物理3 动量守恒定律同步测试题

这是一份物理3 动量守恒定律同步测试题，共5页。试卷主要包含了解析等内容，欢迎下载使用。

1．(多选)如图所示，A、B两物体的质量满足mA>mB，中间用一段细绳相连并有一被压缩的轻弹簧，放在平板小车C上后，A、B、C均处于静止状态．若地面光滑，则在细绳被剪断后，A、B从C上滑离之前，A、B在C上向相反方向滑动过程中( )
A.若A、B与C之间的摩擦力大小相同，则A、B组成的系统动量守恒，A、B、C组成的系统动量也守恒
B．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，A、B、C组成的系统动量也不守恒
C．若A、B与C之间的摩擦力大小不相同，则A、B组成的系统动量不守恒，但A、B、C组成的系统动量守恒
D．以上说法均不对
2．[2022·重庆九龙坡高二期中]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′)
3．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v0
C．沙车仍做匀速运动，速度小于v0
D．沙车做变速运动，速度不能确定
4．(多选)在军事训练中，一战士从岸上以2m/s的速度跳到一条向他缓缓漂来、速度是0.5m/s的小船上，然后去执行任务，已知战士质量为60kg，小船的质量是140kg，该战士上船后又跑了几步，最终停在船上，不计水的阻力，则( )
A．战士跳到小船上到最终停在船上的过程，战士和小船的总动量守恒
B．战士跳到小船上到最终停在船上的过程，战士和小船的总机械能守恒
C．战士最终停在船上后速度为零
D．战士跳上小船到最终停在船上的过程中动量变化量的大小为105kg·m/s
5．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＋eq \f(m,M)vB．v0＋eq \f(m,M)(v0＋v)
C．v0－eq \f(m,M)vD．v0＋eq \f(m,M)(v0－v)
6．将两个完全相同的磁铁(磁性极强)分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑．开始时甲车速度大小为3m/s，乙车速度大小为2m/s，方向相反并在同一直线上，如图所示．
(1)当乙车速度为零时，甲车的速度多大？方向如何？
(2)由于磁性极强，故两车不会相碰，那么两车的距离最小时，乙车的速度是多大？方向如何？
7.
如图所示，在平静的水面上有A、B两艘小船，A船的左侧是岸，在B船上站着一个人，人与B船的总质量是A船的10倍．两船开始时都处于静止状态，当B船上的人把A船以相对于地面的速度v向左推出，A船到达岸边时岸上的人马上以原速率将A船推回，B船上的人接到A船后，再次把它以原速率反向推出……直到B船上的人不能再接到A船，则B船上的人推船的次数为( )
A．7B．6
C．3D．9
素养综合练
8．(多选)如图所示，一个质量为M＝2kg的足够长的木板放置在光滑水平面上，木板的一侧是一个四分之一圆弧EF固定在水平面上，圆弧半径R＝0.6m，E点切线水平．轨道底端高度与木板高度相同．现将可视为质点、质量为m＝1kg的小铁块从弧形轨道顶端由静止释放，小铁块到达轨道底端时，轨道的支持力为25N．若小铁块在弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功为Wf，小铁块和长木板达到的共同速度为v，取重力加速度g＝10m/s2.则( )
A.Wf＝3JB．Wf＝1.5J
C．v＝2m/sD．v＝1m/s
9．(多选)如图所示，一轻弹簧左端固定在足够长的木块A的左端挡板上，右端与小物块B连接，A、B及A与地面间的接触面均光滑．开始时，A和B均静止，现同时对A、B施加大小相等、方向相反的水平恒力F1和F2.则从两物体开始运动到以后的整个运动过程中(弹簧形变始终不超过其弹性限度)，对A、B和弹簧组成的系统，正确的说法是( )
A．由于F1、F2大小相等、方向相反，故系统动量守恒
B．由于F1、F2大小相等、方向相反，故系统机械能守恒
C．当弹簧的弹力与F1、F2大小相等时，A、B的动能均达到最大值
D．当弹簧的形变量最大时，A、B均处于平衡状态
10．如图所示，甲车质量为m1＝m，在车上有质量为M＝2m的人，甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高h处由静止滑下，到水平地面上后继续向前滑动，此时质量为m2＝2m的乙车正以大小为v0的速度迎面滑来，已知h＝eq \f(2v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,g)，为了使两车不发生碰撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳上乙车，试求人跳离甲车的水平速度(相对地面)应满足什么条件？不计地面和斜坡的摩擦，小车和人均可看成质点．
课时分层作业(三) 动量守恒定律
1．解析：当A、B两物体组成一个系统时，弹簧的弹力为内力，而A、B与C之间的摩擦力为外力．当A、B与C之间的摩擦力等大、反向时，A、B组成的系统所受外力之和为零，系统动量守恒．当A、B与C之间的摩擦力大小不相等时，A、B组成的系统所受外力之和不为零，动量不守恒．而对于A、B、C组成的系统，由于弹簧的弹力及A、B与C之间的摩擦力均为内力，故不论A、B与C之间的摩擦力的大小是否相等，A、B、C组成的系统所受外力之和均为零，故系统的动量守恒，故A项、C项均正确，B项、D项均错误．
答案：AC
2．解析：发射炮弹的过程，系统动量守恒，发射前，系统的总动量为Mv0，射出炮弹后，炮艇的质量变为M－m，速度为v′，炮弹质量为m，对地速度为v＋v′，所以系统总动量为(M－m)v′＋m(v＋v′)，本题选D.
答案：D
3．解析：由水平方向上动量守恒得，Mv0＝(M＋m)v，由此可知C项正确．
答案：C
4．解析：在战士跳到小船到最终停在船上的过程中，战士和小船的总动量守恒，总机械能有损失，不守恒，选项A正确、B错误；以战士初始运动方向为正方向，对战士跳到小船上并最终停在船上的过程，设战士最终停在船上后速度为v′，由动量守恒定律可知m人v－m船v船＝(m人＋m船)v′，得v′＝0.25m/s，选项C错误；战士动量的变化量Δp＝m人(v′－v)＝60×(0.25－2) kg·m/s＝－105kg·m/s，动量变化量的大小为105kg·m/s，选项D正确．
答案：AD
5．解析：在救生员跃出的过程中船、人组成的系统水平方向动量守恒，规定向右为正方向，则(M＋m)v0＝Mv′－mv，解得v′＝v0＋eq \f(m,M)(v0＋v)，故B正确．
答案：B
6．解析：两个小车及磁铁组成的系统在水平方向不受外力作用，两车之间的磁力是系统内力，系统动量守恒．设向右为正方向．
(1)据动量守恒得：mv甲－mv乙＝mv′甲，代入数据解得v′甲＝v甲－v乙＝(3－2)m/s＝1m/s，方向向右．
(2)两车相距最近时，两车速度相同，设为v′，由动量守恒得：
mv甲－mv乙＝mv′＋mv′.
解得v′＝eq \f(mv甲－mv乙,2m)＝eq \f(v甲－v乙,2)＝eq \f(3－2,2)m/s＝0.5m/s，方向向右．
答案：(1)1m/s 向右 (2)0.5m/s 向右
7．解析：取向右为正方向，B船上的人第一次推出A船时，由动量守恒定律得
mBv1－mAv＝0，解得v1＝eq \f(mA,mB)v
当A船向右返回后，B船上的人第二次将A推出，由动量守恒定律得
mAv＋mBv1＝－mAv＋mBv2
解得v2＝v1＋eq \f(2mA,mB)v
设第n次推出A时，B的速度大小为vn，由动量守恒定律得
mAv＋mBvn－1＝－mAv＋mBvn
解得vn＝vn－1＋eq \f(2mA,mB)v
则有vn＝(2n－1)eq \f(mA,mB)v
B船上的人不能再接到A船，须有v≤vn(临界点)
解①②式得n≥5.5，则取n＝6.
答案：B
8．解析：小铁块在弧形轨道底端时，满足F－mg＝eq \f(mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,R)，解得：v0＝3m/s，根据动能定理知mgR－Wf＝eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) －0，解得：Wf＝1.5J．根据动量守恒定律知mv0＝(m＋M)v，解得：v＝1m/s.选项B、D正确．
答案：BD
9．解析：A对：A、B和弹簧组成的系统所受合外力为零，因此系统动量守恒．B错：由于F1、F2均对系统做功，因此系统机械能不守恒．C对，D错：根据牛顿第二定律可知，开始A、B均做加速度逐渐减小的加速运动，当F1＝F2＝kx时，A、B所受合外力均为零，此时二者速度最大，动能最大，然后开始做加速度逐渐增大的减速运动，当二者速度减为零时，弹簧最长，形变量最大．
答案：AC
10．解析：设水平向左为正方向，甲车(包括人)滑下斜坡后速度大小为v1，由机械能守恒定律有eq \f(1,2)(m1＋M)v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ＝(m1＋M)gh，解得v1＝eq \r(2gh)＝2v0
设人跳离甲车的水平速度(相对地面)为v，在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒，设人跳离甲车和跳上乙车后，两车的速度大小分别为v′1和v′2，则人跳离甲车时，有
(M＋m1)v1＝Mv＋m1v′1
人跳上乙车时，有Mv－m2v0＝(M＋m2)v′2
解得v′1＝6v0－2v，v′2＝eq \f(1,2)v－eq \f(1,2)v0
两车不发生碰撞的临界条件是
v′1＝±v′2
当v′1＝v′2时，解得v＝eq \f(13,5)v0
当v′1＝－v′2时，解得v＝eq \f(11,3)v0
故v的取值范围为eq \f(13,5)v0≤v≤eq \f(11,3)v0
答案：eq \f(13,5)v0≤v≤eq \f(11,3)v0