1、2012年粤教版高中物理选修 3-5 1.5自然界中的守恒定律练习卷与答案（带解析） 选择题 如图所示，在光滑的水平面上，木块 A以速度 v与静止木块 B正碰，已知两木块质量相等，当木块 A开始接触固定在 B左侧的弹簧 C后 ( ) A弹簧 C压缩量最大时，木块 A减少的动能最多 B弹簧 C压缩量最大时，木块 A减少的动量最多 C弹簧 C压缩量最大时，整个系统减少的动能最多 D弹簧 C压缩量最大时，木块 A的速度为零 答案： C 试题分析：该题涉及动量守恒定律、机械能守恒定律、动能定理及能的转化 在弹簧压缩最大之前，弹簧弹力对木块 A做负功，对木块 B做正功，故木块 A动能减少，减少的动能转化
2、为弹簧的弹性势能及木块 B的动能；弹簧被压缩到最短时，木块 A和木块 B达到共同速度，弹簧弹性势能最大故此时系统动能损失最大（损失的动能转化为弹簧弹性势能）；之后弹簧不断伸长，弹力仍对木块 A做负功，对木块 B做正功，故木块动能仍在减少直到恢复原长木块 A动能不再减少故此时木块 A损失的动能最大木块 B增加的动能最大 弹簧 C压缩量最大时，整个系统弹性势能最大，减少的动能最多， A、 B速度相等，之后， B的速度增加， A的速度减 小选项 C正确 考点：动量守恒 机械能守恒 点评：该题属中档题，稍难要求对动量、做功与能的转化关系、动能定理等内容掌握熟练才行 质量为 m 的子弹，以水平速度 v射
3、入静止在光滑水平面上质量为 M 的木块，并留在其中，下列说法正确的是 ( ) A子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等 B阻力对子弹做的功与子弹减少的动能相等 C子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等 D子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功 答案： BD 试题分析：子弹和木块所受水平作用力（相互摩擦力）大小相等，可认为是恒力但二者的位移大小不同，做功不同 子弹克服阻力做的功等于子弹动能的减少，选项 A错误， B正确 子弹对木块做的功等于木块动能的增加，子弹克服阻力做的功等于子弹对木块做的功与系统内能的增量之和，选项 C错误， D正确 考点：动能定理 功 点评：功是能量转化的量度，能量转化的
4、多少可以用功来量度，掌握住功和能的关系就可以分析得出结论 汽车拉着拖车在平直的公路上匀速行驶，突然拖车与汽车脱钩，而汽车的牵引力不变，各自受的阻力不变，则在拖车停止运动前 ( ) A汽车和拖车的总动量不变 B汽车和拖车的总动能不变 C汽车和拖车的总动量增加 D汽车和拖车的总动能增加 答案： AD 试题分析：由于汽车的牵引力和受到的阻力都不变，汽车和拖车整体的受力不变，合力的大小为零，所以整体的动量守恒，牵引力和阻力的大小虽然不变，但是汽车和拖车运动的位移的大小不同，根据动能定理可以分析汽车和拖车的总动能的变化 在拖车停止运动前系统所受的合外力为零，动量守恒，选项 A正确， C错误 设拖车与汽车
5、所受的阻力大小分别为 f1和 f2，则经过相同的时间，它们的位移分别为 s1和 s2，系统总动能的增量为各力做功之和， Ek (F-f2)s2-f1s1 f1(s2-s1)0，即系统的总动能增加，选项 D正确， B错误 考点：动量 动能 动量守恒 点评：本题要求学生灵活的应用动量守恒和动能定理，根据动量守恒的条件判断整体的动量守恒，根据牵引力和阻力的做功的情况来判断动能的变化 如图所示，在一个足够大的光滑平面内有 A、 B两个质量相同的木块静止，中间用轻质弹簧相连，弹簧处于自然长度今使 B 获得水平初速度 v0，此后 A、B的情况是 ( ) A在任意时刻 A、 B加速度大小相同 B弹簧 伸长到
6、最长时， A、 B速度相同 C弹簧恢复到原长时， A、 B动量与开始时相同 D弹簧压缩到最短时，系统总动能最大 答案： 如图所示，用两根长度都为 L的细绳，把质量相等、大小相同的 a、 b两球悬挂于同一高度，静止时两球恰好接触，现把 a球拉到细绳处于水平位置，然后由静止释放，当 a球摆到最低点与 b球相碰后， b球上摆的最大高度不可能为( ) A L B LC L D L 答案： D 试题分析：碰撞后系统动能不能超过碰前总动能，动能损失有一个范围即两球发生完全弹性碰撞，系统没有动能损失时， b球上摆的高度最大，此时两球交换速度， b球上升到原 a球所在的高度，选项 A正确；当两球发生完全非弹性
7、碰撞 (碰后两球粘在一起 )，系统动能损失最大时， b球上摆的高度最小，对 a球用机械能守恒定律得 mgL mv ，由动量守恒定律有： mv0 2mv.a、 b球以共同速度一起上摆， (2m)v2 2mgh，解以上两式得 h L.选项 A、 B、 C可能，只有选项 D不可能 考点：动量守恒 能量守恒 点评：本题关键抓住系统动量守恒这一条件列方程求解，解答碰撞类问题时要注意应用动量守恒结合能量的观点求解动量守恒的前提下，动能是不能增加的。 如图所示，一辆小车装有光滑弧形轨道，总质量为 m，停放在光滑水平面上有一质量也为 m、速度为 v的铁球，沿轨道水平部分射入，并沿弧形轨道上升 h后，又下降而离
8、开小车，离车后球的运动情况是 ( ) A做平抛运动，速度方向与车运动方向相同 B做平抛运动，水平速度方向跟车相反 C做自由落体运动 D小球跟车有相同的速度 答案： C 试题分析：小球和车系统在水平方向上受合外力为零，动量守恒，由于整个过程机械能没有损失，设球离开车后的运动速度为 v1，车的速度为 v2，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有 mv mv1 mv2， mv2 mv mv ，解得v1 0， v2 v，即球和车交换速度，球做自由落体运动，选项 C正确 考点：机械能守恒定律 自由落体 点评：整个过程水平方向动量守恒，机械能守恒，所以相当于弹性碰撞！当铁块回到小车右端时，铁块的速度为 0，小
9、车具有向左的速度；解决本题关键是能够把动量守恒结合机械能守恒 一个质量为 m的小球甲 以速度 v0在光滑水平面上运动，与一个等质量的静止小球乙正碰后，甲球的速度变为 v，那么乙球获得的动能等于 ( ) A mv - mv2 B m(v0-v)2 C m( v0)2 D m( v)2 答案： B 试题分析：根据动量守恒定律有 mv0 mv mv， 碰撞后乙球获得的速度为 v v0-v， 动能大小为 mv2 m(v0-v)2， 选项 B正确 考点：动量守恒定律 点评：动量守恒定律得直接应用，注意动能是标量，速度是矢量，难度适中，属于中档题 计算题 如图所示，滑块 A、 B的质量分别为 m1和 m2
10、，由轻质弹簧相连，置于光滑水平面上，把两滑块拉至最近，使弹簧处于最大压缩状态后用一轻绳绑紧，两滑块一起以恒定的速率 v0向右滑动若突然断开轻绳，当弹簧第一次恢复原长时，滑块 A的动能变为原来的 ，求弹簧第一次恢复到原长时 B的速度 答案： v0 试题分析：设弹簧恢复原长时 m1、 m2的速度分别为 v1、 v2，则由题意知 m1v m1v 所以 v1 由动量守恒定律知 (m1 m2)v0 m1v1 m2v2 所以 v2 v0 考点：动量守恒 点评：细线断开后，弹簧恢复原长前，弹簧对 A、 B有向两侧的弹力，故物块B加速，物体 A减速并且反向加速到动能变为 4倍；根据题意，求出 A滑块可能的速度
11、，然后根据动量守恒定律列式并结合实际情况进行分析 真空室内，有质量分别为 m和 2m的甲、乙两原子核，某时刻使它们分别同时获得 3v和 2v的瞬时速率，并开始相向运动由于它们间的斥力作用，二者始终没有接触求： (1)当甲原子核的动能最小时，乙原子核的动能； (2)当两原子核相距最近时，甲核的速度； (3)从两原子核相向运动到二者相距最近的这段时间内，甲核动量变化量的大小 答案： (1) mv2 (2) ，与原方向相反 (3) mv 试题分析： (1)规定乙原子核运动的方向为正，总动量为正，两原子核相互作用的过程中，当甲的速度为零时，其动能最小设此时乙的速度为 v乙 ，则根据动量守恒定律有 2m
12、2v-m3v 2mv 乙 乙的动能为 Ek 2mv乙 2 解得 Ek mv2. (2)当两原子核的速度相同时，相距最近，由动量守恒定律有 2m2v-m3v (m 2m)v 甲 . 解得 v甲 ，方向与甲核原来的运动方向相反 (3)p p 甲 -p 甲 mv 甲 -(-m3v) mv. 考点：动量守恒 定律 点评：根据系统运动情况，选用正确规律求解是解题的关键，如在本题中，库仑力为内力，系统外力为零，因此动量守恒，利用动量守恒解答要简单很多动量守恒也适用于微观模型。 光滑水平面上放着一质量为 M的槽，槽与水平面相切且光滑，如图所示，一质量为 m的小球以速度 v0向槽运动，若开始时槽固定不动，求小球上升的最大高度 (槽足够高 )若槽不固定，则小球又上升多高？ 答案： 试题分析：槽固定时，设球上升的最大高度为 h1，由机械能守恒得 mgh1 mv，解得 h1 ； 槽不固定时，设球上升的最大高度为 h2，此时两者有共同速度 v，由动量守恒定律得： mv0 (m M)v.由机械能守恒得： mv (m M)v2 mgh2，解得槽不固定时小球上升的高度 h2 . 考点：动量守恒 机械能守恒 点评：本题的关键是找到小滑块上升到最高点的条件是滑块竖直方向的速度为零，而水平方向动量守恒，这是一道考查动量守恒和机械能守恒的好题
