高中物理第四节 动量守恒定律的应用课时训练

1.4动量守恒定律的应用基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．一小型火箭在高空绕地球做匀速圆周运动，若其沿运动的正方向抛出一物体P，不计空气阻力，则（　　）

A．火箭一定离开原来轨道运动 B．物体P一定离开原来轨道运动

C．火箭运动半径一定增大 D．物体P运动半径一定减小

2．下列物体运动的原理与运载火箭发射升空的原理最为相似的是（　　）

A．爆竹飞上天空 B．运动员跳高 C．地球绕太阳运动 D．离弦之箭

3．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽上高h处由静止开始自由下滑，则下列说法正确的是（　　）

A．在下滑过程中，小球和槽组成的系统动量守恒

B．在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽不做功

C．被弹簧反弹后，小球能回到槽上高h处

D．被弹簧反弹离开弹簧后，小球和槽都做速率不变的直线运动

4．一人静止于秋千上,现欲使秋千慢慢荡起来，下列方法可行的是(    )

A．连续向前后踢腿

B．连续上下蹲

C．连续扭动

D．连续往外水平抛物体

5．我国发射的“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间站实现了完美对接假设“神舟十一号”飞船到达对接点附近时对地的速度为v，此时的质量为m；欲使飞船追上“天宫二号”实现对接，飞船需加速到，飞船发动机点火，将质量为的燃气一次性向后喷出，燃气对地向后的速度大小为，不考虑飞船加速过程中的变轨，则在这个过程中，下列各表达式正确的是

A．

B．

C．

D．

6．在静水中一条长L的小船，质量为M，船上一个质量为m的人，当他从船头走到船尾，若不计水对船的阻力，则船移动的位移大小为

A． B． C． D．

7．长为5m、质量为200kg的小船停在静水中，质量为50kg的人从船头走到船尾，不计水的阻力，则船在水中移动的距离为（　　）

A．1m B．2m C．3m D．4m

8．如图所示，大气球质量为25kg，载有质量为50kg的人，静止在空气中距地面20m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这绳长至少应为（不计人的高度，可以把人看作质点）（　　）

A．60m B．40m C．30m D．10m

9．2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星，中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。携带火星车的着陆器与环绕器分离后，最后阶段利用反推火箭在火星表面实现软着陆，设着陆器总质量为M，极短时间内瞬间喷射的燃气质量是m，为使着陆器经一次瞬间喷射燃气后，其下落的速率从v0减为v，需要瞬间喷出的燃气速率约为（　　）

A．v0-v B．（v0-v）

C．（v0-v）＋v D．

10．如图，质量为m的人站在质量为M的车的一端，，车相对于地面静止。在人由一端走到另一端的过程中，人重心高度不变，空气阻力、车与地面间的摩擦力均可以忽略不计（　　）

A．人对车的冲量大小大于车对人的冲量大小 B．人发生的位移大小大于车发生的位移大小

C．人运动越快，人和车的总动能越大 D．人运动越快，人和车的总动量越大

11．中国空间站的建设过程是，首先发射核心舱，核心舱入轨并完成相关技术验证后，再发射实验舱与核心舱对接，组合形成空间站。假设实验舱先在近地圆形过渡轨道上运行，某时刻实验舱短暂喷气，离开过渡轨道与运行在较高轨道上的核心舱安全对接。忽略空气阻力，以下说法正确的是

A．实验舱应当向前喷出气体

B．喷气前后，实验舱与喷出气体的总动量不变

C．喷气前后，实验舱与喷出气体的机械能不变

D．实验舱在飞向核心舱过程中，机械能逐渐减小

12．2021年9月17日13时30分，“神舟十二号”返回舱在东风着陆场安全降落。“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图如图所示，其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置沿竖直方向匀速下降，为确保返回舱能安全着陆，在返回舱距地面1m左右时，舱内宇航员主动切断与降落伞的连接（“切伞”），同时点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭向下喷气过程中返回舱减至安全速度。已知“切伞”瞬间返回舱的速度大小v1=10m/s，火箭喷出的气体速度大小v2=1082m/s，火箭“喷气”时间极短，喷气完成后返回舱的速度大小v3=2m/s，则喷气完成前、后返回舱的质量比为（　　）

A．45：44 B．100：99 C．125：124 D．135：134

13．某同学想用气垫导轨模拟“人船模型”。该同学到实验室里，将一质量为M、长为L的滑块置于水平气垫导轨上（不计摩擦）并接通电源。该同学又找来一个质量为m的蜗牛置于滑块的一端，在食物的诱惑下，蜗牛从该端移动到另一端。下面说法正确的是（　　）

A．只有蜗牛运动，滑块不运动 B．滑块运动的距离是

C．蜗牛运动的位移大小是滑块的倍 D．滑块与蜗牛运动的距离之和为L

14．如图所示，长度为L、质量为M的平板车静止在地面上，一个质量为m的人（可视为质点）站在平板车右端某时刻人向左跳出，恰好落到车的左端，此过程中车相对地面的位移大小为（车与水平地面间的摩擦不计）（　　）

A． B． C． D．L

15．如图，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点，一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入轨道，最后恰好停在C点。已知小车质量，重力加速度为g。则滑块从A运动到C的过程中（　　）

A．滑块水平方向相对地面的位移大小为

B．小车相对地面的位移大小为

C．小车M的最大速度

D．滑块克服摩擦力做的功在数值上等于滑块减少的机械能

二、填空题（共4题）

16．一颗手榴弹以v0=10m/s的水平速度在空中飞行。设它爆炸后炸裂为两块，小块质量为0.2kg，沿原方向以250m/s的速度飞去，那么，质量为0.4kg的大块在爆炸后速度大小为 ______ m/s，方向 ______ （填“与v0同向”或“与v0反向”）。

17．静止在水面上的船长为L、质量为M，一个质量为m的人站在船头，当此人由船头走到船尾时，不计水的阻力，船移动的距离是____．

18．质量为m="60" kg的人站在质量为M="100" kg的小车上，一起以v="3" m/s的速度在光滑水平地面上做匀速直线运动.若人相对车以u="4" m/s的速率水平向后跳出，则车的速率变为_______m/s

19．气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦，我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：

a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB

b．调整气垫导轨，使导轨处于水平

c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上

d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1

e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2

（1）实验中还应测量的物理量是__；

（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是__；

（3）利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小，请写出弹性势能表达式为__。

三、综合题（共4题）

20．一个连同装备总质量为M=100kg的宇航员，在距离飞船x=45m处与飞船处于相对静止状态，宇航员背着装有质量为m0=0.5kg氧气的贮气筒，筒上装有可以使氧气以v=50m/s的速度喷出的喷嘴，宇航员必须向着返回飞船的相反方向放出氧气，才能回到飞船，同时又必须保留一部分氧气供途中呼吸用，宇航员的耗氧率为Q=2.5×10-4 kg/s，不考虑喷出氧气对设备及宇航员总质量的影响，则：

（1）瞬时喷出多少氧气，宇航员才能安全返回飞船？

（2）为了使总耗氧量最低，应一次喷出多少氧气？返回时间又是多少？

21．步枪的质量为4kg，子弹的质量为0.008kg，子弹从枪口飞出时的速度为700m/s，如果战士抵住枪托，阻止枪身后退，枪身与战士的作用时间为0.05s，求战士身上受到的平均冲力有多大？

22．质量为40kg的小车上站着一个质量为60kg的人，小车与人一起在光滑的水平轨道上以1m/s的速度运动。求：

（1）若人相对地面以2m/s的速度水平向车后方跳出，车的速度变为多少？

（2）若人相对地面以2m/s的速度水平向车前方跳出，车的速度又变为多少？

23．如图所示，在光滑水平的地面上，有一辆上表面光滑的正在以速度向右运动的小车，车上的木块一样与车一起以向右运动，车左端有一固定挡板P，挡板和车的质量为M=16kg，在挡板P和质量为M=9kg的木块之间有少量炸药，炸药爆炸提供给小车和木块的总机械能为E0=1800J．若要使炸药爆炸后木块的动能等于E0，在爆炸前小车的速度为多少?

参考答案

1．B

2．A

3．D

4．D

5．C

6．C

7．A

8．A

9．C

10．C

11．B

12．D

13．D

14．B

15．C

16．110    与v0反向   

17．

18．4.5

19．B的右端至D板的距离L2    mAmB0    EpmB   

20．（1）0.05kg≤m≤0.45kg ； （2）m=0.15kg，t=600s

21．112N

22．（1）5.5m/s；（2）-0.5m/s

23．=4m/s