《动量守恒》单元测试试题
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共12题,约4140字。
单 元 小 结
1.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳,经Δt时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v.在此过程中[2006年高考•全国理综卷Ⅰ]( )
A.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为12mv2
B.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为零
C.地面对他的冲量为mv,地面对他做的功为12mv2
D.地面对他的冲量为mv-mgΔt,地面对他做的功为零
解析:运动员向上起跳的过程中,由动量定理,合外力的冲量等于物体动量的变化,则I-mgΔt=mv,所以地面对运动员的冲量为I=mv+mgΔt.又运动员刚离开地面,在地面对运动员作用力的方向上没有位移,因此地面对运动员做的功为零.故B正确.
答案:B
2.在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为1500 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为3000 kg向北行驶的卡车,碰后两辆车接在一起,并向南滑行了一小段距离停止.根据测速仪的测定,长途客车碰前以20 m/s的速度行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率[2002年全国春季高考]( )
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
解析:根据碰后两车连接 在一起且向南滑行的情况可知,两车组成的系统的总动量方向向南(无论碰前还是碰后). 因此碰前客车的动量(方向向南)应该大于卡车的动量(方向向北),即m客•v客>m卡•v卡,代入数据解得v卡<10 m/s.故选项A正确.
答案:A
3.在光滑的水平面上,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.将碰后球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1,球2的动能和动量大小分别记为E2、p2,则必有[1998年高考•全国卷]( )
A.E1<E0 B.p1<p0
C.E2>E0 D.p2>p0
解析:在碰撞过程中两个钢球组成的系统动量守恒,取钢球1初动量的方向为正方向,由动量守恒定律得:
p0=-p1+p2[]
碰后球2的动量p2=p0+p1
可见p2>p0,选项D正确.
单从动量 方面分析,p1可以大于p0,若如此必有碰后系统的机械能增加,但对于这一具体问题来说碰撞过程没有其他形式的能向机械能转化,只可能机械能向其他形式的能转化.因此,E1+E2≤E0,必有E1<E0,E2<E0,选项A正确、C错误.
由p=2mEk,结合E1< E0得 p1<p0,选项B正确.
一个实际的物理过程,不仅受某一规律制约,还可能同时遵守几条规律,分析时应注意从不同的方面考虑,如分析系统动量守恒时,还要从能的转化方面加以讨论.
答案:ABD
4.如图所示,物体A静止在光滑的水平面上,A的左边固定有轻质弹簧,与A质量相同的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞,A、B始终沿同一直线运动,则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是[2007年高考•天津理综卷]( )
A.A开始运动时 B.A的速度等于v时
C.B的速度等于零时 D.A和B的速度相等时
解析:A、B及弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒,故A、B速度相等时弹簧的压缩量最大,弹性势能最大,而动能最小.
答案:D
5.如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点,质量相等.Q与轻质弹簧相连.设Q静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞.在整个碰撞过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于[2006年高考•全国理综卷Ⅱ]( )
A.P的初动能 B.P的初动能的12
C.P的初动能的13 D.P的初动能的14
解析:由题意知,当两滑块具有相同速度时,弹簧被压缩得最短,弹簧具有的弹性势能最大,系统动能的减小量等于弹簧弹性势能的增加量.由动量守恒定律有:mv0=2mv,v=v02;由能量守恒得:Ep=12mv20-12•2m(v02)2=14mv20=Ek02,因此弹簧具有的最大弹性势能等于P的初动能的12.故选项B正确.
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