人教版 (2019)选择性必修 第一册1 动量随堂练习题

第一章分层作业1　动量

A级 必备知识基础练

1.关于动量和动能,下列说法正确的是(　　)

A.惯性越大的物体,动量也越大

B.动量大的物体它的速度不一定大

C.如果物体的速度改变,那么物体的动能和动量一定都改变

D.如果物体的速率改变,质量不变,那么物体的动能和动量可能都不变化

2.如图所示,质量为0.01 kg、以800 m/s的速度飞行的子弹与质量为0.8 kg、以10 m/s的速度飞行的小球相比              (　　)

A.子弹的动量较大 B.小球的动量较大

C.子弹的动能较大 D.小球的动能较大

3.如图所示,一个人坐在摩天轮中做匀速圆周运动,运动一周的过程中,下列说法正确的是(　　)

A.人的动量一直变化,动能始终不变

B.人的动能一直变化,动量始终不变

C.人的动量和动能始终不变

D.人的动量和动能一直变化

4.(多选)(2023湖北襄阳阶段测试)关于动量的变化量,下列说法正确的是(　　)

A.做直线运动的物体速度增大时,动量的增量Δp与速度的方向相同

B.做直线运动的物体速度减小时,动量的增量Δp与运动的方向相反

C.物体的速度大小不变时,动量的增量Δp为零

D.物体做曲线运动时,动量的增量Δp一定不为零

5.列车在启动阶段做初速度为零的匀加速直线运动,则列车在启动阶段的动量(　　)

A.与它所经历的时间成反比

B.与它的位移成反比

C.与它的速度成正比

D.与它的动能成正比

6.(多选)质量相等的A、B两个物体,沿着倾角分别为α和β(α≠β)的两个光滑的固定斜面,由静止从同一高度h2下滑到同样的另一高度h1,如图所示,则A、B两物体(　　)

A.滑到h1高度时的动量相同

B.滑到h1高度时的动能相等

C.由h2滑到h1的过程中物体动量变化量相同

D.由h2滑到h1的过程中物体动能变化量相等

7.用如图所示装置探究碰撞中的不变量,气垫导轨水平放置,挡光板宽度为d=5.0 mm,两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后,左侧滑块通过左侧数字计时器,记录时间为t1=0.040 s,右侧滑块通过右侧数字计时器,记录时间为t2=0.062 s,左侧滑块质量为m1=1 kg,右侧滑块质量为m2=1.5 kg,弹开后,左侧滑块动量为p1=　　　　　　　　 kg·m/s,右侧滑块动量为p2=　　　　　　　　 kg·m/s。(以水平向左为正方向,结果保留到小数点后三位) 

8.3颗质量均为0.05 kg的子弹以600 m/s的速度击中竖直固定挡板,由于挡板不同位置材质不同,子弹击中后的运动情况不同,A水平穿过挡板,穿过后的速度是200 m/s,B被挡板反向弹回,弹回时速度大小为200 m/s,C进入挡板后停在挡板之内,求3颗子弹动量的变化量。(规定向右的方向为正方向)

B级 关键能力提升练

9.(多选)质量为3 kg的物体在水平面上做直线运动,若速度大小由2 m/s变成6 m/s,那么在此过程中,动量变化的大小可能是(　　)

A.4 kg·m/s B.12 kg·m/s

C.20 kg·m/s D.24 kg·m/s

10.(多选)物体受到的合力随时间变化的图像如图所示,若物体开始时是静止的,则前3 s内(　　)

A.物体的位移为0

B.物体的动量改变量为0

C.物体的动能变化量为0

D.物体的机械能改变量为0

11.“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图甲所示。小车A前端贴有橡皮泥,后端连一穿过打点计时器的纸带,接通打点计时器电源后,让小车A以某速度做匀速直线运动,与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起,继续做匀速直线运动。已知打点计时器的电源周期为0.02 s。

甲

乙

(1)下列说法正确的是　　　　。(填正确选项前的字母) 

A.本实验中应尽可能减小摩擦

B.实验时先推动小车A,再接通打点计时器电源

(2)若获得的纸带如图乙所示,从a点开始,每5个点取一个计数点,其中a、b、c、d、e都为计数点,并测得相邻计数点间距分别为ab=20.3 cm、bc=36.2 cm、cd=25.1 cm、de=20.5 cm,已测得小车A(含橡皮泥)的质量mA=0.4 kg,小车B(含撞针)的质量mB=0.3 kg。由以上测量结果可得碰前系统总动量为　　　　 kg·m/s,碰后系统总动量为　　　　 kg·m/s。(结果均保留三位有效数字) 

12.如图所示,将质量为m=1 kg的小球,从距水平地面高h=5 m处,以v0=10 m/s的水平速度抛出,不计空气阻力,g取10 m/s2。求:

(1)平抛运动过程中小球动量的增量Δp;

(2)小球落地时的动量p'。

参考答案

动量

1.B　质量是惯性的唯一量度,惯性越大的物体,质量越大,但动量p=mv,不仅与质量有关,还与速度有关,故惯性越大的物体,动量不一定也越大,故A错误;动量p=mv,动量大只说明了质量与速度的乘积大,但速度不一定大,故B正确;物体的动能Ek=mv2,速度是矢量,速度大小不变,方向变化时,动能不变,而动量p=mv,速度改变时,动量就一定改变,故C错误;如果物体的质量不变,速率改变,即速度大小改变,则物体的动能和动量都变化,故D错误。

2.C　根据p=mv,子弹的动量p1=8kg·m/s,小球的动量p2=8kg·m/s,所以二者动量大小相等;根据Ek=mv2,子弹的动能Ek1=3200J,小球的动能Ek2=40J,所以子弹的动能较大,故C正确,A、B、D错误。

3.A　匀速圆周运动速度大小不变,方向时刻变化,动量是矢量,既有大小又有方向,则人的动量一直变化,动能是标量,只有大小没有方向,则人的动能始终不变,故A正确,B、C、D错误。

4.ABD　当做直线运动的物体速度增大时,其末动量p2大于初动量p1,由矢量的运算法则可知Δp=p2-p1>0,即方向与速度方向相同,如图甲所示,A正确;当做直线运动的物体速度减小时,Δp=p2-p1<0,即p2<p1,如图乙所示,此时Δp方向与物体的运动方向相反,B正确;当物体的速度大小不变,而方向变化时,物体的动量发生变化,此时Δp≠0,C错误;物体做曲线运动时,速度的方向不断变化,故动量一定变化,Δp一定不为零,D正确。

5.C　根据p=mv=mat,可知列车的动量与它所经历的时间成正比,选项A错误;根据p=mv=m,可知动量与它的位移的二次方根成正比,选项B错误;根据p=mv,可知动量与它的速度成正比,选项C正确;根据p=,可知动量与它的动能的二次方根成正比,选项D错误。

6.BD　两物体由h2下滑到h1高度的过程中,机械能守恒,则有mg(h2-h1)=mv2,解得在高度h1处两物体的速度大小均为v=,两物体下滑到h1高度处时,速度的大小相等,由于α不等于β,因此速度的方向不同,由此可判断,两物体在h1高度处动能相同,动量不相同,则两物体由h2滑到h1高度的过程中动量的变化量不相同,而动能的变化量相等,B、D正确,A、C错误。

7.答案 0.125　-0.121

解析 滑块通过光电门的平均速度可视为瞬时速度,左侧滑块的速度为v1=m/s=0.125m/s,则左侧滑块的动量为p1=m1v1=0.125kg·m/s,右侧滑块的速度为v2=-=-m/s=-0.0806m/s,则右侧滑块的动量为p2=m2v2=-0.121kg·m/s。

8.答案 见解析

解析 A的初动量pA=mv1=0.05kg×600m/s=30kg·m/s,

末动量pA'=mv1'=0.05kg×200m/s=10kg·m/s,

A子弹动量的变化量ΔpA=pA'-pA=10kg·m/s-30kg·m/s=-20kg·m/s,ΔpA<0,动量变化量的方向向左。

B的初动量pB=mv2=0.05kg×600m/s=30kg·m/s,

末动量pB'=mv2'=0.05kg×(-200m/s)=-10kg·m/s,

B子弹动量的变化量ΔpB=pB'-pB=-10kg·m/s-30kg·m/s=-40kg·m/s,ΔpB<0,动量变化量的方向向左。

C的初动量pC=mv3=0.05kg×600m/s=30kg·m/s,

末动量pC'=0,

C子弹动量的变化量ΔpC=pC'-pC=0-30kg·m/s=-30kg·m/s,ΔpC<0,动量变化量的方向向左。

9.BD　若两速度方向相同,则动量的变化为Δp=mv-mv0=3×6kg·m/s-3×2kg·m/s=12kg·m/s,若两速度方向相反,以末速度方向为正方向,则动量的变化为Δp=mv'-mv0'=3×6kg·m/s-(-3×2)kg·m/s=24kg·m/s,故选B、D。

10.BC　第1s内F=20N,第2、3s内F=-10N,物体先加速、后减速,在第3s末速度为0,物体的位移不为0,A错误;根据牛顿第二定律知物体第1s内的加速度为a1=,1s末的速度v1=a1t1,物体第2、3s内的加速度为a2=-,3s末的速度v3=v1+a2t2=0,故前3s内动量变化量Δp=mv3-mv0=0-0=0,B正确;由于初速度和末速度都为0,故动能变化量也为0,C正确;物体的势能是否改变不能判断,因此物体的机械能是否改变不能确定,D错误。

11.答案 (1)A　(2)1.45　1.44

解析 (1)本实验中要尽可能减小摩擦,这样可减小实验误差,故A正确;实验时应先接通打点计时器电源,再推动小车A,故B错误。

(2)碰前A车做匀速直线运动,速度由bc段求得,v0=,解得v0=3.62m/s,则碰前系统总动量p0=mAv0=1.45kg·m/s;碰后A、B车一起做匀速直线运动,速度由de段求得,v=,解得v=2.05m/s,则碰后系统总动量p=(mA+mB)v=1.44kg·m/s。

12.答案 (1)10 kg·m/s,方向竖直向下

(2)10 kg·m/s,方向与水平方向的夹角为45°斜向下

解析 (1)由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,如图所示,故h=gt2

落地时间t==1s

Δv=vy=gt=10×1m/s=10m/s,方向竖直向下

故Δp=mΔv=1×10kg·m/s=10kg·m/s,方向竖直向下。

(2)小球落地时竖直分速度为vy=gt=10m/s。由速度合成知,落地速度v=m/s=10m/s,所以小球落地时的动量大小为p'=mv=10kg·m/s,方向与水平方向的夹角为45°斜向下。