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2016年湖北单招物理模拟试题:动量守恒定律


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2016 年湖北单招物理模拟试题:动量守恒定律
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1: 如图所示质量相等的 A、 B 两个球, 原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动, A 球的速度是 6m/s, B 球的速度是—2m/s,不久 A、B 两球发生了对心碰撞。对于该碰撞之后的 A、B 两球的速度可能值,某实验小 组的同学们做了很多种猜测,下面的哪一种猜测结果一定无法实现的是

A、υ Aˊ= —2 m/s,υ Bˊ=" 6" m/s

B、υ Aˊ=" 2" m/s,υ Bˊ=" 2" m/s

C、υ Aˊ=" l" m/s,υ Bˊ=" 3" m/s

D、υ Aˊ= —3m/s,υ Bˊ=" 7" m/s

2: 甲、 乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动, 甲、 乙物体的速度大小分别为 3m/s 和 1 m/s; 碰撞后甲、 乙两物体都反向运动,速度大小均为 2m/s。则甲、乙两物体质量之比为: ( )

A、2∶3 B、2∶5 C、3∶5 D、5∶3

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3:质量为 M 的小车在光滑水平面上以速度 v 向东行驶,一个质量为 m 的小球从距地面 H 高处自由落下,正好 落入车中.此后小车的速度将( ) A、增大 B、减小 C、不变 D、先减小后增大

4:下列各图所示的系统,从图中某一物体独立运动开始,到系统中各物体取得共同速度为止,整个相互作用的 过 程 中 系 统 动 量 守 恒 的 有 ( 设 各 接 触 面 光 滑 )

A。A B。B C。C D。D

5:光滑的水平面上放有两辆小车,车上各放一块磁铁,由于磁力的作用,两车由静止相向运动,则在运动过程 中( ) A、两车动量相同 B、两车的总动量始终为零 C、两车的动量增量相同 D、两车的动量增量大小相等、方向相反

6:如图,质量为 M=3kg 的木板放在光滑水平面上,质量为 m=1kg 的物块在木板上,它们之间有摩擦,木板足 够长,两者都以 v=4m/s 的初速度向相反方向运动,当木板的速度为 v 1=2.4m/s 时,物块的速度是 m/s,木

板和物块最终的共同速度为

m/s。

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7: 一列总质量为 m

总的列车,在平直轨道上以速度

v 匀速行驶,突然最后一节质量为 m 的车厢脱钩,列车受到的阻

力与车重成正比,机车牵引力不变,则当最后一节车厢刚好停止的瞬间,前面列车的速度为 __________

8:质量为 M 的小车静止在光滑的水平面上,质量为 m 的小球用细绳吊在小车上 O 点,将小球拉至水平位置 A

点静止开始释放(如图所示) ,则小球落至最低点时相对地的速度



9:某同学质量为 60kg,在军事训练中要求他从岸上以 2m/s 的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上,然后去执 行任务,小船的质量是 140kg,原来的速度是 0.5m/s,该同学上船后又跑了几步,最终停在船上。此时小船的速

度大小为_________m/s,则此过程该同学动量的变化大小为_________kgm/s。

10:如图所示,气球质量为 100kg,下连一质量不计的长绳,质量为 50kg 的人抓住绳子与气球一起静止在 20m 高处,若此人要沿着绳子安全下滑着地,求绳子至少有_____________m 长。

11:如图所示,在光滑水平面上的甲、乙两车质量分别为 1kg、4kg,甲车以 10m/s 的速度向右运动与静止的乙

车发生碰撞,碰后乙车获得 3m/s 的速度。求甲车碰后的速度。

12:40 kg 的女孩骑自行车带 30 kg 的男孩(如图 18 所示),行驶速度 2.5 m/s.自行车行驶时,男孩要从车上下来。 (1)他知道如果直接跳下来,他可能会摔跤,为什么?

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(2)计算男孩下车的瞬间,女孩和自行车的速度。

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(3)计算自行车和两个孩子,在男孩下车前后整个系统的动能的值。如有不同,请解释。

13: (10 分)如图所示,在光滑水平面上有 A、B 两辆小车,水平面的左侧有一竖直墙,在小车 B 上坐着一个小 孩,小孩与 B 车的总质量是 A 车质量的 10 倍。两车开始都处于静止状态,小孩把 A 车以相对于地面的速度 v 推 出,A 车与墙壁碰后仍以原速率返回,小孩接到 A 车后,又把它以相对于地面的速度 v 推出。每次推出,A 车相 对 于地 面的 速度 都是 v , 方向 向左 。则 小孩 把 A 车 推 出 几次后 , A 车返 回时 小孩 不能 再接 到 A 车 ?

14: (12 分) 在光滑水平面上静置有质量均为 m 的木板 AB 和滑块 CD, 木板 AB 上表面粗糙。 动摩擦因数为



滑块 CD 上表面是光滑的 1/4 圆弧,其始端 D 点切线水平且在木板 AB 上表面内,它们紧靠在一起,如图所示。 一可视为质点的物块 P,质量也为 m,从木板 AB 的右端以初速度 v 0 滑上木板 AB,过 B 点时速度为 v 0/2,又 滑上滑块 CD,最终恰好能滑到滑块 CD 圆弧的最高点 C 处,求:

(1)物块滑到 B 处时木板的速度 v AB; (2)木板的长度 L; (3)滑块 CD 圆弧的半径 R.

15:某一核反应的模型中质量为 m 0、速度为 v 0 的粒子与一个质量为 M、静止的原子核碰撞后合为一体,又迅 速发生变化放出质量为 m、 速度为 v 的另一个粒子, 此粒子的速度 v 与 v 0 反方向.试问余下的反冲核的反冲速度 为多大?

答案部分

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1、D

试题分析:两球发生碰撞时动量守恒,且总能量不能增加, 撞,D 种情况碰后动能增加,所以不符合条件 故选 D 考点:考查了动量守恒定律 点评:关键是知道两球发生碰撞,总动能不增加

,A 属于完全弹性碰撞,BC 属于非弹性碰

2、C

试题分析:碰撞过程中动量守恒,根据动量守恒定律即可求解。 由动量守恒定律得:P 解得:
初=P 末,根据

得:



,故选:C。

考点:动量守恒定律。 点评:本题是动量守恒定律的简单应用,难度不大,属于基础题。

3、B 系统水平方向动量守恒,小球落入车中后,小车质量增大,而动量不变,所以速度将减小.

4、C,D A 图中地面给 M 物体力,所以系统动量不守恒;B 图中水平方向动量守恒。

5、B,D 由于水平方向不受外力,所以系统动量守恒,因两车最初都是由静止运动,所以总动量始终为零.根据 Δp 1=-Δp 2 可知两车的动量增量大小相等、方向相反.

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6、 0.8,2

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木板和木块组成的系统动量守恒,所以 是 0.8m/s,木板和物块的共同速度为 2m/s

,故当木板的速度为 v 1=2.4m/s 时,物块的速度

7、 整个列车匀速行驶时,机车牵引力与列车所受阻力大小相等,当最后一节车厢脱钩之后,机车牵引力不变,而最后一 节车厢停止运动前,对整个列车而言,所受阻力大小也不变,则列车与脱钩的最后一节车厢组成的系统动量守恒,最 后一节车厢停止瞬间,有

(m

总-m)v′=m 总 v?v′=

8、

系统水平方向不受外力水平方向动量守恒,

9、 0.25 105

本题考查的是动量守恒问题。规定人运动的方向为正方向,有动量守恒定律 代入数据得: ;



此过程该同学动量的变化大小为

10、 30m

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试题分析:以人和气球为研究对象(系统) ,这个系统所受重力与空气浮力平衡,故系统动量守恒,此系统类似 于人船模型。 设人的质量为 则有: 其中 ,M=100Kg , m ,即可求得:h=10m 故此人要想从气球上沿绳慢慢安全到达地面,这根 , 气球的质量为 M=100Kg, 气球静止时离地高为 H, 当人到达地面时, 气球又上升了 h,

绳长至少应为:H + h =30m。 考点:动量守恒定律 点评:本题考查动量守恒定律,以人和气球为研究对象(系统) ,这个系统所受重力与空气浮力平衡,故系统动 量守恒,此系统类似于人船模型,找到初、末状态,由平均动量守恒可求得高度

11、 甲的速度大小为 2m/s,方向与甲的初速度方向相反。 设甲车的初速度方向为正方向 m v v


v 0= m v 0- m



v v

甲’+

m m



v

乙’

甲’=



乙’/



甲’=-2m/s

故甲的速度大小为 2m/s,方向与甲的初速度方向相反。

12、 :(1)如果直接跳下来,人具有和自行车相同的速度,脚着地后,脚的速度为零,由于惯性,上身继续向前 倾斜,因此他可能会摔跤。所以他下来时用力往前推自行车,这样他下车时水平速度是 0. (2)4 m/s (3)250 J 400 J 男孩下车时用力向前推自行车,对系统做了正功,使系统的动能增加了 150 J :(1)如果直接跳下来,人具有和自行车相同的速度,脚着地后,脚的速度为零,由于惯性,上身继续向前倾斜, 因此他可能会摔跤。所以他下来时用力往前推自行车,这样他下车时水平速度是 0. (2)男孩下车前后,对整体由动量守恒定律有: ( m 1+ m 2+ m 3) v 0=( m 1+ m 2) v v=4 m/s( m 1 表示女孩质量, m 2 表示自行车质量, m 3 表示男孩质量) (3)男孩下车前系统的动能 E k=( m 1+ m 2+ m 3) v =(40+10+30)×(2.5) J
2

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=250 J 男孩下车后系统的动能 E k′=( m 1+ m 2) v =(40+10)×4 J=400 J 男孩下车时用力向前推自行车,对系统做了正功,使系统的动能增加了 150 J.
2 2

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13、 第 6 次推出 A 车后时,小孩就不能再接到 A 车。 取水平向右为正方向,小孩第一次推出 A 车时,由动量守恒定律得 m Bv 1-m Av=0

即:v 1= 当 A 车向右返回后,小孩第二次将 A 车推出的过程中,由动量守恒定律得 m Av+m Bv 1=-m Av+m Bv 2

即:v 2= 设第 n 次推出 A 车时,B 车速度大小为 v n,由动量守恒定律得 m Av+m Bv n-1=-m Av+m Bv n

得 v n=v n-1+



所以 v n=(2n-1) 只要满足 v≤ v n,A 车返回时小孩就不能再接到 A 车。由上式得 n≥5.5 取 n=6,即第 6 次推出 A 车后时,小孩就 不能再接到 A 车。 本题考查碰撞过程的动量守恒,注意运动过程中的往复问题,取水平向右为正方向,小孩第一次推出 A 车时动量 守恒,找到系统的初末状态,列式可求得碰后物体 B 的速度大小,当 A 车向右返回后,小孩第二次将 A 车推出 的过程中,系统动量守恒,同理可求得第二次推出后的末速度,利用数学归纳法可列出 n 次推出 A 车时 B 车速 度大小的表达式,由动量守恒定律可求得 A 车末速度表达式,不能接到的临界条件是两者速度相同

14、 (1)

(2)

(3)

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试题分析: (1)对 ABC 用由动量守恒得

,又

,则

(2)由 A 到 B,根据能量守恒得 ( 3 ) 由 D 点 C , 滑 块 CD 与 物 块 P

,则 的 动 量 守 恒 且 机 械 能 守 恒 , 得

解之得: 考点:动量守恒及能量守恒定律。

15、 由动量守恒定律得 m 0v 0=(M+m 0-m)v′-mv 余下的反冲核的反冲速度为 v′= .


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