一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 从同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上比掉在泥土地上易碎,是因为掉在水泥地上时,杯子()
A. 受到的冲量大 B. 受到的作用力 C. 动量的变化量大 D. 动量大 【答案】B
【解析】杯子从同一高度滑下,故到达地面时的速度一定相等,故着地时动量相等;与地面接触后速度减小为零,故动量的变化相同,由动量定理可知I=△P可知,冲量也相等,故ACD均错误;但由于在泥地上,由于泥地的缓冲使接触时间变化,由I=Ft可知,杯子受到的作用力较小,故杯子在水泥地上比在泥土地上更易破碎;故B正确; 故选B. 2. 质量为m的小球以速度v与竖直墙壁垂直相碰后以原速率反向弹回,以小球碰前的速度为正方向,关于小球的动能变化和动量变化,下面的答案正确的是() A. 0,0 B. mv2,0 C. 0,-2mv D. 0, 2mv 【答案】C
【解析】动能是标量,只与速度大小有关,与速度方向无关,动能变化量为零,动量变化量为-mv-mv=-2mv,C对;
3. 一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块,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,则在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统( )
A. 动量守与恒、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. 无法判断动量、机械能是否守恒 【答案】C
【解析】在子弹打击木块A及弹簧压缩的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统,系统所受的外力之和为零,则系统的动量守恒.在此过程中,除弹簧弹力做功外还有摩擦力对系统做功,所以系统机械能不守恒.故C正确,ABD错误.故选C.
点睛:本题考查动量守恒和机械能守恒的判断和应用能力.动量是否守恒要看研究的过程及研究系统受合外力是否为零,要细化过程分析,不能笼统;机械能是否守恒是看有无其他能
1
量产生.
4. 一质量为M的平板车以速度v在光滑水平面上滑行,质量为m的烂泥团从离车h高处自由下落,恰好落到车面上,则小车的速度大小是 A. 仍是v B. 【答案】B
C.
D.
.........
点睛:解决本题的关键掌握动量守恒的条件,知道系统在某一方向上不受外力或所受的外力之和为零,在这一方向上动量守恒.
5. 质量相等的三个物体在一光滑水平面上排成一直线,且彼此隔开一定距离,如图,具有初动能E0的第一号物块向右运动,依次与其余两个静止物块发生碰撞,最后这三个物块粘成一个整体,这个整体的动能等于:
A. E0 B. 2E0/3 C. E0/3 D. E0/9 【答案】C
【解析】试题分析:设1的初速度为v0,则根据动量守恒定律
,解得v=v0/3,整
体的动能为
考点:动量守恒定律
,选项C正确。
6. 质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、向同一方向运动, A球的动量为7 kg·m/s,B球的动量为 5 kg·m/s,当A球追上B球发生碰撞后, A、B两球的动量可能为 A. pA=6 kg·m/s pB=6 kg·m/s B. pA=3 kg·m/s pB=9 kg·m/s C. pA=-2 kg·m/s pB=14 kg·m/s D. pA=-4 kg·m/s pB=16 kg·m/s 【答案】A
2
【解析】碰撞前系统总动量:p=pA+pB=7+5=12kg•m/s,由题意可知mA=mB=m,根据碰前总动能为:撞后的总动能:守恒,
可得
;如果pA′=6kg•m/s,pB′=6kg•m/s,系统动量守恒,碰
,故A可能;若PA=3kg•m/s,PB=9kg•m/s,系统动量
,机械能增加;故B错误;同理可知,CD中动量都是守恒的,
但是机械能都是增加的,故不可能;故CD错误;故选A.
点睛:对于碰撞问题要遵守三个条件:动量守恒、动能不增、符合实际.
7. 质量为ma=1kg,mb=2kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞,碰撞前后两球的位移—时间图象如图所示,则可知碰撞属于( )
A. 弹性碰撞 B. 非弹性碰撞
C. 完全非弹性碰撞 D. 条件不足,不能确定 【答案】A
【解析】根据x-t图象可知:a球的初速度为:碰撞后a球的速度为:
两球碰撞过程中,动能变化量为:
则知碰撞前后系统的总动能不变,此碰撞是弹性碰撞;故选A.
点睛:本题主要考查了动量守恒定律得应用,要知道判断是否为弹性碰撞的方法是看机械能是否守恒,若守恒,则是弹性碰撞,若不守恒,则不是弹性碰撞.
8. 如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是
,b球的初的速度为vb=0,
;
;碰撞后b球的速度为:
3
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 【答案】B
9. 质量为2kg的小车以2m/s的速度沿光滑的水平面向右运动,若将质量为2kg的砂袋以3m/s的速度迎面扔上小车,则砂袋与小车一起运动的速度的大小和方向是() A. 2.6m/s,向右 B. 2.6m/s,向左 C. 0.8m/s,向右 D. 0.5m/s,向左 【答案】D 【解析】
10. 在一个等边三角形ABC顶点B、C处各放一个点电荷时,测得A处的电场强度大小为E,方向与BC边平行沿B指向C.如图所示,拿走C处的电荷后,A处电场强度的情况将是
A. 大小仍为E,方向由A指向B B. 大小变为E/2,方向不变 C. 大小仍为E,方向沿BA向外 D. 无法确定 【答案】C
【解析】由题意可知,两个顶点B、C处各放一个点电荷,测得A处的电场强度大小为E,方向与BC边平行沿B指向C,根据平行四边形定则作出B处点电荷在A处的电场强度EB和C点电荷在A处的电场强度EC的合场强E,由于三角形ABC是等边三角形,所以EB和EC的夹
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角为120°,由几何知识可知,EB=EC=E,B处电荷在A处的电场强度EB的方向由B指向A;当拿走C处的点电荷后,则A处电场强度大小仍为E,方向沿BA方向,故C正确,ABD错误;故选C.
二、多项选择题(本题共5小题,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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 两个完全相同的小金属球,它们的带电荷量之比为5∶1(皆可视为点电荷),它们在相距一定距离时相互作用力为F1,如果让它们接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为F2,则F1∶F2可能为
A. 5∶2 B. 5∶4 C. 5∶6 D. 5∶9 【答案】BD
【解析】试题分析: 由库仑定律知:
;
;
;
若两电荷电性相同,则它们接触后电荷量平分,各为3q,则
若两电荷电性相反,则它们接触后电荷先中和后平分,电荷量各为2q,则由上分析知BD对。
考点:库仑定律、电荷守恒定律。
12. 向空中发射一物体,不计空气阻力,当物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂为a、
b两块.若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向,则( )
A. b的速度方向一定与原速度方向相反
B. 从炸裂到落地这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大 C. a、b一定同时到达地面
D. 炸裂的过程中,a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等 【答案】CD
【解析】试题分析:在炸裂过程中,由于重力远小于内力,系统的动量守恒.炸裂前物体的速度沿水平方向,炸裂后a的速度沿原来的水平方向,根据动量守恒定律判断出来b的速度一定沿水平方向,但不一定与原速度方向相反,取决于a的动量与物体原来动量的大小关系.故A错误.a、b都做平抛运动,飞行时间相同,由于初速度大小关系无法判断,所以a飞行的水平距离不一定比b的大.故B错误.a、b都做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由于高度相同,飞行时间一定相同,a,b一定同时到达水平地面.故C正确. 在炸裂过程中,a,b受到爆炸力大小相等,作用时间相同,则爆炸力的冲量大小一定相等.故
5
D正确.故选CD.
考点:动量守恒定律;平抛运动
【名师点睛】本题是动量守恒定律的应用,基础题.系统动量守恒,不仅作用前后总动量的大小保持不变,总动量的方向也保持不变,解题时要抓住这一点。
13. 某人站在静浮于水面的船上,从某时刻开始人从船头走向船尾,若不计水的阻力,那么在这段时间内人和船的运动情况是:()
A. 人匀速行走,船匀速后退,两者速度大小与它们的质量成反比 B. 人加速行走,船加速后退,而且加速度大小与它们的质量成反比 C. 人走走停停,船退退停停,两者动量总和总是为零 D. 当人在船尾停止运动后,船由于惯性还会继续后退一段距离 【答案】ABC
【解析】试题分析:人和船水平方向不受外力,动量守恒,
,A对;人和船的相
互作用力大小相等,由F=ma可知B对;动能初动量为零,末动量也应该为零,D错 考点:考查人船模型
可知C对;由于动量守恒,
点评:难度中等,明确考查的知识点,选择系统为研究对象,规定正方向,由动量守恒定律列公式
14. 质量为m的小球A沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰,碰撞后,
A球的动能变为原来的1/9,那么,小球B的速度可能是
A. 1/3v0 B. 2/3v0 C. 4/9v0 D. 5/9v0 【答案】AB
【解析】试题分析:根据碰后A球的动能恰好变为原来的得:mv2=•mv=±v0
碰撞过程中AB动量守恒,则有:mv0=mv+2mvB 解得:vB=v0或vB=v0 故选:AB.
15. 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
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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。 【答案】BD
【解析】试题分析:M与P碰撞压缩弹簧时,M做减速运动,N做加速运动,开始时M的速度大于N的速度,当M与N速度相等时,弹簧被压缩到最短,设相等时的速度为v,根据动量守恒定律得:
解得
,故C错误,D正确;两小球和弹簧的机械能守恒,当
弹性势能最大时,两滑块动能之和最小,所以当M与N速度相等时,弹簧被压缩到最短,弹簧弹性势能最大,此时两滑块动能之和最小,故A错误,B正确; 故选BD
考点:动量守恒定律;机械能守恒定律.
点评:本题是系统动量守恒和机械能守恒的问题.两个质量相等的小球发生弹性碰撞时,将交换速度. 三、计算题
16. 质量为60 kg的人,不慎从高空支架上跌落,由于弹性安全带的保护,使他悬挂在空中.已知安全带长5 m,其缓冲时间是1.2 s,求安全带受到的平均冲力大小为多少?(取g=10 m/s) 【答案】1100N 【解析】试题分析:根据
得,弹性绳绷直时,工人的速度:
设安全带拉紧后的平均冲力大小为F,选取向上为正方向,则:数据解得:
考点:考查了冲量定理
17. 把一质量为m=0.2kg的小球放在高度h=5.0m的直杆的顶端,如图所示,一颗质量m′=0.01kg的子弹以v0=500m/s的速度沿水平方向击中小球,并穿过球心,小球落地处离杆
7
2
,代入
的距离s1=20m。求子弹落地处离杆的距离s2。
.
【答案】100m
【解析】本题考查平抛运动和动量守恒定律,先根据平抛运动求出小球末速度,再由动量守恒求解
18. 如图所示,质量分别为1kg、3kg的滑块A、B位于光滑水平面上,现使滑块A以4m/s的速度向右运动,与左侧连有轻弹簧的滑块B发生碰撞.求
①二者在发生碰撞的过程中弹簧的最大弹性势能; ②B球的最大速度 【答案】6J 【解析】
在整个过程中,弹簧具有最大弹性势能时,A和B的速度相同.根据动量守恒定律 mv0=(M+m)v.
根据机械能守恒定律,有
【解析】试题分析:①当弹簧压缩最短时,弹簧的弹性势能最大,此时滑块A、B共速 由动量守恒定律得mAv0=(mA+mB)v 解得v=
m/s=1 m/s
2
2
弹簧的最大弹性势能即滑块A、B损失的动能Epm=mAv0- (mA+mB)v=6J(2分) ②当弹簧恢复原长时,滑块B获得最大速度 由动量守恒和能量守恒得 mAv0=mAvA+mBvm(2分) mAv02=mBvm2+mAvA2(2分) 解得vm=2 m/s
考点:考查了动量守恒定律和能量守恒定律
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19. 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,取g=10 m/s2,求
(1)求m1的最大速度;
(2)物块在车面上滑行的时间t;
(3)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。 【答案】(1)0.8m/s(2)0.24s(3)5m/s
【解析】(1)由题意知动量守恒,设物块与小车的共同速度为v,以水平向右为正方向(如图所示),根据动量守恒定律有 m2v0=(m1+m2)v…① v=0.8m/s
(2)设物块与车面间的滑动摩擦力为F,对物块应用动量定理有 -Ft=m2v-m2v0…② 其中F=μm2g…③ 解得
代入数据得 t=0.24s…④
(3)要使物块恰好不从车厢滑出,须物块到车面右端时与小车有共同的速度v′,则 m2v'0=(m1+m2)v'…⑤
由功能关系有m2v′0=(m1+m2)v′+μm2gL…⑥ ⑤⑥联立并代入数据解得:v0′=5m/s
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