章末过关检测(五)
一、单项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分)
1.如图所示,两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动,它们的质量分别为mA=4 kg,mB=2 kg,速度分别是vA=3 m/s(设为正方向),vB=-3 m/s。则它们发生正碰后,速度的可能值分别为( )
A.vA′=1 m/s,vB′=1 m/s
B.vA′=4 m/s,vB′=-5 m/s
C.vA′=2 m/s,vB′=-1 m/s
D.vA′=-1 m/s,vB′=-5 m/s
解析:选A 相碰后,两者仍按原来各自的方向继续运动是不可能的,C错;碰后速度都变大,必然动能增加,违反能量守恒定律,故B错;碰后系统动量方向是反方向的,故D错;A是碰后合为一体的情况。
2.如图所示,光滑水平面上有一小车,小车上有一物体,用一细线将物体系于小车的A端(细线未画出),物体与小车A端之间有一压缩的弹簧,某时刻细线断了,物体沿车滑动到B端并粘在B端的油泥上。关于小车、物体和弹簧组成的系统,下述说法中正确的是( )
①若物体滑动中不受摩擦力,则全过程系统机械能守恒
②若物体滑动中有摩擦力,则全过程系统动量守恒
③两种情况下,小车的最终速度与断线前相同
④两种情况下,系统损失的机械能相同
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②③④
解析:选B 取小车、物体和弹簧为一个系统,则系统水平方向不受外力(若有摩擦,则物体与小车间的摩擦力为内力),故全过程系统动量守恒,小车的最终速度与断线前相同,②、③正确。但由于物体粘在B端的油泥上,即物体与小车发生完全非弹性碰撞,有机械能损失,故全过程机械能不守恒,但系统损失的机械能相同①错误,④正确,故选B。
3.如图所示,两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上,有一人静止站在A车上,两车静止。若这个人自A车跳到B车上,接着又跳回A车,静止于A车上,则A车的速率( )
A.等于零
B.小于B车的速率
C.大于B车的速率
D.等于B车的速率
解析:选B 两车和人组成的系统位于光滑的水平面上,因而该系统动量守恒,设人的质量为m1,车的质量为m2,A、B车的速率分别为v1、v2,以A车运动方向为正方向,则由动量守恒定律得(m1+m2)v1-m2v2=0,所以,有v1=v2,<1,得v1<v2,故选项B正确。
4.如图所示,具有一定质量的小球A固定在细线的一端,另一端悬挂在小车支架的O点,用手将小球拉至细线水平,此时小车静止于光滑水平面上。放手让小球摆下与B处固定的油泥撞击后粘在一起,则小车此后将( )
A.向右运动 B.向左运动
C.静止不动 D.左右不停地运动
解析:选C 小车和小球水平方向不受外力,故水平方向动量守恒,初动量为0,小球和油泥粘在一起后与车速度相同,末动量为0,所以车将静止,故选C。
5.如图所示,位于光滑水平桌面上的滑块P和Q都可视为质点,质量相等。Q与轻质弹簧相连。设Q静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个碰撞过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于( )
A.P的初动能 B.P的初动能的
C.P的初动能的 D.P的初动能的
解析:选B P、Q速度相等时,弹簧最短,弹性势能最大。设P的初速度为v,两者质量都为m,弹簧最短时两者的共同速度为v′,弹簧具有的最大弹性势能为Ep。根据动量守恒,有mv=2mv′,根据能量守恒有mv2=×2mv′2+Ep,以上两式联立求解得Ep=mv2。可见弹簧具有的最大弹性势能等于P原来动能的一半,B正确。
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分)
6.在下列几种现象中,动量不守恒的是( )
A.在光滑水平面上发生碰撞的两球
B.车静止在光滑水平面上,车上的人从车头走到车尾,以人、车为系统
C.水平放置的弹簧一端固定,另一端与置于光滑水平面上的物体相连,令弹簧伸长后释放使物体运动
D.打乒乓球时,以球和球拍为系统
解析:选CD 由动量守恒条件知:A、B选项中只有内力起作用,动量守恒。C选项中,弹簧伸长后释放,固定端受外力作用,故动量不守恒。D选项中,打乒乓球时手对球拍有力的作用,动量不守恒。