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章末综合测评一时间60分钟 满分100分
一、选择题本题共5小题,每小题6分,共30分,在每小题给出的5个选项有3项符合题目要求.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得6分,每选错1个扣3分,最低得分为0分.1.水平抛出在空中飞行的物体,不考虑空气阻力,则 A.在相等的时间间隔内动量的变化相同B.在任何时间内,动量变化的方向都是竖直向下C.在任何时间内,动量对时间的变化率恒定D.在刚抛出物体的瞬间,动量对时间的变化率为零E.在刚抛出物体的瞬间,动量对时间的变化率最大【解析】 做平抛运动的物体仅受重力作用,由动量定理得Δp=mg·Δt,因为在相等的时间内动量的变化量Δp相同,即大小相等,方向都是竖直向下的,从而动量的变化率恒定,故选项A、B、C正确,D、E错误.【答案】 ABC2.如图1所示,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车上AB部分是半径为R的四分之一光滑圆弧,BC部分是粗糙的水平面.今把质量为m的小物体从A点由静止释放,小物体与BC部分间的动摩擦因数为μ,最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点,则B、D间的距离x随各量变化的情况是 【导学号78220015】图1A.其他量不变,R越大x越大B.其他量不变,μ越大x越小C.其他量不变,m越大x越大D.其他量不变,M越大x越大E.其他量不变,x与m、M均无关【解析】 小车和小物体组成的系统水平方向的动量守恒且为零,所以当小车和小物体相对静止时,系统水平方向的总动量仍为零,则小车和小物体相对于水平面也静止,由能量守恒得μmgx=mgR,x=R/μ,选项A、B、E正确.【答案】 ABE3.下列说法中正确的是 A.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受的合外力B.力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,它反映了力的作用对时间的累积效应,是一个标量C.动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的,但有时用起来更方便D.易碎品运输时要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了延长作用时间以减小作用力E.玻璃杯掉在水泥地上易碎,是因为受到的冲量太大【解析】 A选项是牛顿第二定律的一种表达方式;冲量是矢量,B错;F=是牛顿第二定律的最初表达方式,实质是一样的,C对;柔软材料起缓冲作用,延长作用时间,D对;由动量定理知E错.【答案】 ACD4.如图2甲所示,在光滑水平面上的两小球发生正碰,小球的质量分别为m1和m
2.图乙为它们碰撞前后的xt位移—时间图象.已知m1=
0.1kg.由此可以判断 【导学号78220016】图2A.碰前m2静止,m1向右运动B.碰后m2和m1都向右运动C.m2=
0.3kgD.碰撞过程中系统损失了
0.4J的机械能E.碰撞过程中系统的机械能守恒【解析】 分析题图乙可知,碰前m2处在位移为8m的位置静止,m1位移均匀增大,速度v1=m/s=4m/s,方向向右;碰后v1′=m/s=-2m/s,v2′=m/s=2m/s,碰撞过程中动量守恒m1v1=m1v1′+m2v2′得m2=
0.3kg,碰撞损失的机械能ΔEk=m1v-=0,故正确答案应选A、C、E.【答案】 ACE5.如图3所示,甲、乙两车的质量均为M,静置在光滑的水平面上,两车相距为L.乙车上站立着一个质量为m的人,他通过一条轻绳拉甲车,甲、乙两车最后相接触,以下说法正确的是 图3A.甲、乙两车运动中速度之比为B.甲、乙两车运动中速度之比为C.甲车移动的距离为LD.乙车移动的距离为LE.乙车移动的距离为L【解析】 本题类似人船模型.甲、乙、人看成一系统,则水平方向动量守恒,甲、乙两车运动中速度之比等于质量的反比,即为,A正确,B错误;Mx甲=M+mx乙,x甲+x乙=L,解得C、D正确,E错误.【答案】 ACD
二、非选择题本题共5小题,共70分.按题目要求作答.6.10分如图4所示为“探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图.已知a、b小球的质量分别为ma、mb,半径分别为ra、rb,图中P点为单独释放a球的平均落点,M、N是a、b小球碰撞后落点的平均位置.图41本实验必须满足的条件是________.A.斜槽轨道必须是光滑的B.斜槽轨道末端的切线水平C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放D.入射球与被碰球满足ma=mb,ra=rb2为了验证动量守恒定律,需要测量OP间的距离x1,则还需要测量的物理量有______、________用相应的文字和字母表示.3如果动量守恒,须满足的关系式是________用测量物理量的字母表示.【答案】 1BC2测量OM的距离x2 测量ON的距离x33max1=max2+mbx3写成maOP=maOM+mbON也可以7.12分如图5所示,在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验,实验步骤如下图5Ⅰ.把两滑块A和B紧贴在一起,在A上放质量为m的砝码,置于导轨上,用电动卡销卡住A和B,在A和B的固定挡板间放入一轻弹簧,使弹簧处于水平方向上的压缩状态;Ⅱ.按下电钮使电动卡销放开,同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器,当A和B与固定挡板C和D碰撞同时,电子计时器自动停表,记下A至C的运动时间t1,B至D的运动时间t2;Ⅲ.重复几次,取t1和t2的平均值.1在调整气垫导轨时应注意________;2应测量的数据还有________;3只要关系式________成立,即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和.【导学号78220017】【解析】 1导轨水平才能让滑块做匀速运动.2需测出A左端、B右端到挡板C、D的距离x
1、x2由计时器计下A、B到两板的时间t
1、t2算出两滑块A、B弹开的速度v1=,v2=.3由动量守恒知m+Mv1-Mv2=0即m+M=.【答案】 1使气垫导轨水平2滑块A的左端到挡板C的距离x1和滑块B的右端到挡板D的距离x23M+m=8.16分如图6所示,光滑平台上有两个刚性小球A和B,质量分别为2m和3m,小球A以速度v0向右运动并与静止的小球B发生碰撞碰撞过程不损失机械能,小球B飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动的小车中,小车与沙子的总质量为m,速度为2v0,小车行驶的路面近似看做是光滑的,求图61碰撞后小球A和小球B的速度;2小球B掉入小车后的速度.【解析】 1设A球与B球碰撞后速度分别为v
1、v2,并取方向向右为正,光滑平台,两小球为弹性小球,碰撞过程遵循动量和机械能守恒,所以有mAv0=mAv1+mBv2有mAv=mAv+mBv由
①②解得v1==-v0v2==v0碰后A球向左,B球向右.2B球掉入沙车的过程中系统水平方向动量守恒,有mBv2+m车v3=mB+m车v3′且v3=-2v0得v′3=v
0.【答案】 1-v0,碰后A球向左;v0,B球向右 2v0,方向向右9.16分如图7所示,小球A质量为m,系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h.物块B质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点正下方,物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰碰撞时间极短,反弹后上升至最高点时到水平面的距离为.小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求碰撞过程物块获得的冲量及物块在地面上滑行的距离.【导学号78220018】图7【解析】 设小球的质量为m,运动到最低点与物块相撞前的速度大小为v1,取小球运动到最低点时的重力势能为零,根据机械能守恒定律有mgh=mv解得v1=设碰撞后小球反弹的速度大小为v1′,同理有mg=mv1′2解得v1′=设碰撞后物块的速度大小为v2,取水平向右为正方向,由动量守恒定律有mv1=-mv1′+5mv2解得v2=由动量定理可得,碰撞过程滑块获得的冲量为I=5mv2=m物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小为F=5μmg设物块在水平面上滑动的距离为s,由动能定理有-Fs=0-×5mv解得s=.【答案】 m 10.16分如图8所示,一长木板位于光滑水平面上,长木板的左端固定一挡板,木板和挡板的总质量为M=
3.0kg,木板的长度为L=
1.5m.在木板右端有一小物块,其质量m=
1.0kg,小物块与木板间的动摩擦因数μ=
0.10,它们都处于静止状态.现令小物块以初速度v0沿木板向左滑动,重力加速度g取10m/s
2.1若小物块刚好能运动到左端挡板处,求v0的大小;2若初速度v0=3m/s,小物块与挡板相撞后,恰好能回到右端而不脱离木板,求碰撞过程中损失的机械能.【导学号78220019】图8【解析】 1设木板和物块最后共同的速度为v,由动量守恒定律mv0=m+Mv
①对木板和物块系统,由功能关系μmgL=mv-M+mv2
②由
①②两式解得v0==m/s=2m/s.2同样由动量守恒定律可知,木板和物块最后也要达到共同速度v设碰撞过程中损失的机械能为ΔE对木板和物块系统的整个运动过程,由功能关系有μmg2L+ΔE=mv-m+Mv2
③由
①③两式解得ΔE=v-2μmgL=×32J-2×
0.1×10×
1.5J=
0.375J.【答案】 12m/s
20.375JPAGE2。