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江苏省东台市创新高级中学2018_2019学年高二物理3月月考试题(含参考答案)

东台市创新高级中学 2018-2019 学年高二物理 3 月月考试题
一.选择题(共 13 小题,每题 3 分,计 39 分) 1.在实验室里为了验证动量守恒定律,可以采用如图所示的装置.若入射小球质量为 m1,半 径为 r1;被碰小球质量为 m2,半径为 r2,则 ( )

A.m1>m2,r1>r2 C.m1>m2,r1=r2

B.m1>m2,r1<r2 D.m1<m2,r1=r2

2.在“利用斜槽末端小球碰撞探究不变量”的实验中,安装斜槽轨 道时,应让斜槽末端点的切线保持水平,这样做的目的是使 ( )

A.入射球得到较大的速度 B.入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向 C.入射球与被碰球碰撞时动能无损失 D.入射球与被碰球碰后均能从同一高度飞出 3.在用如图所示的装置做”验证动量守恒定律”实验时,入射球 a 的质量为 m1,被碰球 b 的 质量为 m2,小球的半径为 r,各小球的落地点如图所示,下列关于这个实验的说法正确的 是( )

A.入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相同的小球 B.让入射球与被碰球连续 10 次相碰,每次都要使入射小球从斜槽 上不同的位置滚下 C.要验证的表达式是 m1 D.要验证的表达式是 m1 =m1 =m1 +m2 +m2 )

4.若用打点计时器做探究碰撞中的不变量实验,下列说法是正确的是(

A.相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了改变两车的质量 B.相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了碰撞后粘在一起 C.本实验中不需测量小车的质量 D.对于实验最终的结论:m1v1+m2v2=m1 v1′+m2 v2′,式中的 v1、v2、v1′、v2′都是速度 的大小 5.学校运动会进行跳远比赛时,要在沙坑里填沙。这样做的目的是为了减小人触地过程中的

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) B.动量变化量 C.动量变化率 D.受到的冲量

A.作用时间

6.港珠澳大桥(HongKong﹣Zhuhai﹣MacaoBridge)是中国境内一座连接香港、珠海和澳门 的桥隧工程。2018 年 2 月 6 日,港珠澳大桥主体完成验收,于同年 9 月 28 日起进行粤港 澳三地联合试运。大桥设计使用寿命 120 年,可抵御 8 级地震、16 级台风、30 万吨撞击以 及珠江口 300 年一遇的洪潮。假设一艘质量为 m 的轮船由于失控,以速度 v 撞向大桥(大 桥无损) ,最后没有反弹而停下来,事故勘察测量轮船发现迎面相撞处凹下去 d 的深度,那 么可以估算出船对桥的平均撞击力 F,关于 F 的表达式正确的是( A. B. C. ) D.mv

7.如图所示,运动员挥拍将质量为 m 的网球击出.如果网球被拍子击前、后瞬间速度的大小 分别为 v1、v2,v1 与 v2 方向相反,且 v2>v1.忽略重力,则 程中拍子对网球作用力的冲量( ) 此过

A.大小为 m (v2﹣v1) ,方向与 v1 方向相同 B.大小为 m (v2+v1) ,方向与 v1 方向相同 C.大小为 m (v2﹣v1) ,方向与 v2 方向相同 D.大小为 m (v2+v1) ,方向与 v2 方向相同 8.一运动员用 F=100N 的力踢了一下足球,球在地上滚了 10s 才停下,则运动员踢球的冲量 大小为( A.1000 N?S ) B.500 N?S C. 0 D.无法确定

9.水平面上的物体 M,在水平恒力 F 的作用下由静止开始运动,经时间 t 后,撤去水平恒力 F,又经时间 2t 后停止运动,则物体所受的摩擦力大小为( A.F B. C. ) D.

10.为了模拟宇宙大爆炸初期的情境,科学家利用粒子加速器来加速两个带正电的重离子, 使它们沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞。 若要碰撞前的动能尽可能多地转化为内能, 应设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的( A.速度 B.动能 C.动量 ) D.质量

11.如图,一个礼花弹竖直上升到最高点时炸裂成三块碎片,其中一块碎片首先沿竖直方向 落至地面,另两块碎片稍后一些同时落至地面。则在礼花弹炸裂后的瞬间这三块碎片的运 动方向可能是( )
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A.

B.

C. 12.弹性碰撞是指( A.正碰 C.机械能守恒的碰撞 13.下列说法正确的是( ) )

D.

B.对心碰撞 D.机械能不守恒的碰撞

A.能量守恒的碰撞是弹性碰撞 C.正碰是弹性碰撞

B.弹性碰撞时机械能守恒 D.斜碰一定是非弹性碰撞

二.多选题(共 5 小题,每题 4 分,漏选 2 分,计 20 分) 14.某同学用如图所示的装置(让入射小球与被碰小球碰撞)探究碰撞中的不变量时,产生 误差的主要原因是( )

A.碰撞前入射小球的速度方向,碰撞后入射小球的速 度方向和碰撞后被碰小球的速度方向不是绝对沿水平方向

B.小球在空气中飞行时受到空气阻力 C.通过复写纸描得的各点,不是理想的点,有一定的 大小,从而带来作图上的误差 D.测量长度时有误差 15.一质量为 2kg 的物块在合外力 F 的作用下从静止开始 直线运动,F 随时间 t 变化的图线如图所示,则( A.t=1s 时物块的速率为 1m/s B.t=3s 时物块的速度大小为为 6m/s C.t=4s 时物块的动量大小为 2kg?m/s D.0~4s 时物块受到的冲量为 7N?s 16.人从高处跳下,为更好地保护身体,双脚触地后,膝关节弯曲让身体重心继续下降。着 地过程这样做可以( )
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沿



A.增大人动量变化的时间 C.减小人的动量变化量

B.减小人受到的冲量 D.减小人的动量的变化率 )

17.两球在光滑的地面上做相向运动,碰撞后两球皆静止,则( A.碰撞前,两球动量一定相同 B.两球组成的系统动量守恒 C.碰撞过程中的任一时刻,两球的动量大小相等

D.两球只是在碰撞开始和碰撞结束两个瞬时,系统的总动量守恒.而在碰撞过程中的任一 时刻,系统的总动量是不守恒的 18.关于碰撞的特点,下列说法正确的是( A.碰撞的过程时间极短 B.碰撞时,质量大的物体对质量小的物体作用力大 C.碰撞时,质量大的物体对质量小的物体作用力和质量小的物体对质量大的物体的作用力 相等 D.质量小的物体对质量大的物体作用力大 三.实验题(共 2 小题,每空 2 分,计 22 分) 19.某同学用下图的实验装置“验证动量守恒定律” ,已知 a、b 小球的质量分别为 ma,mb,半 径分别为 ra,rb,图中 A、B、C 三点中有一点是单独释放的 a 球在记录纸上的平均落点, 有两点是 a、b 小球碰撞后分别在记录纸上落点的平均位置,记录纸上的 O 点是斜槽末端重 锤线所指的位置。 (1)关于实验必须满足的条件,下列说法正确的是 A.斜槽轨道必须是光滑的 B.斜槽轨道末端必须是水平的 C.a 球必须每次从同一位置无初速度释放 D.a、b 两球的质量和半径必须满足 ma=mb,ra=rb (2)单独释放 a 球,a 球在记录纸上的平均落点应 是 点。 (3)本实验必须测量的物理量有 A.斜槽轨道末端距水平地面的高度 H B.小球 a、b 的质量 ma,mb C.小球 a、b 的半径 ra,rb
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点,与 b 球碰撞后,a 求的平均落点应是



D.记录纸上 O 点到 A、B、C 个点的距离 OA、OB、OC。 (4)根据实验测量的物理量表示需要验证的表达式应是 20.在“验证动量守恒定律”的实验中,请回答下列问题: 。

(1)实验记录如图甲所示,先不放 B 球,则 A 球做平抛运动的水平位移是图中的 放上 B 球, 则 B 球被碰后做平抛运动的水平位移是图中的



。 (两空均选填 “OM” 、 “OP”

或“ON” )为测定 A 球不碰 B 时做平抛运动的落点的平均位置,把刻度尺的零刻度线跟记录 纸上的 O 点对齐,如图乙给出了小球 A 落点附近的情况,由图可得距离应为 (2)小球 A 下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果 “会”或“不会” ) (3)实验装置如图甲所示,A 球为入射小球,B 球为被碰小球,以下有关实验过程中必须 满足的条件,正确的是 A.入射小球的质量 mA 可以小于被碰小球的质量 mB B.实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度 C.入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放 D.斜槽末端的切线必须水平,小球放在斜槽末端处,应能静止 (4)如果碰撞中动量守恒,根据图中各点间的距离,下列式子成立的有 A.mA:mB=ON:MP C.mA:mB=OP:MN B.mA:mB=OM:MP D.mA:mB=OM:MN cm;

产生误差(选填

四.计算题(共 3 小题,12+12+15,计 39 分) 21.将质量为 0.2kg 的小球以初速度 6m/s 水平抛出,抛出点离地的高度为 3.2m,不计空气阻 力。求: (1)小球从抛出到它将要着地的过程中重力的冲量; (2)小球将要着地时的动量; (3)小球从抛出到它将要着地的过程中动量的变化。

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22.如图所示,光滑水平面上小球 A、B 分别以 3.2m/s、2.0m/s 的速率相向运动,碰撞后 A 球静止。已知碰撞时间为 0.05s,A、B 的质量均为 0.5kg。求: (1)碰撞后 B 球的速度大小; (2)碰撞过程 A 对 B 平均作用力的大小。

23. 如图所示, 一个熊孩子把质量为 M=1.9kg 的物块放在光滑的水平桌面边缘处于静止状态, 此时桌面离水平地面的高度为 h=1.25m,然后他用橡皮枪把质量为 m=0.1kg 的子弹以 v0 =10m/s 的水平速度射入物块后,并留在木块中离开桌面(g=10m/s ) ,求: (1)子弹和木块一起将以多大的速度水平抛出去? (2)子弹射入木块的过程中系统损失的机械能为多少? (3)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离为多少?
2

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2019 年 03 月 19 日刘世进的高中物理组卷 参考答案与试题解析 一.选择题(共 13 小题) 1.在实验室里为了验证动量守恒定律,可以采用如图所示的装置.若入射小球质量为 m1,半 径为 r1;被碰小球质量为 m2,半径为 r2,则 ( )

A.m1>m2,r1>r2 C.m1>m2,r1=r2

B.m1>m2,r1<r2 D.m1<m2,r1=r2

【分析】为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变,故必须使入射小球的质量大于被 碰小球的质量.为了使两球发生正碰,两小球的半径相同 【解答】解:为防止碰撞过程入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即: m1> m2, 为了使两球发生对心正碰,两小球的半径相同,r1=r2,故 C 正确; 故选:C。 【点评】本题考查了实验注意事项,知道实验原理与实验注意事项即可正确解题,要注意 基础知识的学习与掌握. 2.在“利用斜槽末端小球碰撞探究不变量”的实验中,安装斜槽轨道时,应让斜槽末端点的 切线保持水平,这样做的目的是使 ( A.入射球得到较大的速度 B.入射球与被碰球对心碰撞后速度均为水平方向 C.入射球与被碰球碰撞时动能无损失 D.入射球与被碰球碰后均能从同一高度飞出 【分析】这个实验是利用平抛运动的规律获得小球碰撞前后的速度,在实验中让小球在固 定斜槽滚下后,做平抛运动,记录下平抛后运动轨迹,然后在运动轨迹上标出特殊点,对 此进行处理,由于是同一个轨迹,因此要求抛出的小球初速度是相同的,所以在实验时必 须确保抛出速度方向是水平的. 【解答】解:研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出,只有水平飞
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出时小球才做平抛运动,所以让斜槽末端点的切线保持水平,这样做的目的是使入射球与 被碰球对心碰撞后速度均为水平方向,故 ACD 错误,B 正确。 故选:B。 【点评】在本实验中如何实现让小球做平抛运动是关键,因此实验中关键是斜槽末端槽口 的切线保持水平及固定后的斜槽要竖直. 3.在用如图所示的装置做”验证动量守恒定律”实验时,入射球 a 的质量为 m1,被碰球 b 的 质量为 m2,小球的半径为 r,各小球的落地点如图所示,下列关于这个实验的说法正确的 是( )

A.入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相同的小球 B.让入射球与被碰球连续 10 次相碰,每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下 C.要验证的表达式是 m1 D.要验证的表达式是 m1 =m1 =m1 +m2 +m2

【分析】要保证碰撞前后 a 球的速度方向保持不变,则必须让 a 球的质量 m1 大于 b 球的质 量 m2.为了保证每次小球运动的情况相同,故应该让入射小球 a 每次从同一位置滚下.本 题要验证动量守恒定律定律即 m1v0=m1v1+m2v2,应用动量守恒定律与平抛运动特点分析答 题. 【解答】解:A、为让两球发生对心碰撞,两球的直径应相等,即两球大小相等,为防止碰 撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,故 A 错误; B、让入射球与被碰球连续 10 次相碰,为保证球的速度相等,每次都使入射小球从斜槽上 相同的位置由静止滚下,故 B 错误; C、小球离开轨道后做平抛运动,由于小球抛出点的高度相等,它们在空中的运动时间 t 相 等,如果碰撞过程动量守恒,则:m1v0=m1v1+m1v2,两边同时乘以 t 得:m1v0t=m1v1t+m1v2t, 即 m1 =m1 +m2 ,故 D 正确,C 错误;

故选:D。 【点评】本实验的一个重要的技巧是入射球和靶球从同一高度作平抛运动并且落到同一水 平面上,故下落的时间相同,所以在实验的过程当中把本来需要测量的速度改为测量平抛
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过程当中水平方向发生的位移,可见掌握了实验原理才能顺利解决此类题目. 4.若用打点计时器做探究碰撞中的不变量实验,下列说法是正确的是( )

A.相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了改变两车的质量 B.相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了碰撞后粘在一起 C.本实验中不需测量小车的质量 D.对于实验最终的结论:m1v1+m2v2=m1 v1′+m2 v2′,式中的 v1、v2、v1′、v2′都是速度 的大小 【分析】根据实验原理与实验步骤分析答题,动量是矢量,验证动量是否守恒,需要测出 小车质量与小车的速度. 【解答】解:A、相互作用的两车上,一个装上撞针,一个装上橡皮泥,是为了碰撞后粘在 一起,不是为了改变车的质量,故 A 错误,B 正确; C、质量与速度的乘积是物体的动量,实验需要测出小车的质量,故 C 错误; D、动量是矢量,既有大小,又有方向,对于实验最终的结论:m1v1+m2v2=m1 v1′+m2 v2′, 式中的 v1、v2、v1′、v2′都是速度,既包括大小,也有方向,故 D 错误; 故选:B。 【点评】本题考查了验证动量守恒定律实验,知道实验原理、知道动量的定义式、知道动 量是矢量即可正确解题. 5.学校运动会进行跳远比赛时,要在沙坑里填沙。这样做的目的是为了减小人触地过程中的 ( ) B.动量变化量 C.动量变化率 D.受到的冲量

A.作用时间

【分析】物体动量的变化等于合外力的冲量,应用动量定理分析,从而解释相关现象。 【解答】解:跳远比赛时,运动员从与沙坑接触到静止动量的变化量相等,设为△p, 由动量定理可知,人受到的合力的冲量 I=△p 是一定的, 人落在沙坑中比落在地面上延长了人与沙坑的接触时间,t 变大, 由动量定理得:△P=Ft, =F,△p 一定,t 越长,动量变化率越小,人受到的合外力

越小;故能减小的只有动量的变化率,故 C 正确,ABD 错误。 故选:C。 【点评】本题考查了判断动量、冲量、动量变化率等问题,要注意分析清楚运动过程,应 用动量定理即可正确解题。

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6.港珠澳大桥(HongKong﹣Zhuhai﹣MacaoBridge)是中国境内一座连接香港、珠海和澳门 的桥隧工程。2018 年 2 月 6 日,港珠澳大桥主体完成验收,于同年 9 月 28 日起进行粤港 澳三地联合试运。大桥设计使用寿命 120 年,可抵御 8 级地震、16 级台风、30 万吨撞击以 及珠江口 300 年一遇的洪潮。假设一艘质量为 m 的轮船由于失控,以速度 v 撞向大桥(大 桥无损) ,最后没有反弹而停下来,事故勘察测量轮船发现迎面相撞处凹下去 d 的深度,那 么可以估算出船对桥的平均撞击力 F,关于 F 的表达式正确的是( A. B. C. ) D.mv

【分析】将碰撞过程近似的看为匀减速的过程,容易得到碰撞过程的平均速度,据此求出 碰撞所需时间,根据动量定理即可求平均碰撞力 【解答】解:将碰撞过程近似的看为匀减速的过程,则碰撞过程的平均速度为 则碰撞的时间为:△t=

根据动量定理有:F△t=mv 解得:F= 故选:A。 【点评】本题考查动量定理的简单应用,难度不大。注意要把碰撞过程看作匀减速的过程 在能够顺利求出 F.本题另外一种简单的解法是运用动能定理,F 所做的负功大小等于初始 动能即可解出 F。 7.如图所示,运动员挥拍将质量为 m 的网球击出.如果网球被拍子击前、后瞬间速度的大小 分别为 v1、v2,v1 与 v2 方向相反,且 v2>v1.忽略重力,则此过程中拍子对网球作用力的冲 量( )

A.大小为 m (v2﹣v1) ,方向与 v1 方向相同 B.大小为 m (v2+v1) ,方向与 v1 方向相同 C.大小为 m (v2﹣v1) ,方向与 v2 方向相同 D.大小为 m (v2+v1) ,方向与 v2 方向相同 【分析】以网球为研究对象,在拍子击打网球的过程中,网球水平受到拍子的作用力,速
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度大小和方向发生了改变,根据动量定理研究拍子的作用力的冲量. 【解答】解:取拍子击打前网球的速度为 v1 方向为正方向,根据动量定理得: 拍子对网球作用力的冲量 I=﹣mv2﹣mv1=﹣m(v1+v2) , 即冲量大小为 m(v1+v2) ,方向与 v1 方向相反,与 v2 方向相同。 故选:D。 【点评】本题是实际问题,考查应用物理知识分析处理实际问题的能力.对于变力的冲量 常常根据动量定理求解. 8.一运动员用 F=100N 的力踢了一下足球,球在地上滚了 10s 才停下,则运动员踢球的冲量 大小为( A.1000 N?S ) B.500 N?S C. 0 D.无法确定

【分析】求一个力的冲量,可以根据冲量的定义式计算,也可以由动量定理计算。 【解答】解:由题,踢球时的力 F=100N,但不知道该力作用的时间,所以不能求出力的 冲量;故 ABC 错误,D 正确。 故选:D。 【点评】该题考查动量的计算,但在解答的过程中要注意时间 10s 是球在地面上滚动的时 间,不是 100N 的力的作用时间。 9.水平面上的物体 M,在水平恒力 F 的作用下由静止开始运动,经时间 t 后,撤去水平恒力 F,又经时间 2t 后停止运动,则物体所受的摩擦力大小为( A.F B. C. ) D.

【分析】对全过程运用动量定理,抓住动量的变化量为零,求出物体所受的摩擦力大小。 【解答】解:对全过程运用动量定理得:Ft﹣f?3t=0, 解得: 故选:C。 【点评】本题考查了动量定理的基本运用,知道动量定理的表达式为矢量式,注意方向。 本题也可以根据动力学知识进行求解。 10.为了模拟宇宙大爆炸初期的情境,科学家利用粒子加速器来加速两个带正电的重离子, 使它们沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞。 若要碰撞前的动能尽可能多地转化为内能, 应设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的( A.速度 B.动能 C.动量 ) D.质量
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,故 C 正确。

【分析】为了使碰撞前的动能尽可能多转化为内能,碰撞后两粒子粘在一起,且速度为零 时,损失的动能最多,根据系统的动量守恒定律分析即可。 【解答】解:要碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,两个离子必须发生完全非弹性碰撞, 即碰撞后两离子粘在一起,且共同速度为零,碰撞后系统的总动量为零。 在碰撞过程中,系统遵循动量守恒定律,可知,碰撞前系统的总动量为零,所以应设法使 这两个重离子在碰撞前瞬间具有大小相等、方向相反的动量。故 ABD 错误,C 正确。 故选:C。 【点评】本题的关键是理解并掌握完全非弹性碰撞的特点,知道碰撞中损失的动能最多的 情况就是碰撞后两物体粘在一起的碰撞,具有相同大小、方向相反的动量的粒子相碰后两 粒子速度为零,动能全部转化为内能。 11.如图,一个礼花弹竖直上升到最高点时炸裂成三块碎片,其中一块碎片首先沿竖直方向 落至地面,另两块碎片稍后一些同时落至地面。则在礼花弹炸裂后的瞬间这三块碎片的运 动方向可能是( )

A.

B.

C.

D.

【分析】礼花弹炸裂时,内力远大于外力,总动量守恒。根据三块碎片的运动情况,分析 运动时间关系。由此分析。 【解答】解:AB、礼花弹炸裂时,内力远大于外力,总动量守恒,根据矢量运算规则知,A、 B 两图违反了动量守恒定律,不可能,故 A、B 错误。 C、该图符合动量守恒定律。斜向下运动的两个碎片有竖直向下的分速度,而向上运动的碎 片做竖直上抛运动,所以斜向下运动的两个碎片同时落地,向上运动的碎片后落地,与题 意不符,故 C 错误。 D、该图符合动量守恒定律。向下运动的碎片首先落地,斜向上运动的两个碎片稍后一些同 时落至地面,故 D 正确。 故选:D。 【点评】对于爆炸过程,系统所受的合外力不为零,但远小于内力,动量近似守恒。要知
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道速度和动量是矢量,运算遵守平行四边形定则。 12.弹性碰撞是指( A.正碰 C.机械能守恒的碰撞 ) B.对心碰撞 D.机械能不守恒的碰撞

【分析】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. 【解答】解:弹性碰撞是指碰撞前后的系统的机械能守恒的碰撞;只要机械能不守恒,不 管是正碰还是对心碰撞;都不是弹性碰撞; 故选:C。 【点评】解决该题关键要明确弹性碰撞的特点,明确弹性碰撞的性质即可. 13.下列说法正确的是( )

A.能量守恒的碰撞是弹性碰撞 B.弹性碰撞时机械能守恒 C.正碰是弹性碰撞 D.斜碰一定是非弹性碰撞 【分析】能量在转化与转移的过程中是守恒的,是否为弹性碰撞以总动能是否变化为判定 的依据;正碰与斜碰是以碰撞的前后速度是否在同一条直线上来判定. 【解答】解:A、B、根据弹性碰撞的定义:在理想情况下,物体碰撞后,形变能够恢复, 不发热、发声,没有动能损失,这种碰撞称为弹性碰撞(elastic collision) ,又称完全 弹性碰撞。真正的弹性碰撞只在分子、原子以及更小的微粒之间才会出现。生活中,硬质 木球或钢球发生碰撞时,动能的损失很小,可以忽略不计,通常也将它们的碰撞看成弹性 碰撞。所以弹性碰撞是动能(机械能)守恒的碰撞,但能量守恒的过程机械能不一定守恒。 故 A 错误,B 正确; C、正碰亦称对心“碰撞” 。物体在相互作用前后都沿着同一直线(即沿着两球球心连线) 运动的碰撞。在碰撞时,相互作用力沿着最初运动所在的直线,因此,碰撞后仍将沿着这 条直线运动。研究正碰时,可如上述沿两小球球心的联线作 x 轴。碰撞前后的速度就在 x 轴上,根据动量守恒定律则可判断两小球碰撞前后的总动能是否守恒,从而将碰撞分为弹 性碰撞和非弹性碰撞。故 C 错误; D、 斜碰亦称 “非对心碰撞” 。 两球在碰撞前的相对速度不沿两球球心连线的碰撞叫 “斜碰” 。 碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线。斜碰也遵循动量守恒定律,但情况较复
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杂,根据动量守恒定律则可判断两小球碰撞前后的总动能是否守恒,从而将碰撞分为弹性 碰撞和非弹性碰撞。故 D 错误。 故选:B。 【点评】该题考查对碰撞的过程的理解,解答的关键是正碰与斜碰是以碰撞的前后速度的 方向是否在同一条直线上来区分飞, 而弹性碰撞与非弹性碰撞是以动能是否守恒来区分的, 二者没有联系. 二.多选题(共 5 小题) 14.某同学用如图所示的装置(让入射小球与被碰小球碰撞)探究碰撞中的不变量时,产生 误差的主要原因是( )

A.碰撞前入射小球的速度方向,碰撞后入射小球的速度方向和碰撞后被碰小球的速度方向 不是绝对沿水平方向 B.小球在空气中飞行时受到空气阻力 C.通过复写纸描得的各点,不是理想的点,有一定的大小,从而带来作图上的误差 D.测量长度时有误差 【分析】由于两球从同一高度下落,故下落时间相同,所以水平向速度之比等于两物体水 平方向位移之比,然后根据动量守恒列方程即可正确求出质量之比. 【解答】解:由于碰撞前后小球的速度方向不是绝对沿水平方向,落点不确定,长度测量 等都是造成误差的主要原因,而在本实验中,由于小球的运动速度不是很大,所以空气阻 力虽然会对测量结果造成影响,但不是产生误差的主要原因。 故选:ACD。 【点评】本题主要考查了“验证动量守恒定律”的实验的原理及要求以及数据处理等基础 知识,难度不大,属于基础题,是考查基础知识的好题. 15.一质量为 2kg 的物块在合外力 F 的作用下从静止开始沿直线运动,F 随时间 t 变化的图线 如图所示,则( )

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A.t=1s 时物块的速率为 1m/s B.t=3s 时物块的速度大小为为 6m/s C.t=4s 时物块的动量大小为 2kg?m/s D.0~4s 时物块受到的冲量为 7N?s 【分析】首先根据牛顿第二定律得出加速度,进而计算速度和动量,根据动能的表达式可 求得动能。 【解答】解:A、前两秒,根据牛顿第二定律,a= = =1m/s ,则 0﹣2s 的速度规律为: v=at;t=1s 时,速率为 1m/s,A 正确; B、 2S 时的速度为 2m/s, 2﹣4s, 力开始反向, 物体减速, 根据牛顿第二定律, a=﹣0.5m/s , 所以 3s 时的速度为 1.5m/s,则 B 错误 C、4S 时的速度为 1m/s,动量为 mv=2kg?m/s,则 C 正确 D、0﹣4S 的力的冲量为 I:I=2×2+(﹣1)×2=2kg?m/s,则 D 错误 故选:AC。 【点评】本题考查了牛顿第二定律的简单运用,熟悉公式即可,并能运用牛顿第二定律求 解加速度。另外要学会看图,从图象中得出一些物理量之间的关系。 16.人从高处跳下,为更好地保护身体,双脚触地后,膝关节弯曲让身体重心继续下降。着 地过程这样做可以( ) B.减小人受到的冲量 D.减小人的动量的变化率
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A.增大人动量变化的时间 C.减小人的动量变化量

【分析】明确人下落过程中的速度变化,则可得出动量的变化规律,从而明确能减小的物 理量。 【解答】解:人从高处跳下时,动量的变化量是相同的;通过膝盖弯曲时延长了人动量变 化的时间;从而减小地面对人体的冲击力;由动量定理可知,可以减小人的动量变化率; 但不能减小人动量变化的时间及人的动量变化量;同时也不能减小人受到的冲量;故 AD 正 确,BC 错误

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故选:AD。 【点评】人下落过程中动量的变化是一定的,但通过延长与地面的接触时间可以减小人受 到地面的冲击力和动量的变化率。 17.两球在光滑的地面上做相向运动,碰撞后两球皆静止,则( A.碰撞前,两球动量一定相同 B.两球组成的系统动量守恒 C.碰撞过程中的任一时刻,两球的动量大小相等 D.两球只是在碰撞开始和碰撞结束两个瞬时,系统的总动量守恒.而在碰撞过程中的任一 时刻,系统的总动量是不守恒的 【分析】两个小球在光滑的水平面上线运动,满足动量守恒定律的条件.碰后总动量为零, 根据动量守恒定律判断两个物体碰撞前的状态. 【解答】解:A、两球组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,两球碰撞后两球都静止, 碰撞后系统总动量为零,由动量守恒定律可知,碰撞前两球的总动量为零,故碰前两个球 的动量大小相等,方向相反,动量不同,故 A 错误; B、两球组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,故 B 正确,D 错误; C、两球动量守恒,碰撞前两球的动量大小相等,碰撞过程每个球受到的冲量大小相等,则 在任意时间内两球的动量变化大小都相等,则在碰撞过程中的任一时刻,两球动量大小都 相等,故 C 正确; 故选:BC。 【点评】本题关键抓住系统动量守恒这一条件列方程求解,解答碰撞累问题时要注意应用 动量守恒的观点求解. 18.关于碰撞的特点,下列说法正确的是( A.碰撞的过程时间极短 B.碰撞时,质量大的物体对质量小的物体作用力大 C.碰撞时,质量大的物体对质量小的物体作用力和质量小的物体对质量大的物体的作用力 相等 D.质量小的物体对质量大的物体作用力大 【分析】碰撞的特点是时间短、内力大,内力远远大于外力,满足动量守恒定律;又由牛 顿第三定律得碰撞过程中的相互内力为作用力与反作用力,满足大小相等、方向相反,根 据这些定性关系即可解决问题。
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【解答】解:碰撞的特点是时间短、内力大,在高中阶段可理解为内力远远大于外力,碰 撞过程满足动量守恒定律; 两物体相撞,由牛顿第三定律得质量大的物体与质量小的物体之间的内力为作用力与反作 用力,其满足大小相等、方向相反,故 BD 错误,AC 正确; 故选:AC。 【点评】碰撞是动量部分的重要模型,要能够理解碰撞的特点,从定性的角度来分析问题。 三.实验题(共 2 小题) 19.某同学用下图的实验装置“验证动量守恒定律” ,已知 a、b 小球的质量分别为 ma,mb,半 径分别为 ra,rb,图中 A、B、C 三点中有一点是单独释放的 a 球在记录纸上的平均落点, 有两点是 a、b 小球碰撞后分别在记录纸上落点的平均位置,记录纸上的 O 点是斜槽末端重 锤线所指的位置。 (1)关于实验必须满足的条件,下列说法正确的是 BC A.斜槽轨道必须是光滑的 B.斜槽轨道末端必须是水平的 C.a 球必须每次从同一位置无初速度释放 D.a、b 两球的质量和半径必须满足 ma=mb,ra=rb (2)单独释放 a 球,a 球在记录纸上的平均落点应是 B 点,与 b 球碰撞后,a 求的平均 落点应是 A 点。 (3)本实验必须测量的物理量有 BD 。 A.斜槽轨道末端距水平地面的高度 H B.小球 a、b 的质量 ma,mb C.小球 a、b 的半径 ra,rb D.记录纸上 O 点到 A、B、C 个点的距离 OA、OB、OC。 (4)根据实验测量的物理量表示需要验证的表达式应是 maOB=maOA+mbOC 。

【分析】 (1)在做“验证动量守恒定律”的实验中,是通过平抛运动的基本规律求解碰撞 前后的速度的,所以要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平;
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(2)明确碰撞和平抛运动规律即可分析两球的落点; (3) (4)明确实验原理,根据动量守恒定律即可分析应验证的表达式,从而明确应记录的 数据 【解答】解: (1)A、 “验证动量守恒定律”的实验中,是通过平抛运动的基本规律求解碰 撞前后的速度的,只要离开轨道后做平抛运动,对斜槽是否光滑没有要求,故 A 错误; B、要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平,故 B 正确; C、要保证碰撞前的速度相同,所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下,故 C 正确; D、为了保证小球碰撞为对心正碰,且碰后不反弹,要求 ma>mb,ra=rb,故 D 错误。 故选:BC; (2)因 a 球质量大于 b 球,所以碰后 a 球的水平位移小于碰前的位移,b 球的位移大于 a 球的水平位移,故碰前 a 球的平均落点为 B 点;碰撞后 a 的平均落点为 A 点; (3)要验证动量守恒定律定律,即验证:mav1=mav2+mbv3,小球离开轨道后做平抛运动,它 们抛出点的高度相等,在空中的运动时间 t 相等, 上式两边同时乘以 t 得:mav1t=mav2t+mbv3t,得:maOB=maOA+mbOC, 因此实验需要测量:两小球的质量,测量 OB 间的距离,OA 间的距离,OC 间的距离;故 BD 正确,AC 错误。 故选:BD。 (4)由(3)可知,实验需要验证的表达式是: 故答案为: (1)BC; (2)B;A; (3)BD; (4)maOB=maOA+mbOC。 【点评】实验的一个重要的技巧是入射球和靶球从同一高度作平抛运动并且落到同一水平 面上,故下落的时间相同,所以在实验的过程当中把本来需要测量的速度改为测量平抛过 程当中水平方向发生的位移,可见掌握了实验原理才能顺利解决此类题目。 20.在“验证动量守恒定律”的实验中,请回答下列问题:

(1)实验记录如图甲所示,先不放 B 球,则 A 球做平抛运动的水平位移是图中的 OP ; 放上 B 球, 则 B 球被碰后做平抛运动的水平位移是图中的 ON 。 (两空均选填 “OM” 、 “OP” 或“ON” )为测定 A 球不碰 B 时做平抛运动的落点的平均位置,把刻度尺的零刻度线跟记录
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纸上的 O 点对齐,如图乙给出了小球 A 落点附近的情况,由图可得距离应为 65.5 cm; (2)小球 A 下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果 不会 产生误差(选填 “会”或“不会” ) (3)实验装置如图甲所示,A 球为入射小球,B 球为被碰小球,以下有关实验过程中必须 满足的条件,正确的是 D A.入射小球的质量 mA 可以小于被碰小球的质量 mB B.实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度 C.入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放 D.斜槽末端的切线必须水平,小球放在斜槽末端处,应能静止 (4)如果碰撞中动量守恒,根据图中各点间的距离,下列式子成立的有 A A.mA:mB=ON:MP C.mA:mB=OP:MN B.mA:mB=OM:MP D.mA:mB=OM:MN

【分析】 (1)碰撞后入射球速度变小,碰撞后被碰球的速度大于入射球的速度,根据图示 分析答题。 (2)小球离开斜槽后做平抛运动,斜槽是否光滑对实验没有影响。 (3)为防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,根据实验注意事项分 析答题。 (4)撞后两球做平抛运动,应用动量守恒定律分析答题。 【解答】解: (1)碰撞后入射球速度变小,小于不发生碰撞时的速度,碰撞后被碰球的速 度大于入射球的速度, 球离开轨道后做平抛运动,运动时间相等,初速度越大水平位移越大,由图示可知, A 球碰前做平抛运动的水平位移是图中的 OP,B 球被碰后做平抛运动的水平位移是图中的 ON 由图示刻度尺可知,其分度值为 1mm,由图可知落点的位置为:65.5cm; (2)本实验中利用小球平抛运动规律验证动量守恒定律,只要小球从同一点滑下,摩擦力 对末速度没有影响; (3)A、入射小球的质量 mA,不可以小于被碰小球的质量 mB,否则 A 球碰后反弹,A 错误; B、 在实验中不需要小球的下落高度, 只要能保证高度相同, 即可知道两小球下落时间相同, 故 B 错误; C、入射小球每次必从斜槽上的同一位置由静止释放,才能保证每次碰前的速度均相同,故
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C 错误; D、斜槽末端的切线必须水平,小球放在斜槽末端处,应能静止,故 D 正确; 故选:D。 (4)碰撞过程系统动量守恒,以向右为方向,由动量守恒定律得:mAv0=mAvA+mBvB, 小球离开斜槽后做平抛运动,由于抛出点的高度相同,它们在空中的运动时间 t 相等, 则:mAv0t=mAvAt+mBvmBt,即:mAOP=mAOM+mBON, mA:mB=ON: (OP﹣OM)=ON:MP,故 A 正确,BCD 错误; 故选:A; 故答案为: (1)OP;ON;65.5; (2)不会; (3)D; (4)A。 【点评】本题考查验证动量守恒定律的应用,要注意明确实验中利用平抛运动的规律验证 动量守恒的方法;能根据平抛规律推导实验结论。 四.计算题(共 3 小题) 21.将质量为 0.2kg 的小球以初速度 6m/s 水平抛出,抛出点离地的高度为 3.2m,不计空气阻 力。求: (1)小球从抛出到它将要着地的过程中重力的冲量; (2)小球将要着地时的动量; (3)小球从抛出到它将要着地的过程中动量的变化。 【分析】 (1)根据平抛运动规律可求得下落时间,再根据冲量的定义可求得重力的冲量; (2) 根据速度时间公式求出落地时的竖直分速度, 再结合平行四边形定则求出小球的速度, 从而得出小球的动量; (3)有动量定理求出动量变化。 【解答】解: (1)由 h= gt 可得:t=
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=0.8s;

小球从抛出到它将要着地的过程中重力的冲量:I=mgt=0.2×10×0.8=1.6Ns; (2)小球落地时的竖直速度 vy=gt=10×0.8=8m/s; 合速度:v= = =10m/s

故小球将要着地时的动量:P=mv=0.2×10=2kgm/s 设与水平方向之间的夹角为 θ ,则: 所以:θ =53° (3)小球从抛出到它将要着地的过程中动量的变化等于重力的冲量:△P=I=1.6N?s
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答: (1)小球从抛出到它将要着地的过程中重力的冲量为 1.6Ns; (2)小球将要着地时的动量为 2kg?m/s 方向与水平面成 53°夹角斜向下; (3)小球从抛出到它将要着地的过程中动量的变化为 1.6N?s 方向竖直向下。 【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学 公式灵活求解,本题中要注意如果采用动量定理求解动量时动量的矢量应为矢量计算。 22.如图所示,光滑水平面上小球 A、B 分别以 3.2m/s、2.0m/s 的速率相向运动,碰撞后 A 球静止。已知碰撞时间为 0.05s,A、B 的质量均为 0.5kg。求: (1)碰撞后 B 球的速度大小; (2)碰撞过程 A 对 B 平均作用力的大小。

【分析】 (1)根据动量守恒定律求碰撞后 A 球的速度大小; (2)对 B,利用动量定理求碰撞过程 A 对 B 平均作用力的大小。 【解答】解: (1)A、B 系统动量守恒,设 A 的运动方向为正方向 由动量守恒定律得 mvA﹣mvB=0+mvB′ 解得 vB′=﹣1.2m/s (2)对 B,由动量定理得 解得 =32N =mvB′﹣mvB

答: (1)碰撞后 B 球的速度大小是 1.2m/s; (2)碰撞过程 A 对 B 平均作用力的大小是 32N。 【点评】对于碰撞过程,要掌握其基本规律:动量守恒定律。要知道碰撞、打击等过程求 作用力要根据动量定理,不能根据牛顿定律,因为物体间相互作用力是变力。 23. 如图所示, 一个熊孩子把质量为 M=1.9kg 的物块放在光滑的水平桌面边缘处于静止状态, 此时桌面离水平地面的高度为 h=1.25m,然后他用橡皮枪把质量为 m=0.1kg 的子弹以 v0 =10m/s 的水平速度射入物块后,并留在木块中离开桌面(g=10m/s ) ,求: (1)子弹和木块一起将以多大的速度水平抛出去? (2)子弹射入木块的过程中系统损失的机械能为多少? (3)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离为多少?
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【分析】 (1)子弹射击物块,子弹和物块的总动量守恒,由动量守恒定律求出子弹穿出木 块时木块的速度大小; (2)系统损失的机械能等于射入前子弹的动能与射出后物块与子弹总动能之差。 (3)子弹射出物块后,物块做平抛运动,由高度求出时间,再求出水平距离。 【解答】解: (1)子弹与木块组成的系统碰撞过程中动量守恒,设碰后共同的速度为 v, 以向右为正方向,由动量守恒定律得: mv0=(m+M)v, 代入数据解得:v=0.5m/s; (2)系统损失的机械能等于射入前子弹的动能与射出后物块与子弹总动能之差。损失的机 械能为: △E= ,

代入数据解得:△E=4.75J; (3)物块离开桌面后做平抛运动,设落地点离桌面边缘的水平距离为 x, 竖直方向:h= ,t=0.5s

水平方向:x=vt=0.5×0.5=0.25m; 答: (1)子弹和木块一起将以 0.5m/s 的速度水平抛出去; (2)子弹射入木块的过程中系统损失的机械能为 4.75J; (3)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离为 0.25m。 【点评】本题是对动量守恒定律、机械能变化及平抛问题的综合考查,掌握碰撞过程中动 量守恒定律的应用方法以及平抛运动的规律是关键。

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