2021-2022学年下学期高一物理暑假巩固练习7 动量守恒定律

这是一份2021-2022学年下学期高一物理暑假巩固练习7 动量守恒定律，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
   一、选择题：第1～5题为单选题，第6～10题为多选题。1．如图所示，初始时，人、车、锤都静止。之后人用锤子连续敲打小车，假设地面光滑，关于这一物理过程，下列说法正确的是（　　）A．人、车、锤组成的系统机械能守恒B．人、车、锤组成的系统动量守恒C．连续敲打可以使小车持续向右运动D．当锤子速度方向竖直向下时，人、车和锤水平方向的总动量为零2．小明在滑板上匀速运动的过程中，突然抓起放在地面上的水杯（　　）A．人、车、水杯这个系统水平方向动量守恒B．人、车、水杯这个系统机械能守恒C．水杯动量守恒D．手对水杯的冲量大于水杯动量的增量3．如图所示，滑槽M1与滑块M2紧靠在一起，静止于光滑的水平面上。小球m从M1的右上方无初速度地下滑，当m滑到M1左方最高处时，M1将（　　）A．静止 B．向左运动C．向右运动 D．无法确定4．如图所示。光滑水平面上有A、B两辆小车。质量均为m＝1 kg。现将小球C用长为0.2 m的细线悬于轻质支架顶端，mC＝0.5 kg。开始时A车与C球以v0＝4 m/s的速度冲向静止的B车，若两车正碰后粘在一起。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。则（　　）A．A车与B车碰撞瞬间，两车动量守恒，机械能也守恒B．小球能上升的最大高度为0.12 mC．小球能上升的最大高度为0.16 mD．从两车粘在一起到小球摆到最高点的过程中，A、B、C组成的系统动量守恒  5．如图所示，质量为M的小车上有两个半径均为R的半圆形轨道，AB、CD为轨道水平直径，初始时小车静止在光滑的水平地面上，现将质量为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，小球由A点沿切线进入轨道并能从B点冲出，在空中上升的最大高度为，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　）A．小球和小车组成的系统动量守恒B．小球和小车组成的系统机械能守恒C．小球会落入CD轨道并从D点离开小车D．小球第二次离开轨道在空中上升的最大高度满足6．静止在光滑坚硬水平放置的铜板上的小型炸弹，爆炸后，所有碎弹片沿圆锥面飞开，如图所示，在爆炸过程中，对弹片而言，下列说法正确的是（　　）A．总动量守恒B．爆炸后，弹片总动量方向在竖直方向上C．水平方向上的总动量为零D．炸弹爆炸时，总动量不守恒7．如图所示，两物体A、B用轻质弹簧相连静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B同时由静止开始运动。在以后的运动过程中，关于A、B两物体与弹簧组成的系统，下列说法正确的是（整个过程中弹簧不超过其弹性限度）（　　）A．虽然A、B两物体会有加速运动，但它们的总动量保持不变B．在以后的运动过程中F1、F2一直做正功，系统的机械能一直在增大C．当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时，A、B两物体总动能最大D．当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时，弹簧弹性势能最大   8．如图，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫的质量的2倍。当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变，重力加速度为g。在猫奔跑但没有离开木板的过程中（　　）A．猫和木板组成的系统动量变大B．猫和木板组成的系统动量守恒C．木板加速度为D．木板加速度为9．在水面上停着质量为m0的小船，船头和船尾分别站着质量为m1的甲和质量为m2的乙，如图所示，当甲、乙交换位置后，若船长为L，不计水的阻力，下列说法正确的是（　　）A．若m1＞m2，船的位移大小为L，向左B．若m1＞m2，船的位移大小为L，向右C．若m1＝m2，船的位移为零D．若m2＞m1，船的位移大小为L，向右10．如图所示，在足够大的光滑水平面上停放着装有光滑弧形槽的小车，弧形槽的底端切线水平，一小球以大小为v0的水平速度从小车弧形槽的底端沿弧形槽上滑，恰好能到达弧形槽的顶端。小车与小球的质量均为m，重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）A．弧形槽的顶端距底端的高度为B．小球离开小车后，相对地面做平抛运动C．在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，小车对小球做的功为D．在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，合力对小车的冲量大小为  二、非选择题11．利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。实验器材：两个半径相同的球1和球2，细线若干，坐标纸，刻度尺。实验步骤：(1)测量小球1、2的质量分别为m1、m2，将小球各用两细线悬挂于水平支架上，各悬点位于同一水平面，如图甲；(2)将坐标纸竖直固定在一个水平支架上，使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为d的正方形。将小球1拉至某一位置A，由静止释放，垂直坐标纸方向用手机高速连拍；(3)分析连拍照片得出，球1从A点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后到达的最高位置为B，球2向左摆动的最高位置为C，如图乙。已知重力加速度为g，碰前球1的动量大小为________。若满足关系式________，则验证碰撞中动量守恒；(4)与用一根细线悬挂小球相比，本实验采用双线摆的优点是：________；(5)假设某次碰撞中球1在最低点与静止的球2水平正碰后，球1速度瞬间变为0，球2向左摆动。若为弹性碰撞，则可判断球1的质量________球2的质量（填“大于”“等于”或“小于”）。12．如图所示，倾角θ＝37°的斜坡与光滑水平面平滑连接，斜坡长度l＝4 m。质量为50 kg的滑板爱好者站在质量为5 kg的滑板上，从斜面顶端由静止开始下滑，刚滑到水平面时立刻用力蹬滑板，以v＝6 m/s的速度沿与滑板运动方向成α＝37°角斜向上跳离滑板。已知滑板与斜坡间的动摩擦因数μ＝0.5，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：(1)人的着地点距斜坡底端的距离；(2)跳离滑板过程中人做的功。 13．如图甲所示，传送带逆时针匀速运行，速率v1＝2 m/s，一小车停在足够大的光滑水平地面上，挨靠在传送带的下端B处，小车上固定一竖直平面内的光滑圆弧轨道，圆弧轨道与传送带相切于B点，过圆弧轨道的最高点D的切线竖直，C为圆弧轨道的最低点。一小物块（视为质点）从传送带的上端A处由静止释放，物块沿传送带运动的速度－时间图像如图乙所示。物块离开传送带后恰好能到达D点。小车与物块的质量相同，取重力加速度大小g＝10 m/s2。求：(1)传送带A、B两端的距离L；(2)传送带倾角θ的余弦值cos θ以及物块与传送带间的动摩擦因数μ；(3)圆弧轨道的半径R。   
  1．【答案】D【解析】人消耗的体能转化为系统的机械能，所以人、车、锤组成的系统机械能增加，A错误；因为地面光滑，人、车、锤组成的系统，只有水平方向动量守恒，B错误；系统水平方向动量守恒，且水平方向总动量等于零，根据动量守恒定律，锤子向左运动时小车向右运动，锤子向右运动时小车向左运动，所以连续敲打不能使小车持续向右运动，C错误；系统水平方向动量守恒且等于零，根据动量守恒定律，当锤子速度方向竖直向下时，人、车和锤水平方向的总动量为零，D正确。2．【答案】A【解析】人抓起杯子等效于完全非弹性碰撞，动量守恒机械能不守恒，杯子动量增加，并且等于手对杯子的冲量。3．【答案】B【解析】小球m和滑槽M1、滑块M2三个物体构成一个系统，这个系统所受水平方向的合外力为零，所以系统水平方向动量守恒，小球m下滑前系统总动量为零，小球m下滑后m和滑槽M1作用，滑槽M1和滑块M2作用，作用结果使滑块M2向右运动，有向右的动量。当m滑到M1左方最高点时，小球m和滑槽M1的相对速度为零，但小球m和滑槽M1这个整体向左运动，有向左的动量，这样才能保证系统总动量为零。故选B。4．【答案】C【解析】A车与B车正碰后粘在一起，是典型的非弹性碰撞，动量守恒，机械能有损失，A错误；从两车粘在一起到小球摆到最高点的过程中，A、B、C组成的系统竖直方向合外力不为零，动量不守恒，但水平方向合外力为零，水平方向动量守恒，D错误；A车与B车碰撞过程，A、B组成的系统动量守恒，可得，为碰后AB整体的速度，小球摆到最高点时，小球相对AB静止，具有共同的速度，设为v2，从两车粘在一起到小球摆到最高点的过程，水平方向动量守恒，可得，据机械能守恒可得，联立解得，B错误，C正确。5．【答案】D【解析】小球和小车组成的系统合力不为0，动量不守恒，故A错误；系统在水平方向不受外力，动量守恒，因此到达B点时，小车速度为0，小球速度方向竖直向上，小球不能进入CD轨道，又因为小球从点冲出，在空中上升的最大高度为，机械能减小，故BC错误；根据动能定理可知，即，第二次在轨道上小球速率小于第一次速率，因此圆弧面对小球支持力减小，即摩擦力减小，因此第二次在圆弧轨道上摩擦力做功小于第一次，因此第二次损失的机械能小于第一次损失的机械能，所以上升的最大高度，故D正确。6．【答案】BCD【解析】炸弹在光滑铜板上爆炸时，对铜板产生向下的作用力，弹片受到铜板向上的反作用力，所以爆炸过程中总动量不守恒，但水平方向上动量守恒，水平方向上的总动量为零，总动量的方向在竖直方向上，故选BCD。7．【答案】AC【解析】由题意，水平恒力F1、F2等大反向，则系统受合外力为零，总动量守恒，故A正确；拉力与物体的运动方向相同，则F1、F2一直做正功，系统的机械能一直在增大，当物体减速为零后此时弹簧的弹力大于拉力，物体会反向运动，此时拉力与运动方向相反，都做负功则机械能减少，故B错误；当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等后，弹力大于拉力，则物体减速运动，故弹力的大小与F1、F2的大小相等时，A、B两物体速度最大，总动能最大，故C正确；当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等后，物体减速运动，但仍然会使弹簧继续伸长，弹性势能继续增大，故D错误。8．【答案】AC【解析】猫相对地面静止，所受外力平衡，设猫的质量为，受力分析如图甲所示，根据受力平衡可知，木板受力分析如图乙所示，根据牛顿第三定律可得，根据牛顿第二定律可得，木板的加速度，木板加速度为，沿斜面向下，C正确，D错误；猫和木板组成的系统在沿着斜面的方向上所受外力不为零，系统动量不守恒，B错误；木板加速度沿斜面向下，做加速运动，木板的速度越来越大，动量越来越大，猫相对斜面位置不变，猫的对地速度为0，动量为0，因此，猫和木板组成的系统动量变大，A正确。9．【答案】ACD【解析】方法一：以人船模型分析，先让甲到乙的位置船向左位移大小x1＝L，乙到甲的位置船再向右位移大小x2＝L，若m1＞m2，则x1＞x2，船向左位移大小Δx＝x1－x2＝L，A正确，B错误；若m1<m2，则x1<x2，船向右位移大小Δx＝x2－x1＝L，D正确；若m1＝m2，则Δx＝0，C正确。方法二：应用等效的思想，m1＞m2时，等效于质量为（m1－m2）的人在质量为m0＋2m2的船上向右走。m1＝m2时，等效于没有人走。m1<m2时，等效于质量为（m2－m1）的人在质量为m0＋2m1的船上向左走，所以A、C、D正确。10．【答案】AD【解析】小球上升到最高点时，与小车有共同速度v，设弧形槽的顶端距底端的高度为h，则由系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒，，解得，故A正确；小球回到小车右端时设车和球的速度分别为v1、v2，有，，得v1＝v0，v2＝0，所以小球离开小车后做自由落体运动，故B错误；在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，重力做功为零，由动能定理，将v2＝0和＝0带入可得小车对小球做的功＝，故C错误；在小球沿小车弧形槽滑行的过程中，由动量定理，将v1＝v0带入得，即合力对小车的冲量大小为，方向水平向左，故D正确。11．【答案】(3)          (4)双摆线能保证小球运动更稳定，使得小球运动轨迹在同一竖直平面内     (5)等于【解析】(3)对小球1，根据动能定理得，碰前动量，碰后小球1、2的速度分别为，，如果动量守恒，则满足，即。(4)双摆线能保证小球运动更稳定，使得小球运动轨迹在同一竖直平面内，避免小球做圆锥摆运动。(5)根据弹性碰撞的特征有，，解得，碰后球1速度瞬间变为0，则说明球1的质量等于球2的质量。12．【解析】(1)人跳离车后做斜抛运动，竖直方向有水平方向解得。(2)设滑板质量为M，人的质量为m，从斜坡上滑下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得设滑到底端的速度为，有人跳车过程水平方向动量守恒跳离滑板过程中由能量守恒得解得。13．【解析】(1)时物块的速率时物块的速率根据“图像中图线与t轴包围的面积表示位移”可知解得：。(2)内物块的加速度大小设物块的质量为m，根据牛顿第二定律有内物块的加速度大小根据牛顿第二定律有解得：，。(3)由题知，物块到达B点时的速率为，设物块到达D点时的速率为，在物块从B点运动到D点的过程中，物块、小车组成的系统水平方向动量守恒，有根据系统机械能守恒定律有解得。