1.3动量守恒定律 同步练习（Word版含答案）.docx

粤教版（2019）选择性必修一 1.3动量守恒定律一、单选题I.如图所示，物块在外力作用下，将一轻质弹簧向下压缩至某点静止。现撤去外力, 在物块向上弹起至脱离弹簧上升到最高点的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的 是（）A.物块的动能一直增大B.弹簧的弹性势能先减小后增大C.物块和弹簧整个系统机械能守恒D.物块和弹簧整个系统动量守恒2 .光滑水平面上放置一表面光滑的半球体，小球从半球体的最高点由静止开始下滑，在小球滑落至水平面的过程中（）A.小球的机械能守恒B.小球一直沿半球体表面下滑C.小球和半球体组成的系统水平方向动量守恒 D.小球在水平方向的速度一直增 大3 .如图所示，在光滑水平地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接。A 靠在墙壁上，用力F向左推B使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态。若突然撤去 力E则下列说法中正确的是（）A.木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒B.木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒 簧组成的系统机械能守恒。故AB错误；CD.木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统所受合外力为零，所以系统动量守恒且 机械能守恒。故C正确D错误。故选C。4. C【详解】A.撞击时篮球受到的冲量等于其动量的变化，即/ = mv - zz/(-v) = m(v' + v)选项A错误；B.碰撞时，篮球与篮板相互作用，相互作用力等大反向，作用时间相等，则篮板受到的 冲量大小不为零，选项B错误；C.撞击时间极短，重力的冲量忽略不计，撞击前后篮板均保持静止，篮球速度反向，所 以篮球和篮板组成的系统动量不守恒，选项C正确；D.由于系统机械能有损失，不守恒，选项D错误。故选C。5. C【详解】A.根据动量定理在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小/=Mv/=1.8N-s故A错误；BC.乌贼喷水过程所用时间极短，内力远大于外力，乌贼和喷出的水组成的系统动量守 恒，有0=Mvi/nv2解得乌贼喷出水的速度大小V2=18in/s故B错误，C正确；D.根据能量守恒定律，在乌贼喷水的过程中，转化为机械能的生物能答案第2页，共12页£ = - Mv：+=18J21 2 -故D错误。故选C。【详解】A.小球下落过程中，对小球受力分析，斜面对小球的合力为支持力方向与斜面垂直，由 斜面会向右运动，故小球所受支持力与小球位移夹角为钝角，支持力做负功，A错误； B.斜面体和小球组成的系统机械能守恒，小球机械能减小，B错误；C.根据动量守恒的条件，斜面体和小球组成系统的在水平方向上动量守恒，竖直方向上 不守恒，C错误；D.斜面体和小球组成的系统机械能守恒，D正确。故选D。7. C【详解】A.在章鱼喷水的过程中，章鱼的生物能转化为机械能，系统机械能增加，A错误：B.章鱼喷水过程所用的时间极短，内力远大于外力，章鱼和喷出的水组成的系统动量守 恒，B错误；C.由动量守恒定律得0 = (M - w)v-wv0可得章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为C正确；D.章鱼喷水的过程中受到的冲量大小等于喷出的水的动量大D错误。故选C。8. C答案第3页，共12页【详解】A.根据可知，高度相同，则两球运动的时间相同，故A错误；B.根据vy=gt可知两球落地时的竖直分速度相等，根据P = mgvy可知，。、。两球的质量之比为6:1,则重力的瞬时功率之比为6:1,故B错误;CD.开始。球平抛运动的初速度0P碰撞后，球的速度OMV'= -球的速度根据动量守恒有则有6OP = 6OM + ON故C正确，D错误。故选C9. D【详解】根据实验原理可知，滑块的质量、挡光时间、挡光片的宽度都是需要测量的物理量，其中答案第4页，共12页 滑块的质量用天平测量，挡光时间用光电计时器测量，挡光片的宽度可事先用刻度尺测 量；只有滑块移动的距离不需要测量，ABC错误，D正确。故选D。 10. C【详解】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 也匕+/乙=（/+/）y其中v=0,得见乙=-%以根据动量定理得同理印=Mg%所以B、后等大反向，故AB错误；CD.由于B、后等大反向，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。11. B【详解】AB.题述实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要求小球离开轨 道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，但必须保证每次小球都做平抛运动，因此轨 道的末端必须水平，A错误，B正确；C.要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止释放，C错误；D.在做题述实验时，要求入射球的质量大于被碰球的质量，D错误。答案第5页，共12页故选Bo 12. C【详解】A.小球和弹簧组成的系统合外力不为零，动量不守恒。A错误；B.当小球重力与弹簧弹力平衡时，小球速度最大，动量也最大。所以小球动量先增大后 减小。B错误；CD.从小球开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，因为小球动量变化的方向向匕 所以合力的冲量向上，即弹簧对小球冲量的大小大于重力对小球冲量的大小。C正确，D 错误。故选C。13. C【详解】碰撞前长途客车的速度v/=108km/h=30m/s,根据碰后两辆车连在一起且向北滑行的情况， 可知由两车组成的系统的总动量方向向北，所以碰前客车的动量尸，八，/ (向南)应该小于 货车的动量P2=I112V2 (向北)，即iniVl<m2V2，代入数据有1.5xI04x30 (kg m/s) <2.0x1(kg-m/s)解得V2>22.5m/s 故选C。14. C【详解】两个物体相向运动，所受摩擦力方向相反，根据滑动摩擦力公式Ff =4瓜=可知两个物体所受摩擦力大小相等。所以两个物体组成的系统所受合外力为零，系统动量答案笫6页，共12页守恒。所以ABD错误，C正确。故选C。【详解】ABC.由于B、等大反向，系统所受合外力为零，所以系统动量守恒，系统机械能先增加后减小，ABC错误；D.当弹簧弹力大小与B、尸2大小相等时，加、M加速终止，/、M速度最大，以后开始减速，D正确。故选D。【详解】I根据公式可得，零件落地时的速度为v = d2gH在零件从开始下落到某位置时，用时恰为全程时间的一半，可知在该位置处速度为上_也近22以零件与气球组成的系统为研究对象，零件脱落后，合力为零，系统动量守恒，则有17. 1060【详解】 试题分析：物体爆炸前后，由动量守恒定律可知:mv =犯匕 + m,v2答案第7页，共12页代入数据可得：v2 = 1 Om/s方向不变.由 = 可知两块物体的下落时间所以两块物体落地点间的距离为A.V =（匕 - v2）/ = 60m18. I 29.4【详解】1不计水的阻力，箭与船的总动量守恒，根据动量守恒定律得mnv =（M +nm）v解得对一支箭分析,nmvM + nm根据动量定理1000x0.62940+10(X)x0.06x 50 m/s = 1 m/sI = F T = mv'-tnv解得石 mv - mv 0.06（1-50）F = N-29.4Nt0.1由牛顿第三定律可知，每支箭对草船的平均作用力F = -F = 29.4N19. 2V2略(2)20. (1) v, =-vm【详解】答案第8页，共12页(1)由题意可知气球以大小为V的速度向下匀速运动，故可知此时气球和物块为系统竖直方 向动量守恒，所以当气球的速度为零时，以向下为正方向，根据动量守恒有：解得：匕=("叱m(2)若气球以大小为v的速度向上匀速运动，从细线断开到物块的速度为零时，以向上为正 方向，根据动量守恒有：(/?2+M)V = Mv2解得：(ni + M) = v M由题意知当物体匀速运动时受力平衡有：F=m+M)g从细线断开到物块的速度为零时，气球向上做匀加速运动，根据牛顿第二定律有：F Mg = Ma根据运动学公式：v, = v + «/联立解得：/ =上；g故气球受到空气作用力的冲量大小为：/ = F/ = (w + Mx = (w + M) vg答：(1)当气球的速度为零时，物块的速度二型内m(2)从细线断开到物块的速度为零的过程中，气球受到空气作用力的冲量大小I = (/n +A/) vo21. (1) 20m/s； (2) 4500N【详解】(I)由动量守恒定律，得答案第9页，共12页= (7 + M)Uv = 20m/s(2)对木块分析，由动量定理，得FA/ = MvF = 4.5x103N22. (1) =八飒 kk【详解】(1)开始时，A静止，设弹簧伸长量为K,有挂C并释放后，A、C向下运动，设B刚要离地时弹簧伸长量为心，有物体A、C下降的最大高度h = x2- x.联 解得(2) C从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，设细绳绷直前瞬间C速度大小为阳，有V； = 2gL细绳绷直瞬间，细绳张力远大于C的重力，A、C相互作用，由动量守恒得mcvc =(mA+mc)v细绳绷直后，A、C 一起运动，到最低点时A. C的速度为零，这一过程中A、C、弹簧组成的系统机械能守恒，有-(rnA+fnc)v2 +-2 + (mA + mc)g(x2 -xi) = -kx代人数据解得答案第10页，共12页23. (l)-lm/s,方向与原来方向相反;60N【详解】(1)以原来运动方向为正，由动量守恒定律得( + ”)V=刃 + H12V2解得V2= - lm/s方向与原来方向相反(2)由动量定理/7/=m2V21Y12V解得F=-60N即隋文静对韩聪的平均作用力大小为60N24. (1) vA = 6m/s , vB = 3m/s ； (2) /0 = Is ； (3) 0<2 0.125【详解】(1)对A、B组成的系统，由于爆炸时间极短，内力极大。满足动量守恒定律，则有网以二九%由化学能转化为系统动能得联立得vA = 6m/s , % = 3m/s(2) B在斜面上运动时，斜面对传感器的压力Fn = cos 0 ,sin 0 = mna从开始向上至回到出发点，全过程的时间心联立得答案第11页，共12页C.木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒D.木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，但机械能不守恒4 .质量为，的篮球以水平速度大小u撞击竖直篮板后，以水平速度大小/被弹回,己知篮球与篮板撞击时间极短。下列说法正确的是（）A.撞击时篮球受到的冲量大小为仆'-，）B.撞击时篮板受到的冲量为零C.撞击过程中篮球和篮板组成的系统动量不守恒D.撞击过程中篮球和篮板组成的系统机械能守恒5 . 一只质量为0.9kg的乌贼吸入0.1kg的水后，静止在水中。遇到危险时，它在极短 时间内把吸入的水向后全部喷出，以大小为2m/s的速度向前逃窜。下列说法正确的是（ ）A.在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为0.9N-SB.在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大C.乌贼喷出的水的速度大小为18m/sD.在乌贼喷水的过程中，有9J的生物能转化成机械能6 .在光滑的水平面上静止放置一个光滑的斜面体，斜面的倾角为37。，高度为小将 一个可看做质点的小球从斜面顶端由静止释放，斜面体的质量是小球质量的两倍，小 球运动到斜面底部的过程中（ ）A.斜面体对小球不做功B.小球的机械能守恒C.斜面体和小球组成系统的动量守恒D.斜面体和小球组成的系统机械能守恒7 .章鱼是一种温带软体动物，生活在水中。一只悬浮在水中的章鱼，当外套膜吸满水 后，它的总质量为M,突然发现后方有只海鳗，章鱼迅速将体内的水通过短漏斗状 的体管在极短时间内向后喷出，喷射的水力强劲，从而迅速向前逃窜。若喷射出的水的质量为机，喷射速度为%,则下列说法正确的是（）A.章鱼喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统机械能守恒% = Is（3）设A从爆炸后运动至停止的时间为U，位移为4,根据动量定理有根据动能定理有一从叫"=0-mAvA联立可得tA = 1.2s , xA = 3.6m同理可得B在水平面上运动的加速度A停止时，8在水平面上的位移1 ,所=% "a - /o)- / 他(心 一，o)一 v / "a -o)= 06m因为/乙，所以B 一定是在4停止运动后才可追上，因此，要使8能追上A,必须满足8在停止运动前的位移大于或等于A全程位移，即解得0</2 <0.125答案第12页，共12页8 .章的喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统动量增加C.章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为d%D.章鱼喷水的过程中受到的冲量为整殳8.某同学用半径相同的两个小球4、匕来研究碰撞问题，实验装置示意图如图所示， 。点是小球水平抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时.，先让入射小球。多次从斜 轨上的某确定位置由静止释放，从水平轨道的右端水平抛出，经多次重复上述操作， 确定出其平均落地点的位置P;然后，把被碰小球置于水平轨道的末端，再将入射 小球。从斜轨上的同一位置由静止释放，使其与小球对心正碰，多次重复实验，确 定出4、人相碰后它们各自的平均落地点的位置用、N；分别测量平抛射程OM, ON 和OP,已知、8两小球质量之比为6：】，在实验误差允许范围内，下列说法正确的 是（）rr 、 、 /）/ O M P NA. 、匕两个小球相碰后在空中运动的时间之比为OM:ON8 .。、两个小球相碰后落地时重力的时功率之比为60M:0NC.若、两个小球在碰撞前后动量守恒，则一定有60P = 60M + 0ND.若。、两个小球在碰撞前后动量守恒，则一定有6ON = 6OM + OP9 .利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验时，不需要测量的物理量是（）A.滑块的质量B.挡光时间C.挡光片的宽度D.滑块移动的距离10 .如图所示，方向相反的两个水平恒力B、乃同时作用在静止于光滑水平面上的A、B两物体上，己知物体A质量Ma大于物体B质量"历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. B、尸2的大小关系是尸2B. Fi. F2的大小关系是尸/乃C.从B、尺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11.某中学实验小组的同学在“探究碰撞中的不变量”时，利用了如图所示的实验装置进行探究，下列说法正确的是（）L-JOMP NA.要求斜槽定是光滑B.斜槽的末端必须水平C.入射球每次释放点的高度可以任意调D.入射球的质量必须与被碰球的质量相等12 .竖直放置的轻质弹簧，下端固定在水平地面上，一小球从弹簧正上方某一高度处 自由下落，从小球开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，下列说法正确的是（ ）OA.小球和弹簧组成的系统动量守恒B.小球的动量一直减小C.弹簧对小球冲量的大小大于重力对小球冲量的大小D.小球所受合外力对小球的冲量为013 .在沈海高速公路上发生起交通事故，辆质量为1.5x104kg向南行驶的长途客车 迎面撞上了一质量为2.0xl（kg向北行驶的货车，碰后两辆车连在一起，并向北滑行了 一小段距离后停止。根据测速仪的测定，两车碰撞前长途客车以108km/h的速度行驶，由此可判断货车碰撞前的行驶速度大小为（）A.大于 1 Om/sB.小于 22.5m/sC.一定大于22.5m/sD. 一定大于30m/s14 .水平面上质量分别为O.lkg和0.2kg的物体相向运动，过一段时间则要相碰，它们 与水平面的动摩擦因数分别为0.2和0.1,假定除碰撞外，在水平方向这两个物体只受 摩擦力作用，则碰撞过程中这两个物体组成的系统（）A.动量不守恒B.动量不一定守恒C.动量守恒D.以上都有可能15 .如图，一轻弹簧左端固定在长木块M的左端，右端与小物块?连接，且/”、M及 M与地面间接触光滑。开始时，机和M均静止，现同时对?、M施加等大反向的水平 恒力巳和后,从两物体开始运动以后的整个运动过程中，对“、M和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是（）A.由于B、尸2等大反向，故系统机械能守恒B. B、2分别对加、M做正功，故系统动量不断增加C. B、入分别对机、M做正功，故系统机械能不断增加D.当弹簧弹力大小与B、尸2大小相等时，小、M的动能最大二、填空题16 . 一气球连同装置的总质量为悬停于空中，某一时刻气球中一个质量为?的零 件脱落，零件下落处离地面高为从不计空气阻力，在零件从开始下落到某位置时， 用时恰为全程时间的一半，此时气球速度大小为 017 .质量为加=3kg的物体在离地面高度为依20m处,正以水平速度v=20m/s运动时，突 然炸裂成两块，其中一块质量为机尸1kg.仍沿原运动方向以v/=40nVs的速度飞行,炸裂后 的另一块的速度大小为 m/s.两块落到水平地面上的距离为 m（小计空气阻力,g 取 IOm/s2）.18 .“草船借箭”是我国古典名著三国演义中赤壁之战的一个故事。假设草船的总 质量M=2940kg,静止在水中，岸上曹兵开弓射箭，在同一时刻有 = 1000支箭射到 船上，射在草船上的每支箭质量? = 60g,速度y = 50m/s,方向水平，箭与船的作用 时间均为0.1s,不计水的阻力，则射箭后草船的速度为 m/s,每支箭对草船的平均作用力为 N。19 .在一维碰撞的情况下，设两个物体的质量分别为机/、"碰撞前的速度分别为刃、V2,碰撞后的速度分别为“、以，若系统所受合外力为零，则系统的动量守恒， 则.三、解答题20 .质量为M的气球，下面吊着一个质量为，的物块，重力加速度为g,不计空气对 物块的作用力，求：（1）若气球以大小为-的速度向下匀速运动，某时刻细线断开，当气球的速度为零时， 物块的速度多大；（此时物块还没有落到地面）若气球以大小为-的速度向上匀速运动，某时刻细线断开，从细线断开到物块的速 度为零的过程中，气球受到空气作用力的冲量大小。21 .质量为"=0.45kg的木块静止在光滑水平面上，一质量为机=0.05kg的子弹以% =200m/s的水平速度击中木块，最后一起运动，贝I：（1） 一起运动的速度大小是多少？（2）若子弹在木块中相对运动时间A/ = 0.002s,则木块受到子弹的平均推力多大？22 .如图所示，轻绳一端连接质量为机产小的物体A,跨过两个轻质定滑轮后，另一 端连接在劲度系数为为的轻质弹簧上端。轻弹簧的下端与一质量为/=4”?的物体B 相连，A、B均处于静止状态，轻弹簧沿竖直方向。现在物体A的下面用轻绳连一质 量为的物体C （图中未画出）。让物体C从靠着物体A处由静止释放，一段时 间后细绳绷直，绷直时间很短，物体A、C以大小相等的速度一起运动，恰好能使B 离开地面但不继续上升。若弹簧形变量为心 弹簧劲度系数为火则弹簧弹性势能为 Ep=；kx"当地重力加速度为g。求：（1）物体A下降的最大高度；（2）连接物体A和C的轻绳长度。23 . 2020四大洲花样滑冰锦标赛双人自由滑比赛于2月8 口在韩国首尔市结束，中国 组合隋文静、韩聪摘得金牌。如图所示为某次训练中情景，他们携手滑步，相对光滑 冰面的速度为韩聪突然将隋文静向原先运动方向推开，推力作用时间为2.0s,隋文静的速度大小变为4.0m/s,假设隋文静和韩聪的质量分别为40kg和60kg, 求：推开后韩聪的速度；（2）推开过程中隋文静对韩聪的平均作用力大小。24 .如图所示，粗糙水平面上固定一足够长且表面光滑的斜面体，斜面倾角。未知， 在斜面体内部埋置了一个与斜面平行的压力传感器，且示数为零。水平面上靠近斜面体处静止放置A、B两物体,其中a =lkg, /=2kg,两物体紧贴在一起，中间夹着一小块炸药（质量可忽略），点燃炸药发生爆炸使两物体脱离，6物体立刻冲上斜面体，经过压力传感器时，测得传感器上表面受到的压力大小为16N,已知A物体与水平面间的动摩擦因数必=0.5，炸药爆炸时释放的化学能为E = 27J且全部转化为两物体的动能，不考虑8物体在斜面体与水平面连接处的动能损失，/I、B两物体均可视为质点，爆炸时间极短，取g = 10m/s2,求：（1）爆炸后瞬间，八、8两物体获得的速度大小；（2） 8物体在斜面上运动的时间%;（3）要使8物体能追上A物体，8物体与水平面之间的动摩擦因数2的取值范围。参考答案:1. c【详解】A.刚开始，物块受到的弹力大于本身重力，物体向上加速，随着弹力减小，当弹力减小 到小于重力时，及物块离开弹簧时，物体向上减速，则物块的速度先增大后减小，动能先 增大后减小，故A错误；B.弹簧的形变量一直减小，弹性势能始终减小，故B错误；C.物块和弹簧整个系统只有弹簧弹力和重力做功，则物块和弹簧整个系统机械能守恒， 故C正确；D.物块和弹簧整个系统竖直方向合力不为零，则物块和弹簧整个系统动量不守恒，故D 错误。故选C。2. C【详解】A.小球下滑过程向右运动，半球体向左运动，半球体对小球做负功，小球机械能将减 少，故A错误；B.小球下滑过程向右运动，半球体向左运动，两者最终脱离失去接触，所以小球不会一 直沿半球体下滑，故B错误；C.将小球和半球体看做整体，水平方向不受外力，所以水平方向动量守恒，故C正确；D.当小球与半球体不再接触时，小球将做类斜抛运动，水平方向不受力，水平方向速度 不变，故D错误。故选C。3. C【详解】AB.若突然撤去力F,木块A离开墙壁前，墙壁对木块A有作用力，所以A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但由于A没有离开墙壁，墙壁对木块A不做功，所以A、B和弹答案第1页，共12页