1_2022年10月21日高中物理周测测试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

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一、单选题(共42分)

1．(本题6分)甲、乙两物体沿同一直线相向运动,甲物体的速度大小是6m/s,乙物体的速度大小是2m/s,碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动,速度大小都是4m/s,则甲、乙两物体的质量之比是（   ）

A．1:1                        B．3:1                        C．3:5                         D．1:5

2．(本题6分)一颗子弹水平射入置于粗糙水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打入木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　）

A．动量守恒，机械能守恒

B．动量守恒，机械能不守恒

C．动量不守恒，机械能不守恒

D．无法判定动量、机械能是否守恒

3．(本题6分)质量为5m的机车以速度v运动，跟质量都为m的30节静止在光滑水平直轨道上的车厢挂接，则全部挂接在一起时的速度为（　　）

A．                         B．                          C．                        D．

4．(本题6分)关于动量守恒的条件，正确的是（　　 ）

A．只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒

B．只要系统内某个物体做加速运动，动量就不守恒

C．只要系统所受合外力恒定，动量守恒

D．只要系统所受外力的合力为零，动量守恒

5．(本题6分)篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。接球时，两手随球迅速收缩至胸前，这样做可以（　　）

A．减小球对手的冲量                                   B．减小球对手的动量变化率

C．减小球的动量变化量                                D．减小球的动能变化量

6．(本题6分)随着手机逐渐走进每个人的生活，有些人喜欢躺着看手机，偶尔会出现手机滑落砸到脸的情况。若某手机（可视为质点）的质量为200 g，从距人脸上方约20 cm的高度无初速掉落，砸到脸后经0.1 s手机停止运动。忽略空气阻力，重力加速度g=10 m/s²，下列分析正确的是（　　）

A．脸受到的平均撞击力大小约为10 N          B．脸受到的平均撞击力大小约为3 N

C．全过程手机重力的冲量大小约为0.2 N·s   D．全过程手机重力的冲量大小约为0.6 N·s

7．(本题6分)两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，m_A＝1 kg，m_B＝2 kg，v_A＝6 m/s，v_B＝2 m/s，当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（    ）

A．v_A′＝5 m/s，v_B′＝2.5 m/s

B．v_A′＝2 m/s，v_B′＝4 m/s

C．v_A′＝－4 m/s，v_B′＝7 m/s

D．v_A′＝7 m/s，v_B′＝1.5 m/s

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二、多选题(共18分)

8．(本题6分)在光滑水平面上A、B两小车中间有一轻弹簧（弹簧不与小车相连），如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态，将小车及弹簧看成一个系统，则（　　）

A．两手同时放开后，系统总动量始终为零

B．先放开左手，再放开右手后，系统动量不守恒

C．先放开左手，再放开右手后，系统动量守恒

D．无论何时放手，两手放开后，系统总动量都保持不变

9．(本题6分)一质量为2 kg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（　　）

A．t=1 s时物块的速率为1 m/s                       B．t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s

C．t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s           D．t=4 s时物块的速度为零

10．(本题6分)在光滑的水平面上，一个质量为2kg的物体A与另一物体B发生非弹性碰撞，碰撞时间不计，两物体的位置随时间变化规律如图所示，以A物体碰前速度方向为正方向，则（　　）

A．碰撞后A的动量为

B．碰撞后A的动量为

C．物体B的质量为2kg

D．碰撞过程中外力对B的冲量为

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三、填空题(共9分)

11．(本题9分)弹性碰撞的结论

以质量为m₁、速度为v₁的小球与质量为m₂的静止小球发生弹性碰撞为例，则有

m₁v₁＝m₁v₁′＋m₂v₂′

m₁v₁²＝ m₁v₁′²＋m₂v₂′²

联立解得：v₁′＝________， v₂′＝_________。

讨论：①若m₁＝m₂，则v₁′＝____，v₂′＝____（速度交换）；

②若m₁>m₂，则v₁′>0，v₂′>0（碰后两物体沿同一方向运动）；当m₁≫m₂时，v₁′≈____，v₂′≈____；

③若m₁<m₂，则v₁′___0，v₂′>0（碰后两物体沿相反方向运动）；当m₁≪m₂时，v₁′≈____，v₂′≈___.

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四、实验题(共8分)

12．(本题8分)某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图所示。在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。

（1）若已得到打点纸带如下图所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选___________段来计算A的碰前速度，应选___________段来计算A和B碰后的共同速度（以上两格填“AB’’或“BC"或“CD"或"DE”）。

（2）已测得小车A的质量m₁=0.40kg，小车B的质量m₂=0.20kg，由以上测量结果可得：碰前m_AvA+mBvB=___________kg·m/s；碰后m_AvA^’+mBvB^’=___________kg·m/s。并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等。

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五、解答题(共23分)

13．(本题15分)如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道半径为R，下端与水平桌面相切，小球A从圆弧轨道顶端无初速滑下，与静止在圆弧轨道底端的小球B相碰，A与B碰撞后结合为一个整体，在水平桌面上滑动。已知圆弧轨道光滑，A和B的质量相等， A、B与桌面之间的动摩擦因数为m，重力加速度为g ，A、B均可视为质点。求：

（1）碰撞前瞬间A的速度大小v；

（2）碰撞后瞬间A和B整体的速度大小v¢；

（3）A和B整体在水平桌面上滑行的最远距离l。

14．(本题8分)冰球运动员甲的质量为80.0 kg。当他以5.0 m/s的速度向前运动时，与另一质量为100 kg、速度为3.0 m/s的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止。假设碰撞时间极短，求：

（1）碰后乙的速度的大小；

（2）碰撞中总机械能的损失。

参考答案：

1．C

【详解】由动量守恒定律可知，，代入数据可得，解得，故C正确，ABD错误。

2．C

【详解】子弹射入A过程，由于作用时间极短，地面摩擦忽略不计，子弹与A构成的系统动量守恒，由于子弹与木块摩擦生热，机械能不守恒，子弹与A一起压缩弹簧过程，由于地面滑动摩擦力作用，A、B及子弹系统的动量不守恒、机械能不守恒，C正确。

故选C。

3．A

【详解】根据动量守恒定律得

5mv＝(30＋5)mv′

解得v′＝ ，故BCD错误，A正确。

故选A。

4．D

【详解】动量守恒的条件是系统不受外力或外力的冲量为零，与系统内力的性质无关，与系统内物体做什么运动无关。

故选D。

5．B

【详解】根据动量定理，有

即

两手随球迅速收缩至胸前，这样做可以延长篮球与手的接触时间，从而达到减小作用力的效果。

故选B。

6．D

【详解】根据自由落体求速度、时间，结合冲量的定义求出冲量；由动量定理求作用力。

AB．20cm=0.20m；200g=0.2kg

根据自由落体速度

手机与脸作用后手机的速度变成0，选取向上为正方向，所以手机与脸作用过程中动量变化为

手机与脸接触的过程中受到的重力与脸的作用力，根据动量定理可知

代入数据解得，手机对脸的作用力大小约为6N

故A、B错误

CD．手机下落时间

全过程中重力的冲量

故C错误，D正确。

故选D。

7．B

【详解】AD．碰前的动量为

碰后A项的总动量为

D项的总动量为

则两种情况都满足动量守恒；但碰后A的速度v_A′大于B的速度v_B′，必然要发生第二次碰撞，不符合实际，AD错误；

B．碰后的总动量为

则满足动量守恒，碰后A的速度小于B的速度，不会发生第二次碰撞，碰前的总动能

两球碰后的总动能

不违背能量守恒定律，B正确；

C．碰后的总动量为

则满足动量守恒，两球碰后的总动能

大于碰前的总动能

违背了能量守恒定律，C错误。

故选B。

8．ACD

【详解】A．若两手同时放开，系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初动量为零，则系统总动量始终为零，故A正确；

BCD．无论何时放手，两手放开后，系统所受合外力为零，系统动量守恒，如果不同时放手，系统总动量守恒且不为零，故B错误，CD正确。

故选ACD。

9．AB

【详解】A．由动量定理可得：

解得

t=1s时物块的速率为

故A正确；

BCD．t=2s时物块的动量大小

t=3s时物块的动量大小为

t=4s时物块的动量大小为

所以t=4s时物块的速度为1m/s，B正确，CD错误。

故选AB。

10．BD

【详解】AB．由题图可知，碰撞前A的速度为

撞后A、B共同的速度为

则碰撞后A的动量为

故A错误，B正确；

C．根据题意，设B的质量为，由图可知，碰撞前B物体静止，A、B碰撞过程中，由动量守恒定律可得

解得

故C错误；

D．根据题意，对B物体，由动量定理有

解得

故D正确。

故选BD。

11．      v₁      v₁     0     v₁     v₁     2v₁     <     －v₁     0

【详解】[1][2]根据

 

解得

[3][4] ①若m₁＝m₂，则

[5][6] ② 若m₁>m₂，则v₁′>0，v₂′>0（碰后两物体沿同一方向运动）；当m₁≫m₂时，

[7][8] ③若m₁<m₂，则

v₂′>0（碰后两物体沿相反方向运动）

当m₁≪m₂时

12．    BC    DE     0.420     0.417

【详解】（1）[1]小车A碰前做匀速直线运动，打在纸带上的点应该是间距均匀的，故计算小车碰前速度应选BC段；

[2]CD段上所打的点由稀变密；可见在CD段A、B两小车相互碰撞。A、B撞后一起做匀速运动，所打出的点又应是间距均匀的。故应选DE段计算碰后速度。

（2）[3]碰前

m_AvA十mBVB==0.420kg·m/s

[4]碰后

m_AvA^/十mBvB’=(m_A十mB）v=0.417kg·m/s

其中

vA=BC/Δt=1.05m/s，vA’=vB’= DE/Δt = 0.695m/s

通过计算可以发现，在误差允许范围内，碰撞前后两个小车的mv之和是相等的。

13．（1）；（2）；（3）l =

【详解】（1）设两小球质量均为m，对小球A从圆弧轨道顶端滑到底端的过程，由机械能守恒定律有

解得

（2））对A、B碰撞的过程应用动量守恒定律有

解得

（3）对A、B整体在水平桌面上滑行的过程应用动能定理有

解得

l =

14．（1）1.0 m/s；（2）1400 J

【详解】（1）设运动员甲、乙的质量分别为m、M，碰前速度大小分别为v和v₁，碰后乙的速度为v′，由动量守恒定律得

mv-Mv₁=Mv′

代入数据得

v′=1.0 m/s

（2）设碰撞过程中总机械能的损失为，则有

联立上式，代入数据得