高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册1.2 动量守恒定律练习

【优选】物理沪科版选择性必修第一册第2节动量守恒定律-2优质练习

一．单项选择

1．如图所示，小车的上面是由中间凸起的两个对称曲面组成，整个小车的质量为m，原来静止在光滑的水平面上。今有一个可以看做质点的小球质量也为m，以水平速度v从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下。关于这个过程，下列说法正确的是（　　）

A. 小球滑离小车时，小车又回到了原来的位置

B. 小球滑到小车最高点时，小球和小车的动量不相等

C. 小球和小车相互作用的过程中，小车和小球系统动量始终守恒

D. 车上曲面的竖直高度若高于，则小球一定从小车左端滑下

2．光滑水平面上放有一上表面光滑．倾角为的斜面体A，斜面体质量为．底边长为，如图所示。将一质量为．可视为质点的滑块从斜面的顶端由静止释放，滑块经过时间刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为，重力加速度为，则下列说法中正确的是（　　）

A．

B．滑块下滑过程中支持力对的冲量大小为

C．滑块下滑的过程中A．组成的系统水平方向动量守恒

D．此过程中斜面体向左滑动的距离为

3．质量为m和M两个物块A．B，中间夹着一根由轻绳束缚着的．被压缩的轻质弹簧，弹簧与A．B不相连，它们一起在光滑的水平面上以共同的速度向右运动，总动量为p，弹簧的弹性势能为；某时刻轻绳断开，弹簧恢复到原长时，A刚好静止，B向右运动，与质量为M的静止物块C相碰并粘在一起，则（　　）

A. 弹簧弹力对A的冲量大小为 B. 弹簧弹力对B做功的大小为

C. 全过程中机械能减小量为 D. B．C最终速度为

4．在光滑的水平面上有两个在同一直线上相向运动的小球，其中甲球的质量，乙球的质量，规定向左为正方向，碰撞前后甲球的图像如图所示．已知两球发生正碰后粘在一起，则碰前乙球速度的大小和方向分别为（　　）

A．，向右 B．，向左

C．，向右 D．，向左

5．如图所示，将一质量为2m．半径为R的半圆形槽置于光滑水平面上，现让一质量为m的小球从A点正上方h处静止释放，经最低点后能从右端最高点冲出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

A．小球与槽组成的系统动量守恒

B．小球离开槽后做斜上抛运动

C．小球从右端上升的高度小于h

D．槽向左运动最大距离为

6．如图所示，质量为M的楔形物体静止在光滑的水平地面上，其斜面光滑且足够长，与水平方向的夹角为。一个质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速度开始运动。当小物块沿斜面向上运动到最高点时，速度大小为v，距地面高度为h，则下列关系式中正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

7．如图所示，动量分别为．的两个小球A．B在光滑的水平面上沿一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用．表示两小球动量的变化量，则下列选项中可能正确的是（　　）

A．，

B．，

C．，

D．，

8．A．B两物体质量分别为mA=5kg和mB=4kg，与水平地面之间的动摩擦因数分别为μA=0.4和μB=0.5，开始时两物体之间有一压缩的轻弹簧（不拴接），并用细线将两物体拴接在一起放在水平地面上。现将细线剪断，则两物体将被弹簧弹开，最后两物体都停在水平地面上。下列判断不正确的是（　　）

A．在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，两物体组成的系统动量守恒

B．在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，两物体组成系统动量不守恒

C．在两物体被弹开的过程中，A．B两物体组成的系统动量守恒

D．两物体一定同时停在地面上

9．如图所示，a．b两物块质量均为1 kg，中间用一长1 m的细绳连接，静止在光滑的水平面上（a．b可视为质点），开始让a．b挨在一起，现用一水平恒力F=2N作用在b上，细绳可瞬间拉紧，则4s内恒力F做功（　　）

A. 14 J

B. 15 J

C. 16 J

D. 17 J

10．如图所示，质量的小铁块（可视为质点）放在长木板左端，长木板质量，静止在光滑水平面上，当给小铁块施加大小为．方向水平向右的瞬时冲量后，经过0.8s木板和小铁块达到共同速度。重力加速度取，则长木板与小铁块的共同速度大小和二者之间的动摩擦因数分别为（　　）

A．0.8m/s  0.5 B．0.8m/s  0.25 C．1m/s  0.5 D．1m/s  0.25

11．如图所示，在光滑水平地面上放着两个物体，其间用一根不能伸长的细绳相连，开始时绳松弛．B静止，A具有4kg·m/s的动量（令向右为正），在绳拉紧（可能拉断）的过程中，A．B动量的变化可能为（　　）

A．ΔpA＝－4kg·m/s，ΔpB＝4kg·m/s

B．ΔpA＝－2.5kg·m/s，ΔpB＝2.5kg·m/s

C．ΔpA＝2kg·m/s，ΔpB＝－2kg·m/s

D．ΔpA＝ΔpB＝2kg·m/s

12．如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块（可视为质点）从小车上的A点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知M=3m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）

A．滑块从A滑到C的过程中，滑块和小车组成的系统动量守恒

B．滑块滑到B点时的速度大小为

C．滑块从A滑到C的过程中，小车的位移大小为

D．水平轨道的长度

13．甲．乙两球放在光滑的水平面上，它们用细绳相连，开始时细绳处于松弛状态。现使两球反向运动，如图所示，当细绳拉紧时突然绷断，这以后两球的运动情况不可能是（　　）

A．甲球向左，乙球向右 B．甲球向左，乙球不动

C．甲球不动，乙球向左 D．甲球不动，乙球不动

14．如图所示，在光滑水平面上，动能为E0．动量的大小为p0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（     ）

A．E1>E0 B．p1＞p0

C．E2>E0 D．p2>p0

15．如图所示，两个方向相反且在同一直线上的两个力F1和F2，分别同时作用在静止于光滑水平面上的A．B两物体上，两物体的质量，经过相等时间撤去两力，经过一段时间后两物体相碰粘为一体并恰好停止，则下列说法正确的是（　　）

A．F1．F2的大小关系是F1>F2

B．运动过程中F1．F2对物体的冲量大小IF1<IF2

C．从F1．F2开始作用到两物体相碰并粘为一体静止，整个过程系统动量守恒

D．只有两物体相碰的过程系统动量守恒

16．如图所示，A．B两物体的质量比∶=3∶2，它们原来静止在平板车C上，A．B间有一根被压缩了的弹簧，A．B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑。当弹簧突然释放后，若A．B两物体分别向左．右运动，则有（ 　　）

A．A．B系统动量守恒 B．A．B．C系统动量守恒

C．小车向右运动 D．小车保持静止

17．2021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

18．能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一，以下最能体现能量守恒定律的是（　　）

A．动量守恒定律 B．动量定理

C．闭合电路欧姆定律 D．牛顿第三定律

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】

【详解】A．小球滑上曲面的过程，小车向右运动，小球滑下时，小车还会继续前进，故不会回到原位置，选项A错误；

B．由小球恰好到最高点，知道两者有共同速度，又因为两者质量相等，故小球滑到最高点时，小球和小车的动量相等，选项B错误；

C．对于车．球组成的系统，水平方向动量守恒，竖直方向上动量不守恒，选项C错误；

D．由于小球原来的动能为

小球到最高点时系统的动能为

所以系统动能减少了

如果曲面光滑，则减少的动能等于小球增加的重力势能，即

得

显然这是最大值，如果曲面粗糙，高度还要小些，选项D正确。

故选D。

2．【答案】C

【解析】

A．当滑块B相对于斜面加速下滑时，斜面A水平向左加速运动，所以滑块B相对与地面的加速度方向不再沿斜面方向，即沿垂直斜面方向的合外力不再为零，所以斜面对滑块的支持力

故A错误；

B．滑块B下滑过程中支持力对B的冲量大小为，故B错误；

C．滑块B下滑过程中A．B组成的系统水平方向不受外力的作用，故A．组成的系统水平方向动量守恒，故C正确；

D． 设A．B水平位移大小分别为．，取水平向左为正方向，由动量守恒定律得

即有

又

解得

故D错误。

故选C。

3．【答案】A

【解析】

【详解】A．选取向右为正方向，两个物体的总动量是P，则A的动量

弹簧恢复到原长时，A刚好静止，由动量定理得

负号表示与选定的正方向相反．故A正确；

B．弹簧对AB作用的过程中，弹簧对A做负功，对B做正功，系统的机械能全部转化为B的动能，所以B的动能的增加量等于弹簧的弹性势能与A的动能的和，所以弹簧弹力对B做功的大于EP．故B错误；

CD．物块A与B以及弹簧组成的系统相互作用的过程中系统的动量守恒，设相互作用结束后B的速度为v1，选取向右为正方向，则

p=Mv1

B与C相互作用的过程中二者组成的系统的动量也守恒，设最终的速度为v2，根据动量守恒得

Mv1=(M+M)v2

联立得

整个的过程中损失的机械能

而

联立解得

可知只有在m与M相等时，全过程中机械能减小量才为EP．故CD错误；

故选A。

4．【答案】C

【解析】

由题图知，甲球碰撞前的速度为，碰撞后的速度为，碰撞后，甲．乙的速度，以甲．乙两球组成的系统为研究对象，碰撞过程，由动量守恒定律得

解得

负号表示方向与正方向相反，即方向向右。

故选C。

5．【答案】D

【解析】

A．系统水平方向不受力，所以小球与槽组成的系统水平方向动量守恒，竖直方向有小球的重力，所以竖直方向动量不守恒。故A错误；

B．系统水平方向动量守恒，所以当小球离开槽时只具有竖直方向速度，做竖直上抛运动。故B错误；

C．依题意，若小球与槽有摩擦，则上升高度小于h，若二者没有摩擦，则上升高度等于h。故C错误；

D．设槽向左的最大距离为x，系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，有

解得

故D正确。

故选D。

6．【答案】B

【解析】

AB．小物块上升到最高点时，速度与楔形物体的速度相同，系统水平方向动量守恒，全过程机械能也守恒。以向右为正方向，在小物块上升过程中，由水平方向系统动量守恒得

故A错误，B正确；

CD．系统机械能守恒，由机械能守恒定律得

故CD错误。

故选B。

7．【答案】B

【解析】

A．两球正碰，遵守动量守恒定律，所以两球动量变化量的大小相等，方向相反，故A错误；

B．若，，遵守动量守恒定律，碰撞后A．B的动量分别为

A的动量减小，B的动量增加，则碰后A的动能减小，B的动能增加，总动能可能不增加，所以是可能的，故B正确；

C．若，碰后两球的动量分别为

根据关系式

可知，A球的质量和动量大小不变，动能不变，而B球的质量不变，但动量增大，所以B球的动能增大，这样系统的机械能比碰前增大了，故C错误；

D．若，，遵守动量守恒定律，碰撞后A．B的动量分别为

可知碰后A的动量增加，B的动量减小，由于碰撞过程中，A受到向左的冲力，B受到向右的冲力，所以A．B仍沿原方向运动时，A的动量应减小，B的动量应增加，因此这组数据是不可能的，故D错误。

故选B。

8．【答案】B

【解析】

ABC．在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，A．B物体受到的滑动摩擦力方向相反，大小分别为

故两物体组成的系统合外力为零，满足动量守恒，AC正确，不符合题意，B错误，符合题意；

D．两物体离开弹簧时的动量p相等，之后的运动过程，由动量守恒定律可得

解得

由于两物体滑行过程受到的摩擦力大小相等，故两物体一定同时停在地面上，D正确，不符合题意。

故选B。

9．【答案】D

【解析】

详解】细绳拉直前，只有b运动，加速度

运动1 m的时间为

此时b的速度

细绳拉紧瞬间a．b系统动量守恒，有

解得

同时运动时的加速度为

再运动3s的位移

所以力F在4 s内做功

故选D。

10．【答案】D

【解析】

对小铁块由动量定理有

小铁块和木板在光滑水平面上动量守恒

联立解得木板与小铁块在共同运动时的速度大小

对木板由动量定理有

解得小铁块与长木板之间的动摩擦因数

故选D。

11．【答案】B

【解析】

它们的总动量为，而绳子的力为内力，相互作用的过程中，总动量守恒，A的动量减小，B的动量增加，但总动量应保持不变；故A动量改变量应为负值，B动量改变量为正值，且在绳拉紧（可能拉断）的过程中，A的速度不能为零，即A的动量变化量，故ACD错误，B正确。

故选B。

12．【答案】D

【解析】

A．滑块从A滑到C的过程中水平方向动量守恒，竖直方向上合为不为零，系统动量不守恒，故A错误；

B．滑块刚滑到B点时速度最大，取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒定律和机械能守恒定律得

解得

滑块滑到B点时的速度为，故B错误；

C．设全程小车相对地面的位移大小为s，根据题意可知全程滑块水平方向相对小车的位移为R+L，则滑块水平方向相对地面的位移为

滑块与小车组成的系统在水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得

已知，解得

，

故C错误；

D．系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，对整个过程，由动量守恒定律得

解得

由能量守恒定律得

解得

故D正确。

故选D。

13．【答案】C

【解析】

A．若甲球和乙球的初动量大于绳子对两球的冲量，则甲球继续向左运动，乙球也继续向右运动，故A可能；

D．若甲球和乙球的初动量相等，绳子对甲乙两球的冲量等于甲球或乙球的动量，则甲球和乙球都不动，故D可能；

BC．无论甲球速度如何，若乙球速度变为零的瞬间绳子没有绷断，当乙球速度向左后，绳子间张力变小，绳子就不可能断裂了，故B可能，C不可能。

本题选不可能项，故选C。

14．【答案】D

【解析】

ABC．据碰撞过程中总动能不增加，必有E1＜E0，E2＜E0，根据

可知，p 1＜p0，否则就违反了能量守恒定律，故ABC错误；

D．根据动量守恒定律得

得到

可见，p2＞p0，故D正确。

故选D。

15．【答案】C

【解析】

AB．由于粘合体静止，对两物体相碰过程，根据动量守恒定律得

其中v=0，得

根据动量定理得

同理

所以F1．F2等大反向，运动过程中F1．F2对物体的冲量大小

IF1=IF2

故AB错误；

CD．由于F1．F2等大反向，系统合外力为零，故整个过程系统动量守恒，故D错误，C正确。

故选C。

16．【答案】B

【解析】

A．当弹簧释放后，A．B两物体分别向左．右运动，A受C向右的摩擦力，B受C向左的摩擦力，因两物体质量不相等，滑动摩擦力大小为，所以两物体受摩擦力大小不相等，因此A．B系统受合外力不等于零，A．B系统动量不守恒，A错误；

B．由于地面光滑，A．B．C系统受合外力等于零，系统动量守恒，B正确；

CD．因A的质量大于B的质量，则有A对C的摩擦力向左大于B对C向右的摩擦力，所以小车受合外力向左，则小车向左运动，CD错误。

故选B。

17．【答案】D

【解析】

设返回舱喷气前的质量为M，喷气后的质量为m，根据返回舱喷气完成前后动量守恒有

解得

故D正确，ABC错误。

故选D。

18．【答案】C

【解析】

A．动量守恒定律不能体现能量守恒，故A错误；

B．动量定理可知：合外力的冲量等于物体动量的增加量，没有体现能量守恒，故B错误；

C．闭合电路的欧姆定律

E=U+Ir

即电源的总功率等于输出功率与内阻功率之和，直接体现了能量守恒，故C正确；

D．牛顿第三定律不能体现能量守恒，故D错误。

故选C。