第一章 动量守恒定律章末检测（练好题）-2022-2023学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第一册）

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第一章 动量守恒定律 章末检测考试时间：75分钟     满分100分       姓名：          得分：第I卷（选择题）一、单选题（共8题，每题4分，共32分）1．（2022·浙江·万全综合高中高二阶段练习）从同一高度落下的玻璃杯，掉在水泥地面上易碎，而掉在软垫上不易碎。这是因为玻璃杯跟水泥地面相碰时（　　）A．碰撞时受到的冲力较大     B．碰撞时间较长C．动量改变量较大           D．受到的冲量较大【答案】A【详解】C．杯子从同一高度下落，故到达地面时的速度一定相等，着地时动量相等；与地面接触后速度减小为零，故动量的变化相同，选项C错误；D．动量的变化相同，由动量定理可知I=△P可知，受到的冲量也相等，选项D错误；AB．由于在水泥地上，接触时间较短，故受到的冲力较大；而在软垫上时，由于软垫的缓冲使时间变长，受到的冲力较小。选项A正确，B错误。故选A。2.（2022.广东.广州市番禺高二（下）期末物理试题）如图飞机在平直跑道上由静止开始做匀加速直线运动，则飞机在运动过程中的（　　）A．动能与速度成正比 B．动能与时间成正比C．动量与时间成正比 D．动量与位移成正比【答案】C【详解】A．由动能的定义式,可知动能与速度的平方成正比，A错误；B．飞机做匀加速直线运动则有,飞机的动能为,可知动能与时间的平方成正比，B错误；C．飞机的动量为,可知飞机的动量与时间成正比，C正确；D．由,整理可知动量与成正比，D错误。故选C。3.（2022·全国·高三课时练习）如图所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车，现有一质量为2m的光滑小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则下列说法正确的是（　　）A．小球离车后，对地将做自由落体运动B．小球离车后，对地将向右做平抛运动C．小球在弧形槽上上升的最大高度为D．此过程中小球对车做的功为【答案】C【详解】AB．设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中水平方向动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得,由动能守恒定律得解得,所以小球与小车分离后对地将向左做平抛运动，故AB错误；C．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得,由机械能守恒定律得,解得,故C正确；D．对小车运用动能定理得，小球对小车做功,故D错误。故选C。4．（2022·宁夏·贺兰县景博中学高二期末）一光滑水平地面上静止放着质量为m、半径为R的光滑圆弧轨道，质量也为m的小球从轨道最左端的A点由静止滑下（AC为水平直径），重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）。A．小球和轨道组成的系统动量守恒B．小球不可能滑到圆弧轨道右端的C点C．轨道做往复运动，离原先静止位置最大距离为RD．小球通过轨道最低点时速度大小为【答案】C【详解】A．小球和小车组成的系统在水平方向上不受外力作用，在竖直方向受重力作用，所以小球和小车组成的系统在水平方向动量守恒，系统动量不守恒，故A错误；B．当小球滑到圆弧的最高点时，根据水平方向动量守恒得知，小球与圆弧的速度均为零，根据系统的机械能守恒得知，小球能滑到右端C，故B错误；C．设小球滑到最低点时，轨道向左运动的距离为s，则小球相对于地水平位移大小为R-s，取水平向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒得,解得,所以轨道做往复运动，离原先静止位置最大距离为2s=R，故C正确；D．设小球通过最低点时小球与轨道的速度分别为v和，以向右为正方向，由动量守恒定律得,由机械能守恒定律,联立解得,故D错误。,故选C。5．（2022·甘肃省民乐县第一中学高二期中）如图，质量为m的人站在质量为M的车的一端，m >M，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．不管人运动多快，车和人的总动量不变     B．人运动越快，人和车的总动量越大C．人对车的冲量大小大于车对人的冲量大小 D．人发生的位移大小大于车发生的位移大小【答案】A【详解】AB．人和车组成的系统所受合外力为零，动量守恒，所以不管人运动多快，车和人的总动量不变，故A正确，B错误；C．人对车的作用力和车队人的作用力是一对相互作用力，大小始终相等，且作用时间始终相等，所以人对车的冲量大小大于车对人的冲量大小，故C错误；D．设某一时刻人向右走的速度大小为v1，小车向左移动的速度大小为v2，根据动量守恒定律有，由于v1和v2始终满足上式，所以整个运动过程中人和车的平均速度和满足，又因为两者的运动时间相同，所以整个运动过程中人和车的位移大小和满足，所以人发生的位移大小小于车发生的位移大小，故D错误。故选A。6．（2022·天津市武清区天和城实验中学高二阶段练习）如图（a），一长木板静止于光滑水平桌面上，t＝0时，小物块以速度v0滑到长木板上，小物块在到达木板右端前与木板相对静止，图（b）为物块与木板运动的图像，图中t1、v0、v1已知，重力加速度大小为g，由此可求得（　　）A．木板的长度B．物块的质量C．物块与木板之间的动摩擦因数D．从t＝0开始到t1时刻，木板获得的动能【答案】C【详解】A．根据图像，可求出物块相对木板的位移，但不知最后所停具体位置，所以木板的长度求不出来，故A错误；B．根据系统动量守恒设物块质量m，木板质量M，由可求得两物体质量之比，求不出具体数值，故B错误；C．根据图像可知，小物块的减速加速度为，已知，根据牛顿第二定律，可联立求得，故C正确；D．木板获得动能因为木板质量未知，所以动能无法计算，故D错误。故选C。7．（2022·全国·高二课时练习）向空中发射一枚炮弹，不计空气阻力，当炮弹的速度v0恰好沿水平方向时，炮弹炸裂成a、b两块，若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，则（　　）A．b的速度方向一定与原来速度方向相反B．从炸裂到落地的这段时间内，a飞行的水平距离一定比b的大C．a、b一定同时到达水平地面D．在炸裂过程中，a受到的爆炸力比b的大【答案】C【详解】A．炮弹炸裂前后动量守恒，选定v0的方向为正方向，有mv0=mava+mbvb，显然vb>0、vb<0、vb=0都有可能，故A错误；BC．vb>va、vb<va也都有可能，爆炸后，a做平抛运动，b做平抛运动或自由落体运动，a、b下落高度相同，则运动的时间相等，飞行的水平距离与速度大小成正比，故B错误，C正确；D．炸裂过程中，a、b之间的力为相互作用力，a受到的爆炸力与b的一样大，故D错误。故选C。8．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，小物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止。从发射器（图中未画出）射出的小物块B沿水平方向与A相撞，碰撞前B的速度大小为v，碰撞后二者粘在一起，并摆起一个较小角度。已知A和B的质量均为m，绳长为L，重力加速度大小为g，碰撞时间极短且忽略空气阻力。下列选项正确的是（　　）A．B与A碰撞过程满足动量守恒、机械能守恒B．AB一起上摆的过程中，轻绳拉力做负功，AB动能减小C．碰撞后AB再次回到最低点时对绳的拉力大小为D．碰撞后AB一起上升的最大高度为【答案】D【详解】A．由题意知B与A碰撞后粘在一起，属于完全非弹性碰撞，碰撞过程中动量守恒，机械能不守恒，故A错误；B．AB一起上摆的过程中，任意时刻，轻绳拉力方向和速度方向都是垂直的，所以轻绳拉力不做功，故B错误；C． AB一起上摆的过程中，A、B整体机械能守恒，再次回到最低点时，速度大小仍为碰后A、B速度的大小，设为，碰撞过程由动量守恒定律得，解得在最低点，对A、B整体由牛顿第二定律有，解得，由牛顿第三定律得A、B对绳子的拉力为，故C错误；D．设碰撞A、B一起上升的最大高度为h，则有机械能守恒定律得，解得，故D正确。故选D。二、多选题（共4题，每题6分，全部选对得6分，答对一部分得3分，答错或不答得0分，共24分）9.（2022·全国·高二专题练习）在光滑水平面上，动能为E0、动量的大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反．将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1，球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2．则必有(     )A．E1＜E0 B．p1＜p0 C．E2＞E0 D．p2＞p0【答案】ABD【详解】根据碰撞过程中总动能不增加，必有  E1＜E0，E2＜E0，根据可知，P1＜P0．否则就违反了能量守恒定律．故AB正确，C错误；根据动量守恒定律得：P0=P2-P1，得到P2=P0+P1，可见，P2＞P0．故D正确．故选ABD.10.（2022·全国·高二课时练习）如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为80m0、20m0两船沿同一直线相向运动，速度大小分别为2v0、v0。为避免两船相撞，甲船上的人不断地将质量为m0的货物袋以相对地面6.2v0的水平速度抛向乙船，且被乙船上的人接住，假设某一次甲船上的人将货物袋抛出且被乙船上的人接住后，刚好可保证两船不致相撞，不计水的阻力。试求此时（　　）A．甲、乙两船的速度大小1.4v0B．甲、乙两船的速度大小1.25v0C．从甲船抛出的总货物袋数12个D．从甲船抛出的总货物袋数10个【答案】AD【详解】AB．刚好保证两船不致相撞，可知两船此时速度相等，设为v，以甲船运动方向为正方向，整个过程据动量守恒定律可得，解得甲、乙两船的速度大小为v=1.4v0，A正确，B错误；CD．设从甲船抛出的总货物袋数为n，对甲船抛出货物袋的过程由动量守恒定律可得，解得n=10，C错误，D正确。故选AD。11.（2022·福建省连城县第一中学高二阶段练习）如图甲所示，一个轻弹簧的两端与质量分别为和的两物块A、B相连接并静止在光滑的水平地面上。现使A以的速度向B运动压缩弹簧，速度—时间图像如图乙，则有（　　）A．在、时刻两物块达到共同速度，且弹簧都处于压缩状态B．从到时刻弹簧由伸长状态恢复原长C．两物块的质量之比为D．在时刻A与B的动能之比【答案】BC【详解】A．由图可知t1时刻之后一小段时间，A速度减小，B速度增大，则t1时刻弹簧处于压缩状态，t3时刻之后一小段时间，A速度增大，B速度减小，则t3时刻处于伸长状态，选项A错误；B．在t3时刻处于伸长状态，二物块速度相等，弹簧最长，时刻两物块速度恢复到初始状态即弹簧恢复原长，因此从t3到t4过程中弹簧由伸长状态恢复原长，选项B正确；C．根据动量守恒定律，t=0时刻和t=t1时刻系统总动量相等，有，其中，，解得，选项C正确；D．在t2时刻A的速度为，B的速度为，根据， 求出选项D错误。故选BC。12.（2022·湖南·长郡中学高三阶段练习）如图所示，光滑水平面上有一质量为2M、半径为R（R足够大）的圆弧曲面C，质量为M的小球B置于其底端，另一个小球A质量为，小球A以v0＝6m/s的速度向右运动，并与B发生弹性碰撞，不计一切摩擦，小球均视为质点，则（　　）A．小球B的最大速率为4m/sB．小球B运动到最高点时的速率为m/sC．小球B能与A再次发生碰撞D．小球B不再与C分离【答案】AB【详解】A．A与B发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，设碰撞后A的速度为vA，B的速度为vB，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和能量守恒得，，解得，负号表示速度方向向左，故B的最大速率为4 m/s，故A正确；B．B冲上C并运动到最高点时二者共速，设为v，B、C组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得，解得，故B正确；CD．设B、C分离时B、C的速度分别为vB′、vC′，B、C组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律和能量守恒得，解得，负号表示速度方向向左，小球B与C分离，由于，则B不能与A再次发生碰撞，故CD错误。故选AB。第II卷（非选择题）三、实验题（共2题，7空，每空2分，共14分）13.（2022·浙江·丽水外国语实验学校高二阶段练习）某同学欲采用课本上介绍的气垫导轨和光电计时器等装置进行“验证动量守恒定律”的实验，如图所示，A、B两滑块做相向运动，已知安装在A、B两滑块上的窄片宽度均为d，在碰撞前滑块A、B经过光电门时，窄片挡光时间分别为和，碰撞后滑块A、B粘合在一起运动，运动方向与碰撞前滑块B运动方向相同，此后滑块A再次经过光电门时窄片挡光时间为。（1）滑块A、B碰撞前速度的大小分别为vA=________，vＢ =___________．（2）为了验证碰撞中动量守恒，除了上述已知条件外，还必须要测量的物理量有____________．A．滑块A包括窄片的总质量m1B．滑块B包括窄片的总质量m2C．碰撞后滑块B经过光电门时窄片挡光的时间D．两个光电门之间的距离L（3）为了验证碰撞中动量守恒定律，需要验证的关系是____________________________________．（用题干中已知量字母和（2）问中所选已知量的字母表示）【答案】               AB     【详解】（1）]滑块A、B碰撞前速度的大小分别为，；碰后共同速度：（2）要验证的关系式为，带入整理可得，则必须要测量的物理量有滑块AB包括窄片的总质量m1 m2，故选AB。（3）为了验证碰撞中动量守恒定律，需要验证的关系是。14.（2022·吉林通化·高二期末）在“探究碰撞中的不变量”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的方法来进行实验，实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。（1）实验室有如下A、B、C三个小球，则入射小球应该选取______进行实验（填字母代号）；A．       B．       C．（2）关于本实验，下列说法正确的是______（填字母代号）；A．斜槽必须足够光滑且安装时末端必须保持水平B．小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放C．必须测量出斜槽末端到水平地面的高度D．实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间（3）用刻度尺测量M、P、N距O点的距离依次为、、，通过验证等式______是否成立，从而验证动量守恒定律（填字母代号）。A．       B．  C．       D．【答案】     A     AB     C【详解】（1）入射小球的质量要大于被撞击的静止小球，这样撞击后两小球都能向前运动；另外，两小球的直径要相等，才能发生对心碰撞，碰撞前后的速度方向都沿着水平方向。故选A。（2）A．斜槽必须足够光滑且安装时末端必须保持水平，才能保证两小球在水平方向上发生对心碰撞，故A正确；B．小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放，这样入射小球每次都能获得相同的动量，故B正确；C．斜槽末端到水平地面的高度决定了小球在空中的运动时间，不需要测量，故C错误；D．实验中不需要用秒表测量小球在空中飞行的时间，故D错误。故选AB。（3）如果动量守恒，则有由于两球在空中的运动时间相等，即，所以，即，故选C。四、解答题（共3题，15题10分，16题8分，17题12分，共30分）15.（2022·浙江·万全综合高中高二阶段练习）如图所示，一高空作业的工人重为600N，系一条长为L=5m的安全带，若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间t=1s，g取求：（1）人从跌落到安全带最长时重力对人的冲量。（2）人从跌落到安全带最长的过程中安全带受的平均冲力是多少？【答案】（1）1200N·s，方向竖直向下；（2）1200N，方向竖直向下【详解】（1）工人下落至安全带伸直之前，有，解得，重力的冲量大小为，方向竖直向下。（2）在整个下落过程中，取向下为正方向，由动量定理得，解得，由牛顿第三定律知工人给安全带的冲力大小为，方向竖直向下。16.（2022·全国·高二专题练习）平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货箱边缘沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的点，距货箱水平距离为，如图所示，人的质量为，车连同货箱的质量为，货箱高度为．求车在人跳出后到落到地板前的反冲速度为多大．【答案】1.6m/s【详解】人从货箱边跳离的过程，系统（人、车和货箱）水平方向动量守恒，设人的水平速度是，车的反冲速度是，取向右为正方向，则，，解得，人跳离货箱后做平抛运动，车以做匀速运动，运动时间为s．在这段时间内人的水平位移和车的位移分别为，，由图可知，即，则m/s．17.（2022·福建省龙岩第一中学高二阶段练习）如图所示，半径为0.2m的光滑圆弧槽B静置在光滑水平面上，左侧有一长木板A，A和B接触但不粘连，B左端与A相切，A、B的质量均为1kg。现有一质量为2.0kg的小滑块C以5m/s的水平初速度从左端滑上A，C离开A时，C的速度大小为4.0m/s。重力加速度g取10m/s2。忽略C通过AB接触处的能量损失。A、C间的动摩擦因数为0.5。求：（1）C刚离开木板A时，木板A的速度；（2）木板A的长度；（3）C滑上B后，上升的最大高度。【答案】（1）1m/s；（2）0.8m；（3）0.15m【详解】（1）C刚离开A时，A与B速度相等，设为vAB，由动量守恒定律得vAB=1m/s（2）设板长为l，由功能关系可得，得木板A的长度l=0.8m。（3）设C达到轨迹最大高度h，此时无论C是否离开B，只有水平速度且与B相等，设为vx，C刚滑上B时，B的速度，对BC系统，水平方向动量守恒，系统机械能守恒定律可得，得h=0.15m<R=0.2m，故C不会从B的上方脱离，上升的最大高度为h=0.15m。