1、动量 机械能 测试题本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。共100分，考试用时90分钟。第卷（选择题，共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分1两只相同的鸡蛋，从同样的高度自由下落，第一次落在水泥地板上，鸡蛋被摔破了；第二次落在海绵垫子上，鸡蛋完好无损。关于这一现象的原因，下列说法中正确的是（ ）A鸡蛋和水泥地板的接触过程中动量变化较大，和海绵垫子接触过程中动量变化较小B水泥地板对鸡蛋的冲量较大，海绵垫子对鸡蛋的冲量较小 C两次减速过程中鸡蛋的动量
2、变化相同，但第一次鸡蛋动量变化率较大D两次减速过程中鸡蛋的动量变化相同，但第二次鸡蛋动量变化率较大2在下列几个实例中，机械能守恒的是（ ）A跳伞员在空中匀速下落过程中，机械能守恒B做自由落体运动的物体，机械能守恒C物体所受合外力的功为零，它的机械能一定守恒D用绳子栓着小球，使小球在竖直平面内做圆周运动的过程中（不计空气阻力），机械能守恒3如图所示，A、B两物体的质量比mAmB=32，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑。当弹簧突然释放后， A、B在平板车C上滑动，则有（ ）AA、B系统动量守恒BA、B、C系统动量守恒C小车向左运
3、动D小车向右运动PLPO4如图所示，一单摆摆长为L，摆球质量为m，悬挂于O点。现将小球拉至P点，然后释放，使小球做简谐运动，小球偏离竖直方向的最大角度为。已知重力加速度为g。在小球由P点运动第一次到最低点P的过程中 （ ）A小球所受拉力的冲量为0B小球所受重力的冲量为C小球所受合力的冲量为BAD小球所受合力的冲量为5如图所示，滑块A和B叠放在固定的斜面体上，从静止开始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑。已知B与斜面体之间光滑接触，则在AB下滑的过程中，下列说法正确的是 （ ）AB对A的支持力不做功BB对A的支持力做负功CB对A的摩擦力做正功DB对A的摩擦力做负功6一个质量为0.18kg的垒球，以
4、25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s。下列说法正确的是（ ）A球棒对垒球的平均作用力大小为1260NB球棒对垒球的平均作用力大小为360NC球棒对垒球做的功为126JD球棒对垒球做的功为36J7如图所示，质量为m的人，站在质量为M的车的一端，相对于地面静止. 当车与地面间的摩擦可以不计时，人由一端走到另一端的过程中 （ ）A人在车上行走的平均速度越大而车在地上移动的距离越小B不管人以怎样的速度走到另一端， 车在地上移动的距离都一样C人在车上走时，若人相对车突然停止，则车沿与人行速度相反的方向作匀速直线运动D人在车上行
5、走突然加速前进时，则车也会突然加速运动8如图是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置当太阳光照射到小车上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间 t 前进距离 s，速度达到最大值 vm，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么 （ ）A这段时间内小车先加速运动，然后匀速运动B这段时间内电动机所做的功为 Pt C这段时间内电动机所做的功为D这段时间内电动机所做的功为-F s9以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g，则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率
6、分别为（ ）A和 B和C和 D和10如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球A和质量为m的小球B通过轻质弹簧相连并处于静止状态，弹簧处于自由伸长状态；质量为m的小球C以初速度v0沿AB连线向右匀速运动，并与小球A发生弹性正碰在小球B的右侧某位置固定一块弹性挡板（图中未画出），当小球B与挡板发生正碰后立刻将挡板撤走，不计所有碰撞过程中的机械能损失，弹簧始终处于弹性限度以内，小球B与固定挡板的碰撞时间极短，碰后小球B的速度大小不变，但方向相反，则B与挡板碰后弹簧弹性势能的最大值Em可能是（ ） A B C D第卷（非选择题，共60分）二、本题共2小题，共14分把答案填在题中的横线上或按题目要求作答光
7、电门1光电门2S11（8分）利用如图所示的装置可以探究机械能机械能守恒，在滑块上安装宽度为L（较小）的遮光板（遮光板质量忽略不计），把滑块放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的绳与钩码相连，连接好光电门与数字毫秒计，两光电门间距离用S表示，如图所示。数字毫秒计能够记录下滑块先后通过两个光电门的时间、，请分析回答下列问题为准确实验和测量，除了上面提 到的实验器材之外，至少还需要哪几种实验器材才能够完成本实验？答 数字毫秒计有一个计时方式转换开关，置于左侧时，其计时功能是：光敏管无光照时开始计时，受到光照时停止计时；置于右侧时，其计时功能是：光敏管第一次被遮光时开始计时，第二次被遮光时停止计时
8、。在做本实验时，应将计时方式转换开关置于左侧还是右侧？ 答 滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度V1、V2分别是多少？答 在本实验中，实验数据满足一个怎样的关系式才算是验证了机械能守恒？答 O乙入射小球被碰小球甲PNMOO被碰小球入射小球重锤线重锤线NPM12（6分）在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙两种装置： （1）设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用甲装置实验时（P为碰前入射小球落点的平均位置），所得“验证动量守恒定律”的结论为（用装置图中的字母表示） 。 （2）在实验装置乙中，若斜槽轨道是光滑的，则可以利用一个小球验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒这时需
9、要测是的物理量有：小球释放初位置到斜槽末端的高度差h1，小球从斜槽末端做平抛运动的水平位移s、竖直高度h2，则所需验证的关系式为： 。三、本题共4小题，满分46分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13（10分）质量为m的木块（可视为质点）左端与轻弹簧相连，弹簧的另一端与固定在足够大的光滑水平桌面上的挡板相连，木块的右端与一轻细线连接，细线绕过光滑的质量不计的轻滑轮，木块处于静止状态，在下列情况中弹簧都处于弹性限度内，不计空气阻力及线的形变，重力加速度为g。 m mO PO PFM甲 乙 （1）在甲图中，在线的另
10、一端加一竖直向下的大小为F的恒力，木块离开初始位置O右静止开始向右运动，弹簧开始发生伸长形变，已知木块通过P点时速度大小为v，O、P两点间的距离为S.求木块拉至P点时弹簧的弹性势能; （2）如果在线的一端不是施加恒力，而是悬挂一个质量为M的钩码，如图乙，木块也从初始位置O由静止开始向右运动，求木块通过P点时的速度大小.14（10分）如图在光滑的水平面上，成一条直线排列许多小车，分别编号为1、2、3k，质量为m1=0.1kg的小车以3m/s的速度向右运动，与质量为m2=0.2kg的小车碰撞后粘连在一起，再经一连串的弹性碰撞后，除mk外，所有的小车均静止不动，已知mk=0.3kg（k3）。求 （1
11、）编号为1和2 的小车发生碰撞后成为一个整体的速度？ （2）最后一个小车K的速度vk？ （3）如果在最右边安装一个档板，小车与档板发生弹性正碰（不损失机械能），请描述编号为k的小车与档板碰撞后所有小车的运动情况。3m/s m1 m2 m3 mk15（12分）两辆相同的小车（大小可忽略不计），中间夹住被压缩的轻弹簧后用细线捆绑在一起，从光滑斜轨上某处A一起由静止滑下。斜轨末端紧接一个半径为R的光滑圆环，当两车刚滑到圆环最低点时，细线突然断开，弹簧将两车迅速弹开，其中后一辆车停在原处，前一辆车沿圆环运动恰好能通过最高点。求：A （1）前一辆车被弹出时的速度； （2）把车弹出时弹簧释放的弹性势能；
12、（3）斜轨上A处到轨道最低点的高度h。16（14分）如图所示，质量为3m的足够长木板 C 静止在光滑水平面上，质量均为 m 的两个物体 A、B 放在 C 的左端，A、B 间相距 s0，现同时对A、B施加水平向右的瞬间冲量而使之分别获得初速度v0和2v0，若A、B与C之间的动摩擦因数分别为 和 2 ，则： （1）最终A、B、C的共同速度为多大 （2）求A达到最小速度时，系统产生的热量Q。ABC参考答案1解析 两次减速过程中鸡蛋的动量变化相同，但第一次鸡蛋作用时间短，动量的变化率较大，作用力较大。答案 C2解析 机械能守恒的条件是只有重力和系统内的弹力做功，符合条件的是BD.答案BD3解析 A、B
13、、C组成的系统合力为零，动量守恒。以C为研究对象，合力向左，故小车向左运动。答案 BC4解析 小球所受重力的冲量IG=mgT/4=，小球所受合力的冲量I=mv=，小球所受拉力的冲量不为0。答案 D5解析 B对A的支持力竖直向上，做负功；B对A的摩擦力水平向左，做正功。答案 BC6解析 根据动量定理，球棒对垒球的平均作用力F=1260（N）；根据动能定理，球棒对垒球做的功W=126（J）。答案AC7解析人和车组成的系统满足动量守恒，则mv1=Mv2，用位移关系来表示即，s1+s2=L，L为车长，可见，不管人以怎样的速度走到另一端， 车在地上移动的距离都一 样；人动车也动，BD正确。答案BD8解析
14、电动机的功率恒为P，小车先做加速度越来越小的加速运动，然后匀速运动。电动机所做的功W=Pt，由动能定理也可以计算，即W- F s =，则W= F s +。所以B对。答案 B9解析 上升的过程中，重力做负功，阻力做负功，由动能定理得，求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零，只有阻力做功为有，解得，A正确 答案A10解析 小球C与小球A发生弹性正碰，A压缩弹簧，B运动起来，当A、B动量相同时放置挡板，系统的动能可以全部转化为弹性势能，即为；当B的速度为0时放置挡板，弹簧弹性势能最大时，系统减少的动能最小，大小。则弹簧弹性势能的最大值Em在和之间。答案 BC11天平、游标卡尺和毫米刻度尺应
15、将计时方式转换开关置于左侧 ； ； 12（1）m1OP=m1OMm2ON （3分）（2）s24h1h2（3分）13解（10分） （1）对木块，由动能定理：FS-W弹=，则EP=FS- （2）以木块、砝码和弹簧为整体，由机械能守恒定律，则 14（10分）（1）第一次碰撞，由动量守恒定律，m1v1=（m1+m1）v2 ，v2=1m/s方向向右 （3分） （2）对于全过程满足动量守恒定律，m1v1=mkvk 所以vk=1m/s方向向右 （3分） （3）小车mk与档板碰撞后，以速度1m/s反弹，即向右运动，再与mk-1碰撞，mk-1获得速度1m/s，mk停下，mk-1与mk-2碰撞，mk-2获得速度1
16、m/s，mk-1停下，依次下去，最后m1和m2这个整体共同向左匀速运动。（4分）15（1）前车恰好能通过最高点，在最高点mg=mv2/R （2分）设前车被弹出时速度为mv1，它在上滑过程中机械能守恒mv12=mv2+mg2R （2分），由解得v1= （1分） （2）设线断前两车速度为VO，根据动量守恒，有 2mvo=mv1 （2分）弹簧释放的弹性势能EP=mv12-2mvo2=1.25 mgR （2分） （3）两车下滑过程中机械能守恒2mgh=2mvo2 （2分） h=5 R/8 （1分）16解析（1）对A、B、C组成的系统，最终相对静止，设共同速度为v共，由动量守恒定律：mv02mv0（mm
17、3m）v共（2分）解得：v共0.6v0（1分） （2）A、B相对C向右匀减速运动阶段，C做匀加速运动，设A的加速度为aA，B的加速度为aB，C的加速度为aC ，设t时刻A、C达到共同速度vA，B的速度为vB 由牛顿第二定律：aAg（1分） aB2g （1分） aCg （1分）t时间内，对A，由速度公式：vAv0aAt （1分）对B：vB2v0aBt （1分）对C：vAaC t （1分）解得：vA0.5v0 （1分） vBv0 （1分）此后A、C一起匀加速运动，B继续以加速度aB减速运动，故运动过程中A的最小速度为vA0.5v0 （1分）根据系统的能量守恒定律，系统产生的热量Qmv02m（2v0）2mvA23mvA2mvB2 （2分）解得 Q1.5mv02 （1分）
