰撞到第二次闪光时A向左运动10 cm，时间为t′，有vA′t′＝10 cm，第一次闪光到发生碰撞时间为t，有t＋t′＝Δt，得t＝Δt＝0.01 s。(3)碰撞前，A的速度大小为：vA＝＝，方向向右；B的速度大小为vB＝＝，方向向左；碰撞后，A的速度vA′＝，方向向左，取向左为正方向，则由动量守恒定律可知：mAvA′＝mBvB－mAvA，解得：mA∶mB＝2∶3。答案： (1)60　(2)0.01　(3)2∶312．(9分)某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动。他设计的装置如图甲所示。在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。(1)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)。a为运动的起点，则应选______段计算小车A碰前的速度，应选________段计算小车A和B碰后的共同速度(以上两空选填“ab”“bc”“cd”或“de”)。(2)已测得小车A的质量m1＝0.4 kg，小车B的质量为m2＝0.2 kg，则碰前两小车的总动量为_______kg·m/s，碰后两小车的总动量为________kg·m/s。解析：(1)从分析纸带上打点的情况看，bc段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此bc段能较准确地描述小车A在碰撞前的运动情况，应选用bc段计算小车A碰前的速度。从cd段打点的情况看，小车的运动情况还没稳定，而在de段内小车运动稳定，故应选用de段计算小车A和B碰后的共同速度。(2)小车A在碰撞前的速度v0＝＝ m/s＝1.050 m/s小车A在碰撞前的动量p0＝m1v0＝0.4×1.050 kg·m/s＝0.420 kg·m/s碰撞后小车A、B的共同速度v＝＝ m/s＝0.695 m/s碰撞后小车A、B的总动量p＝(m1＋m2)v＝(0.2＋0.4)×0.695 kg·m/s＝0.417 kg·m/s。答案：(1)bc　de　(2)0.420　0.41713．(10分)如图甲所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量mA＝1 kg。初始时刻B静止，A以一定的初速度向右运动，之后与B发生碰撞并一起运动，它们的位移－时间图像如图乙所示(规定向右为位移的正方向)，则物体B的质量为多少？解析： 根据公式v＝，由题图可知，撞前 vA＝ m/s＝4  m/s ，vB＝0撞后v＝ m/s＝1 m/s则由mAvA＝(mA＋mB)v解得：mB＝3 kg。答案：3 kg14．(12分)如图所示，质量为mA＝3 kg的小车A以v0＝4 m/s的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为mB＝1 kg的小球B(可看作质点)，小球距离车面H＝0.8 m。某一时刻，小车与静止在水平面上的质量为mC＝1 kg的物块C发生碰撞并粘连在一起(碰撞时间可忽略)，此时轻绳突然断裂。此后，小球刚好落入小车右端固定的沙桶中(小桶的尺寸可忽略)，不计空气阻力，重力加速度取g＝10 m/s2。求：(1)绳未断前小球距沙桶的水平距离Δx；(2)小车的最终速度v的大小；(3)整个系统损失的机械能ΔE。解析：(1)A与C的碰撞动量守恒：mAv0＝(mA＋mC)v1，得：v1＝3 m/s设小球下落时间为t，则：H＝gt2，解得t＝0.4 sΔx＝(v0－v1)t＝0.4 m。(2)A、B、C组成的系统水平方向动量守恒，有：(mA＋mB)v0＝(mA＋mB＋mC)v得：v＝3.2 m/s。(3)对A、B、C组成的系统由能量守恒定律得：ΔE＝mBgH＋(mA＋mB)v02－(mA＋mB＋mC)v2解得ΔE＝14.4 J。答案：(1)0.4 m　(2)3.2 m/s　(3)14.4 J15．(16分)如图所示，在距水平地面高h＝0.80 m的水平桌面左边缘有一质量mA＝1.0 kg的物块A以一定的初速度沿桌面运动，经过位移x1＝1.8 m与放在桌面右边缘O点的物块B发生正碰，碰后物块A的速度变为零，物块B离开桌面后落到地面上，落地点到桌边缘O点的水平距离x＝1.0 m。设两物块均可视为质点，它们的碰撞时间极短，物块A与桌面间的动摩擦因数μ＝0.25，物块B的质量mB＝1.6 kg，重力加速度g＝10 m/s2，求：(1)两物块碰撞后瞬间，物块B的速度大小vB；(2)两物块碰撞前瞬间，物块A的速度大小vA；(3)物块A与B碰撞的过程中系统损失的机械能ΔE；(4)物块A在水平桌面左边缘时的初速度v0。解析：(1)物块B离开桌面后做平抛运动，设其飞行时间为t，离开水平桌面时的速度为vB，则有竖直方向有h＝gt2水平方向有x＝vBt联立并代入数据得vB＝2.5 m/s。(2)物块A与物块B碰撞过程中动量守恒，设物块A碰撞前的速度为vA，则有mAvA＋0＝0＋mBvB解得vA＝4.0 m/s。(3)碰撞过程中系统损失的机械能为ΔE＝mAvA2－mBvB2代入数据解得ΔE＝3.0 J。(4)设物块A在水平桌面左边缘时的初速度v0，由动能定理得－μmAgx1＝mAvA2－mAv02代入数据解得v0＝5.0 m/s。答案：(1)2.5 m/s　(2)4.0 m/s　(3)3.0 J　(4)5.0 m/s