高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册1.2 动量守恒定律复习练习题

1.2动量守恒定律同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，木块静止于光滑水平地面上，一颗子弹A沿水平方向瞬间射入木块并留在木块内，现将子弹和木块视为系统，则该系统从子弹开始射入到二者相对静止的过程中（　　）

A．动量守恒，机械能守恒 B．动量不守恒，机械能不守恒

C．动量守恒，机械能不守恒 D．动量不守恒，机械能守恒

2．一颗子弹水平射入置于粗糙水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打入木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　）

A．动量守恒，机械能守恒

B．动量守恒，机械能不守恒

C．动量不守恒，机械能不守恒

D．无法判定动量、机械能是否守恒

3．在“验证动量守恒定律”的实验中,入射球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放,这是为了使(   )

A．小球每次都能水平飞出槽口

B．小球每次都以相同的速度飞出槽口

C．小球在空中飞行的时间不变

D．小球每次都能对心碰撞

4．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,且汽车和拖车受到的阻力不变,则在拖车停止运动前（　　）

A．汽车和拖车的总动量减少 B．汽车和拖车的总动能减少

C．汽车和拖车的总动量增加 D．汽车和拖车的总动能增加

5．如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是（       ）

A．男孩与小车组成的系统动量守恒

B．男孩与木箱组成的系统动量守恒

C．小车与木箱组成的系统动量守恒

D．男孩、小车与木箱组成的系统动量守恒

6．下列说法中正确的是（　　）

A．如果一个系统的合外力为零，则系统的机械能一定守恒

B．一对作用力与反作用力总是一个正功，一个做负功

C．如果一个系统的动量守恒，则系统的机械能不一定守恒

D．如果一个系统的合外力做功为零，则系统的动量一定守恒

7．下列说法中正确的是（　　）

A．动量守恒定律适用于目前为止物理学研究的一切领域

B．汽车的速度越大，刹车位移越大，说明汽车的速度大时，惯性大

C．国际单位制中，伏特是七个基本单位之一

D．匀速圆周运动是匀变速曲线运动

8．关于“探究碰撞中的不变量”实验，下列说法不正确的是（       ）

A．实验要求碰撞一般为一维碰撞

B．实验中的不变量是系统中物体各自的质量与速度的乘积之和

C．只需找到一种情境的不变量即可，结论对其他情境也同样适用

D．进行有限次实验找到的不变量，具有偶然性，结论还需要实践检验

9．如图所示，在光滑的水平面上，静置一个质量为M小车，在车上固定的轻杆顶端系一长为l细绳，绳的末端拴一质量为m的小球，将小球拉至水平右端后放手，则(        )

A．系统的动量守恒 B．水平方向任意时刻m与M的动量等大反向

C．m不能向左摆到原高度 D．小球和车可以同时向同一方向运动

10．一个质量为m、带电量为、直径为d的实心钢球，以初速度进入绝缘水平光滑直轨道，正好撞上该轨道上另一个完全相同但不带电的钢球，在整个运动过程中（　　）

A．两球的总动量和机械能都保持不变

B．两球速度相同时，两球静电力小于

C．由于存在静电力作用，系统的动量和机械能都不守恒

D．因为两球完全相同，碰撞后入射球将保持静止

11．如图所示是一个物理演示实验，图中自由下落的物体A和B被反弹后，B能上升到比初位置高的地方。A是某种材料做成的有凹坑的实心球，质量为m1=0.28 kg.在其顶部的凹坑中插着质量为m2=0.1 kg的木棍B，B只是松松地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙。将此装置从A下端离地板的高度H=1.25 m处由静止释放，实验中，A触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变，接着木棍B脱离球A开始上升，而球A恰好停留在地板上，则反弹后木棍B上升的高度为（重力加速度g取10 m/s2）（　　）

A．4.05 m B．1.25 m C．5.30 m D．12.5 m

12．研究小组的同学们用如图所示的装置探究物体的加速度与力、质量的关系之后，对此实验又做了进一步的分析：在实验前通过垫块已经平衡了阻力，且砂和砂桶的总质量远小于小车和车上砝码的总质量，若将小车（含车上砝码）和砂（含砂桶）当成一个系统（包括地球），由静止释放小车后，下列说法中正确的是（　　）

A．系统动量守恒，机械能守恒

B．系统动量不守恒，机械能守恒

C．系统动量守恒，机械能不守恒

D．系统动量不守恒，机械能不守恒

13．如图所示，质量分别为、的两个小球A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上，突然加一水平向右的匀强电场后，两球A、B将由静止开始运动，对两小球A、B和弹簧组成的系统，在以后的运动过程中，以下说法正确的是设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度　　

A．系统机械能不断增加

B．系统机械能守恒

C．系统动量不断增加

D．系统动量守恒

14．一架喷气式飞机，如果它向后喷出的气体相对飞机的速度为800，以下说法正确的有（　　）

A．若飞机对地速度已大于800，则喷出气体相对地面速度方向与飞机运动方向相反

B．若飞机对地速度已小于800，则喷出气体相对地面速度方向与飞机运动方向相同

C．若飞机对地速度已大于800，则继续喷气飞机速度不会增大

D．若飞机对地速度已大于800，则继续喷气飞机速度还会增大

15．如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自点进入槽内，则以下结论中正确的是（　　）

A．小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力和弹力对它做功，所以小球机械能守恒

B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量不守恒

C．小球自半圆槽的最低点向点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量不守恒

D．小球离开点以后，将做平抛运动

二、填空题（共4题）

16．一、实验原理

在一维碰撞中，测出相碰的两物体的质量m1、m2和碰撞前、后物体的速度v1、v2、v1′、v2′，算出碰撞前的动量p=___________及碰撞后的动量p′=___________，看碰撞前、后___________是否相等。

二、实验方案及实验过程

方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验

1.实验器材

气垫导轨、数字计时器、___________、滑块（两个）、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。     

2.实验过程

（1）测质量：用天平测出滑块的质量。

（2）安装：正确安装好气垫导轨，如图所示。

（3）实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的___________。

（4）改变条件，重复实验：

①改变滑块的___________；

②改变滑块的初速度大小和方向。

（5）验证：一维碰撞中的___________。

3.数据处理

（1）滑块速度的测量：v=，式中Δx为滑块上挡光片的宽度（仪器说明书上给出，也可直接测量），Δt为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间。

（2）验证的表达式：___________。   

方案二：利用斜槽滚球完成一维碰撞实验

1.实验器材

斜槽、小球（两个）、___________、复写纸、白纸、___________、铅垂线等。

2.实验过程

（1）测质量：用天平测出两小球的质量，并选定质量___________的小球为入射小球。

（2）安装：按照如图甲所示安装实验装置。调整固定斜槽使斜槽底端___________。

（3）铺纸：白纸在___________，复写纸在___________且在适当位置铺放好。记下铅垂线所指的位置O。   

（4）放球找点：不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某___________高度处自由滚下，重复10次。用圆规画___________的圆把所有的小球落点圈在里面。圆心P就是小球落点的平均位置。

（5）碰撞找点：把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度（同步骤4中的高度）自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。用步骤4的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N，如图乙所示 。

（6）验证：连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度。将测量数据填入表中，最后代入___________，看在误差允许的范围内是否成立。

（7）整理：将实验器材放回原处。

3.数据处理

验证的表达式：m1·OP=m1·OM＋m2·ON。

三、注意事项

1.前提条件：碰撞的两物体应保证“___________”和“正碰”。

2.方案提醒

（1）若利用气垫导轨进行验证，调整气垫导轨时，应确保导轨___________。

（2）若利用平抛运动规律进行验证：

①斜槽末端的切线必须___________；

②入射小球每次都必须从斜槽___________高度由___________释放；

③选质量___________的小球作为入射小球；

④实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。

17．在光滑的水平面上有A、B两辆质量均为m的小车，保持静止状态，A车上站着一个质量为m/2的人，当人从A车跳到B车上，并与B车保持相对静止，则A车与B车速度大小之比等于________，A车与B车动量大小之比等于________．

18．判断下列说法的正误。

（1）一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒。___________

（2）两个做匀速直线运动的物体发生碰撞瞬间，两个物体组成的系统动量守恒。___________

（3）系统动量守恒也就是系统总动量变化量始终为零。___________

（4）只要系统内存在摩擦力，动量就一定不守恒。___________

19．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

（1）为完成此实验，以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是______；（选填选项前的字母）

A．刻度尺                      B．天平     

C．打点计时器          D．秒表

（2）关于本实验，下列说法中正确的是______；（选填选项前的字母）

A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放

B．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量

C．轨道倾斜部分必须光滑

D．轨道末端必须水平

（3）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的有______；（选填选项前的字母）

A．入射小球和被碰小球的质量m1、m2

B．入射小球开始的释放高度h

C．小球抛出点距地面的高度H

D．两球相碰后的平抛射程OM、ON

（4）在某次实验中，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，在实验误差允许范围内，若满足关系式______，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒；［用（3）中测量的量表示］

（5）某同学在上述实验中更换了两个小球的材质，且入射小球和被碰小球的质量关系为m1=2m2，其它条件不变。两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如下图所示。他将米尺的零刻线与O点对齐，测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OA、OB、OC。该同学通过测量和计算发现，两小球在碰撞前后动量是守恒的。

①由此可以判断出图中B处是______；

A．未放被碰小球，入射小球的落地点

B．入射小球碰撞后的落地点

C．被碰小球碰撞后的落地点

②若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式______是否成立。［用（5）中的物理量表示］

三、综合题（共4题）

20．如图所示，质量M=5kg的长木板静止在光滑水平地面上，一质量m=2kg的小滑块（可视为质点）自木板左端以某一初速度v0滑上木板，在木板上滑行1s后，滑块和木板以共同速度2m/s匀速运动，此时滑块恰好位于木板的右端，取g=10 m/s2。求：

（1）滑块与木板间的动摩擦因数µ；

（2）滑块滑上木板时的速度v0；

（3）木板的长度L。

21．如图所示，一质量为m，电荷量为q（q>0）的小物块，在距离电场区域为a处以一定的初速度在一水平绝缘平面上向右运动，物块与绝缘平面的摩擦因数为，物块在运动过程中要穿越宽度为2a，场强大小为E的电场区域，当场强方向竖直向下时，物块停留在离开电场区域左边缘的0.5a处，当场强方向向上时，物块停留在距离电场区域右侧的a处．求：

（1）电场强度的大小，以及物块的初速度;

（2）若增加物块初速度的大小，当电场向下时，物块仍能停在电场区域内．求电场向上时物块运动的时间与电场向下情况下物块运动时间差值的最小值．并求出对应的初速度．

22．如图所示，一个带有圆弧的粗糙滑板A，总质量为mA=3kg，其圆弧部分与水平部分相切于P，水平部分PQ长为L=3.75m。开始时A静止在光滑水平面上，有一质量为mB=2kg的小木块B从滑板A的右端以水平初速度v0=5m/s滑上A，小木块B与滑板A之间的动摩擦因数为μ=0.15，小木块B滑到滑板A的左端并沿着圆弧部分上滑一段弧长后返回最终停止在滑板A上。

(1)求A、B相对静止时的速度大小；

(2)若B最终停在A的水平部分上的R点，P、R相距1m，求B在圆弧上运动过程中因摩擦而产生的内能；

(3)若圆弧部分光滑，且除v0不确定外其他条件不变，讨论小木块B在整个运动过程中，是否有可能在某段时间里相对地面向右运动？如不可能，说明理由；如可能，试求出B既能向右滑动、又不滑离木板A的v0取值范围。（取g＝10m/s2，结果可以保留根号）

23．如图所示，一人站在静止于冰面的小车上，人与车的总质量，当遇到一个质量、速度、水平向右滑行的木箱后，人立即以相对于冰面 的速度水平向左将木箱推出（不计冰面阻力，人和车相对静止）。求小车获得的速度。

参考答案：

1．C

2．C

3．B

4．D

5．D

6．C

7．A

8．C

9．B

10．B

11．A

12．D

13．D

14．D

15．B

16．     m1v1＋m2v2     m1v1′＋m2v2′     动量     天平     速度     质量     动量守恒     m1v1＋m2v2=m1v1′＋m2v2′     天平     圆规     大     水平     下     上     固定     尽量小     m1·OP=m1·OM＋m2·ON     水平     水平     水平     同一     静止     较大

17．     3∶2     1∶1

18．     错误     正确     正确     错误

19．     AB     AD     AD     m1·OP =m1·OM+m2·ON     C     m1·OC2=m1·OA2+m2·OB2

20．（1）0.2；（2）3m/s；（3）3m

21．（1） ； （2）；

22．(1) 2 m/s； (2) 0.75J ；（3）可能，。

23．大小为2m/s，方向为水平向右