河北省石家庄市第二中学2019-2020学年高一物理下学期4月月考试题(含解析)
一、选择题(1-11为单选;12-20为多选)
1.质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是7 kg·m/s,B球的动量是5 kg·m/s,当A球追上B球发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是( )
A. pA=6 kg·m/s,pB=6 kg·m/s
B. pA=3 kg·m/s,pB=9 kg·m/s
C. pA=-2 kg·m/s,pB=14 kg·m/s
D. pA=-4 kg·m/s,pB=17 kg·m/s
【答案】A
【解析】
【详解】以两球组成的系统为研究对象,取甲球碰撞前的速度方向为正方向,两球的质量均为m,碰撞前系统的总动能:;系统的总动量:p=7kg•m/s+5kg•m/s=12kg•m/s;
A、若碰后甲、乙两球动量为:pA=6kg?m/s,pB=6kg?m/s,系统的总动量 p′=6kg?m/s+6kg?m/s=12kg•m/s,动量守恒.总动能:,总动能减小,是可能的,故A正确.
B、若碰后甲、乙两球动量为:pA=3kg?m/s,pB=9kg?m/s,系统的总动量 p′=3kg?m/s+9kg?m/s=12kg•m/s,动量守恒.总动能:,总动能增大,是不可能的,故B错误.
C、若碰后甲、乙两球动量为:pA=-2kg?m/s,pB=14kg?m/s,系统的总动量 p′=-2kg?m/s+14kg?m/s=12kg•m/s,动量守恒.总动能:,总动能增加,是不可能的,故C错误.
D、若碰后甲、乙两球动量为:pA=-4kg?m/s,pB=17kg?m/s,系统的总动量 p′=-4kg?m/s+17kg?m/s=13kg•m/s,动量不守恒,不可能,故D错误.故选A.
【点睛】对于碰撞过程,要掌握三大规律:1、动量守恒定律;2、总动能不增加;3、符合物体的实际运动情况.
2.质量为1.0kg的小球从高20m处自由下落到软垫上,反弹后上升的最大高度为5.0m.小球与软垫接触的时间为1.0s,在接触时间内小球受到合力的冲量大小为(空气阻力不计,g取10m/s2)
A. 10N·s B. 20N·s C. 30N·s D. 40N·s
【答案】C
【解析】
【详解】小球从开始下落到落到软垫上过程中,由动能定理可得:mgh1=mv12-0,
代入数据解得:v1=20m/s,方向竖直向下;
小球从反弹到到达最高点过程中:-mgh2=0-mv22,
代入数据解得:v2=10m/s,方向竖直向上;
以竖直向上为正方向,由动量定理得:
I=mv2-mv1=1kg×10m/s-1kg×(-20m/s)=30N•s,方向竖直向上;故选C.
【点睛】本题动量守恒定律的应用;对于动量定理的应用,要注意其中各物理量的方向性,正确设定正方向,确定各量的正负.
3.如图所示,小球A和小球B的质量相同,球B置于光滑水平面上,当球A从高为h处由静止摆下,到达最低点恰好与B相撞,并黏合在一起继续摆动时,它们能上升的最大高度是 ( )
A. h B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设球A与球B碰撞前一瞬间,球A的速度大小为
根据机械能守恒得:
球A和球B碰撞过程动量守恒,即:
设两球粘到一起后,能上升的最大高度为
由机械能守恒得:
联立各式解得:
故本题正确答案选C.