章末质量评估(一)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分.每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)
1.在不计空气阻力作用的条件下,下列说法中不正确的是( )
A.自由下落的小球在空中运动的任意一段时间内,其增加的动能一定等于其减少的重力势能
B.做平抛运动的小球在空中运动的任意相同的时间内,其速度的变化量一定相同
C.做匀速圆周运动的小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零,合外力的冲量也一定为零
D.单摆在一个周期内,合外力对摆球做的功一定为零,合外力的冲量也一定为零
解析:不计空气阻力,自由下落的小球,其所受合外力为重力,则小球在运动的过程中机械能守恒,其增加的动能一定等于其减小的重力势能,故A正确;做平抛运动的小球所受合外力为重力,加速度的大小与方向都不变,所以小球在空中运动的任意相同的时间内,其速度的变化量一定相同,故B正确;做匀速圆周运动的小球,其所受合外力的方向一定指向圆心,小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零,但由于速度的方向不断变化,所以速度的变化量不一定等于0,合外力的冲量也不一定为零,故C错误;经过一个周期,单摆的小球又回到初位置,所有的物理量都与开始时相等,所以单摆在一个周期内,合外力对摆球做的功一定为零,合外力的冲量也一定为零,故D正确.
答案:C
2.有一宇宙飞船,它的正对面积S=2 m2,以v=3×103 m/s的相对速度飞入一宇宙微粒区.此微粒区1 m3空间中有一个微粒,每一个微粒的平均质量为m=2×10-7 kg.设微粒与飞船外壳碰撞后附着于飞船上,要使飞船速度不变,飞船的牵引力应增加( )
A.3.6×103 N B.3.6 N
C.1.2×103 N D.1.2 N
解析:在t时间内与飞船碰撞并附着于飞船上微粒的总质量为M=vtSm,
由动量定理得:Ft=Mv,解得F=3.6 N.
根据牛顿第三定律,微粒对飞船的作用力为3.6 N.要使飞船速度不变,根据平衡条件,飞船的牵引力应增加3.6 N,故B正确.
答案:B
3.如图所示,一光滑地面上有一质量为m′的足够长的木板ab,一质量为m的人站在木板的a端,关于人由静止开始运动到木板的b端(M、N表示地面上原a、b对应的点),下列图示正确的是( )
A B
C D
解析:根据动量守恒定律,木板与人组成的系统动量守恒,对于题中的“人板模型”,设各自对地的位移为x′m、xm,且有m′x′m=mxm,x′m+xm=L板长,以M点为参考点,人向右运动,木板向左运动,易得D是正确的.
答案:D
4.一个质量为0.5 kg的物体,从静止开始做直线运动,物体所受合外力F随时间t变化的图象如图所示,则在时刻t=8 s时,物体的速度为( )
A.2 m/s B.8 m/s
C.16 m/s D.4 m/s
解析:Ft图象的面积表示冲量,在上方为正,在下方为负,故根据动量定理可得:2×2+×2×1-×2×2+2×2+×2×1=mv-0,解得第8 s末的速度v=16 m/s,C正确.
答案:C
5.如图所示,在光滑水平地面上放着两个物体,其间用一根不能伸长的细绳相连,开始时绳松弛、B静止,A具有4 kg·m/s的动量(令向右为正).在绳拉紧(可能拉断)的过程中,A、B动量的变化可能为( )
A.ΔpA=-4 kg·m/s,ΔpB=4 kg·m/s
B.ΔpA=2 kg·m/s,ΔpB=-2 kg·m/s
C.ΔpA=-2 kg·m/s,ΔpB=2 kg·m/s
D.ΔpA=ΔpB=2 kg·m/s
解析:它们的总动量为p=mAvA=4 kg·m/s,而绳子的拉力为内力,总动量守恒.A的动量减小,B的动量增加,故A的动量改变应为负值,B的动量改变应为正值.而绳子可能会被拉断,说明在拉断绳子前A的速度不可能为零,故只有C正确.
答案:C