高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第三节 动量守恒定律当堂达标检测题

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2．C [整个过程中滑动摩擦力的作用时间为3t，水平恒力F的作用时间为t，由动量定理得Ft－μmg·3t＝0－0，得F＝3μmg，所以C正确．]
3．B [小球m和滑槽M1、滑块M2三个物体构成一个系统，这个系统所受水平方向的合外力为零，所以系统水平方向动量守恒，小球m下滑前系统总动量为零，小球m下滑后m和滑槽M1作用，滑槽M1和滑块M2作用，作用结果使滑块M2向右运动，有向右的动量．当m滑到左方最高点时，小球m和滑槽M1的相对速度为零，但小球m和滑槽M1这个整体向左运动，有向左的动量，这样才能保证系统总动量为零．故B正确．]
4．B [由题图可知a球碰b球前的速度大小为v，碰后a、b两球的速度大小为v2，由动量守恒得mav＝mbv2＋ma-v2，解得mb＝3ma，只有B正确．]
5．D [对B由动量定理得Mgt＝Mu－0，设弹簧冲量为I，对A由动量定理得I－mgt＝mv－0，联立解得I＝mv＋mu，故A、B、C错误，D正确．]
6．A [如果两冰壶发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，两冰壶质量相等，碰撞后两冰壶交换速度，甲静止，乙的速度等于甲的速度，碰后乙做减速运动，最后停止，最终两冰壶的位置如图B所示，B正确；如果为非弹性碰撞，总动量向右，则C图有可能，C正确，A错误；若两球不是对心碰撞，则两球可能在两侧方向均发生移位，但两侧方向应保证动量为零，故D有可能，D正确；本题选不可能的，故选A.]
7．D [小物块与箱子作用过程中满足动量守恒，小物块最后恰好又回到箱子正中间．两者相对静止，即为共速，设速度为v1，mv＝(m＋M)v1，系统损失动能ΔEk＝12mv2-12M+mv12＝Mmv22M+m，A、B错误；由于碰撞为弹性碰撞，故碰撞时不损失能量，系统损失的动能等于系统产生的热量，即ΔEk＝Q＝NμmgL，C错误，D正确．]
8．ABC [选A船、B船和人为一个系统，则他们的初始总动量为0.由动量守恒定律可知，系统以后的总动量将一直为0.选最终B船的运动方向为正方向，则由动量守恒定律可得0＝m+m2vB＋mvA，解得vB＝－23vA.所以A、B两船的速度大小之比为3∶2，故A正确；A和B(包括人)的动量大小相等，方向相反，动量大小之比为1∶1，故B正确；由于系统的总动量守恒，始终为0，故A和B(包括人)的动量之和也始终为0，故C正确．]
9．BC [小球B压缩弹簧过程中，小球A、小球B与弹簧组成的系统机械能守恒，两球组成的系统机械能不守恒，故A错误；弹簧最短时两球速度相等，两球组成的系统动量守恒，以向右为正方向，根据动量守恒定律得mv0＝(2m＋m)v，解得v＝13v0，故B正确；弹簧最短时弹簧弹性势能最大，此时两球速度相等，由能量守恒定律得12mv02＝12m+2mv2＋Ep，解得Ep＝13mv02，故C正确；最终两球分离、弹簧恢复原长，两球各自做匀速直线运动，两球组成的系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得mv0＝2mvA＋mvB，由机械能守恒定律得12mv02＝12×2mvA2+12mvB2，解得vA＝23v0，vB＝－13v0，负号表示方向向左，故D错误．]
10．BD [拉力不为零，根据I＝Ft可知，拉力对小球的冲量不为零，故A错误；重力竖直向下，可知重力对小球的冲量方向竖直向下，故B正确；小球初动量为零，末动量水平向左，可知小球的动量变化量方向水平向左，根据动量定理可知，合力对小球的冲量方向水平向左，故C错误，D正确．]
11．解析：这个实验的思路与课本上采用的实验的原理完全相同，也是通过测平抛运动的位移来代替它们作用完毕时的速度．
答案：(1)刻度尺、天平 (2)两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边缘的水平距离s1、s2
(3)m1s1＝m2s2
12．解析：因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间A的速度为vA，C的速度为vC，以向右为正方向，由动量守恒定律得mAv0＝mAvA＋mCvC①
A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，
由动量守恒定律得mAvA＋mBv0＝(mA＋mB)vAB②
A与B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足
vAB＝vC③
联立①②③式，代入数据得vA＝2 m/s.
答案：2 m/s
13．解析：(1)对铁块，由动能定理得
－μmgL－mgR＝0－12mv0 2
代入数据解得μ＝0.5.
(2)铁块下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得
mgR＝12mvB 2
以向左为正方向，由动量守恒定律得
mvB＝(M＋m)v
由能量守恒定律得 12mvB2＝12(M＋m)v2＋μmgx
代入数据解得x＝0.3 m．铁块最终滑到长木板的左端．
答案：(1)0.5 (2)最终物块滑到长木板的左端
14．解析： (1) 对A从最高点到最低点进行分析，由机械能守恒得mgL＝12mv2
解得v＝2gL
由于A与B发生弹性碰撞，且质量相等，所以交换速度，
所以碰后速度为vB＝2gL，vA＝0.
(2) 对B、C由水平方向动量守恒得mvB＝(m＋m)v′
解得v′＝2gL2，
即B、C球碰后的速度是2gL2.
(3) 根据能量守恒可知 12mvB2＝12(m＋m)v′2＋Q
代入数值解得Q＝12mgL
B和C碰撞过程中损失的机械能是12mgL.
答案：(1) 0 (2) 2gL2 (3)12mgL
15．解析：(1)规定向左为速度正方向．冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设此共同速度为v，斜面体的质量为m3.由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得m2v20＝(m2＋m3)v①
12m2v202＝12(m2＋m3)v 2＋m2gh②
式中v20＝3 m/s为冰块推出时的速度．联立①②式并代入题给数据得m3＝20 kg.③
(2)设小孩推出冰块后的速度为v1，由动量守恒定律有
m1v1＋m2v20＝0④
代入数据得v1＝－1 m/s⑤
设冰块与斜面体分离后的速度分别为v2和v3，由动量守恒和机械能守恒定律有m2v20＝m2v2＋m3v3⑥
12m2v202＝12m2v22+12m3v32⑦
联立③⑥⑦式并代入数据得v2＝－1 m/s
由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方，故冰块不能追上小孩．
答案：(1)20 kg (2)见解析
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
C
B
B
D
A
D
ABC
BC
BD