1.3动量守恒定律 同步练习—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（Word含答案）

1.3动量守恒定律
同步练习
1．关于系统动量守恒的说法正确的是（　　）
①只要系统所受外力的矢量和为零，系统动量就守恒
②只要系统内有摩擦力，动量就不可能守恒
③系统所受合外力不为零，其动量一定不守恒，但有可能在某一方向上守恒
④系统如果合外力的冲量远小于内力的冲量时，系统可近似认为动量守恒
A．①②③
B．①②④
C．①③④
D．②③④
2．花样滑冰时技巧与艺术性相结合的一个冰上运动项目，在音乐伴奏下，运动员在冰面上表演各种技巧和舞蹈动作，极具观赏性。甲、乙运动员以速度大小为1m/s沿同一直线相向运动。相遇时彼此用力推对方，此后甲以1m/s、乙以2m/s的速度向各自原方向的反方向运动，推开时间极短，忽略冰面的摩擦，则甲、乙运动员的质量之比是（　　）
A．1∶3
B．3∶1
C．2∶3
D．3∶2
3．如图所示，小船的两端站着甲、乙两人，初始小船静止于湖面上。现甲和乙相向而行，从船的一端走到另一端，最后静止于船上，不计水的阻力，下列说法正确的是（　　）
A．若甲先行，乙后行，小船最终向左运动
B．若甲先行，乙后行，小船最终向右运动
C．无论谁先行，小船最终都向右运动
D．无论谁先行，小船最终都静止
4．如图，、两个小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动，它们的质量分别为和，动量大小分别为和，若，则（　　）
A．
B．
C．碰撞后的总动量向左
D．碰撞后的总动量向右
5．如图所示，有一小车静止在光滑的水平面上，站在小车上的人将右边管中的球一个一个地投入左边的筐中（球仍在车上）。以人、车和球作为系统，下列判断正确的是（　　）
A．由于系统所受合外力为零，故小车不会动
B．当球全部投入左边的框中时，车仍然有向右的速度
C．由于系统水平方向动量守恒，故小车右移
D．若人屈膝跳起投球，则系统在竖直方向上动量守恒
6．如图，水平面上有一平板车，某人站在车上抡起锤子从与肩等高处挥下，打在车的左端，打后车与锤相对静止。以人、锤子和平板车为系统（初始时系统静止），研究该次挥下、打击过程，下列说法正确的是（　　）
A．若水平面光滑，在锤子挥下的过程中，平板车一定向右运动
B．若水平面光滑，打后平板车可能向右运动
C．若水平面粗糙，在锤子挥下的过程中，平板车一定向左运动
D．若水平面粗糙，打后平板车可能向右运动
7．如图所示，质量为、半径为R的大空心球B（内壁光滑）静止在光滑水平面上，有一质量为m的小球A（可视为质点）从与大球球心等高处开始无初速度下滑，滚到大球最低点时，大球移动的距离为（　　）
A．R
B．
C．
D．
8．如图所示将一个内、外侧均光滑的半圆形槽，置于光滑的水平面上槽的左侧有一个竖直墙壁。现让一个小球自左端槽口A的正上方从静止开始下落，与半圆形槽相切从A点进入槽内，则以下说法正确的是（　　）
A．小球在半圆形槽内运动的全过程中只有重力对它做功
B．小球在半圆形槽内运动的全过程中小球与槽组成的系统动量守恒
C．小球从最低点向右侧最高点运动过程中小球与槽组成的系统在水平方向动量守恒
D．小球离开半圆形槽右侧最高点以后将做竖直上抛运动
9．如图所示，从P点以水平速度v将小球抛向固定在地面上的塑料筐，小球（可视为质点）恰好能够入筐。不考虑空气阻力，则小球在空中飞行的过程中（　　）
A．小球机械能守恒
B．小球动量守恒
C．小球质量越大，所用时间越少
D．小筐右移一段距离后，小球抛出点不变，仍以速度v平抛，小球仍然可以入筐
10．如图所示，质量为0.5kg的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4kg，设小球在落到车底前瞬时速度是25m/s，g取10m/s2，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是（
）
A．5m/s
B．4m/s
C．8.5m/s
D．9.5m/s
11．下列叙述的情况中，系统动量不守恒的是（　　）
A．斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时
B．如图甲所示，小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，人与车组成的系统
C．子弹射入紧靠墙角的木块中，子弹与木块组成的系统
D．如图乙所示，子弹射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统
12．如图所示，A、B两物体的质量比mA：mB=4：3，它们原来静止在足够长的平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，地面光滑。当弹簧突然释放后，且已知A、B组成的系统动量守恒。则有（　　）
A．A、B与C的动摩擦因数相等
B．A、B与C的动摩擦因数不相等
C．最终稳定时小车向右运动
D．A、B、C系统动量不守恒
13．弹簧高跷运动是一项新型运动。
如图所示，当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人被向上弹起，进而带动高跷跳跃。下列说法正确的是（　　）
A．高跷离开地面后，高跷及人组成的系统动量守恒
B．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力
C．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力可能小于人对踏板的作用力
D．弹簧压缩到最低点时，高跷对地的压力等于人和高跷的总重力
14．如图所示，质量的小船静止在平静水面上，船两端分别载着质量为和的甲、乙两位游泳者。在同一水平线上，甲向左、乙向右相对于河岸同时以速度大小、跃入水中。若甲、乙跃入水中后，小船仍然静止，则等于（　　）
A．
B．
C．
D．
15．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，突然发现后方有一只海鳗，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m，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
B．章鱼喷水的过程中，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．章鱼喷水的过程中受到的冲量为
16．宇航员在太空中出太空舱时，不小心触碰舱门获得了一个相对于太空舱的漂移速度，远离太空舱而去。为确保安全，宇航员调整自身方向，打开了动力装置的开关，沿速度方向一次喷出质量为的氮气后，宇航员相对太空舱静止。已知喷出氮气前宇航员及所带装备的总质量为，则喷出的气体相对太空舱的速度大小是（　　）
A．
B．
C．
D．
17．如图所示，A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上，木块C以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行，最后停在B木块的右端，对此过程，下列叙述不正确的是
（　　）
A．当C在A上滑行时，A、C组成的系统动量守恒
B．当C在B上滑行时，B、C组成的系统动量守恒
C．无论C是在A上滑行还是在B上滑行，A、B、C三物块组成的系统动量都守恒
D．当C在B上滑行时，A、B、C组成的系统动量守恒
18．某同学质量为60
kg，在军事训练中，要求他从岸上以大小为1m/s的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是120
kg，原来的速度大小是0.5m/s，该同学跳上船后停在船上，则（　　）
A．人和小船最终静止的水面上
B．船最终的速度是0.5
m/s
C．船的动量变化量大小为20
D．该过程同学的动量变化量大小为100
19．质量为M的机车后面挂着质量为m的拖车，在水平轨道上以速度v匀速运动，已知它们与水平轨道间的摩擦力与它们的质量成正比。运动过程中拖车脱钩，但当时司机没发现，当拖车刚停下来时，机车的速度为（　　）
A．
B．
C．
D．
20．如图所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平面的左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩，小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态，小孩把A车以相对于地面的速度v推出，A车与墙壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A车后，又把它以相对于地面的速度v推出。每次推出，A车相对于地面的速度都是v，方向向左。则小孩把A车推出几次后，A车返回时小孩不能再接到A车（　　）
A．5
B．6
C．7
D．8
21．如图所示，在水平地面上有个表面光滑的直角三角形物块M，长为
L
的轻杆下端用光滑铰链连接于O点（O点固定于地面上），上端连接小球m，小球靠在物块左侧，水平向左的推力F施于物块，整个装置静止。撤去力F后
，下列说法正确的是（
)
A．物块先做匀加速运动，后做匀速运动；
B．因为地面光滑，所以整个系统在水平方向上动量守恒；
C．小球与物块分离时，小球一定只受重力作用
D．小球一直对物块有作用力，直到小球落地的瞬间与物块分离为止
参考答案
1．C
【详解】
①只要系统所受外力的矢量和为零，系统动量就守恒，则①正确；
②系统内有摩擦力，但是系统受的合外力也可能为零，则系统的动量也可能守恒，则②错误；
③系统所受合外力不为零，其动量一定不守恒，但有可能在某一方向上守恒，则③正确；
④系统如果合外力的冲量远小于内力的冲量时，系统可近似认为动量守恒，则④正确。
故选C。
2．D
【详解】
以甲初速度方向为正方向，甲、乙推开的过程中，满足动量守恒
代入数据可得
故选D。
3．D
【详解】
以甲、乙和船组成的系统为研究对象，由系统动量守恒知，初始系统总动量为0，所以无论谁先行，最终系统总动量为0，小船最终都静止,故D正确，A、B、C错误。
故选D。
4．C
【详解】
AB．动量，与质量和速度有关，因为不知道速度关系，所以无法判断质量关系，故AB错误；
CD．因为A、B动量大小分别为和，若，则系统动量向左，又系统动量守恒，则碰撞后的总动量向左，故C正确，D错误。
故选C。
5．C
【详解】
AC．在投球过程中，人和车（含篮球）系统所受合外力不为零，但水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，篮球由水平向左的动量，则人和车系统获得向右的水平动量，因此车仍然有向右的速度，小车向右移动，故C正确，A错误；
B．投球之前，人和车（含篮球）组成的系统动量为零，当球全部投入左边的框中时，球的速度为零，根据动量守恒定律知，车的动量也为零，小车会停止，故B错误；
D．若若人屈膝跳起投球，系统在竖直方向上所受合外力不为零，则系统在竖直方向上动量不守恒，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．以人、锤子和平板车为系统，若水平面光滑，系统水平方向合外力为零，水平方向动量守恒，且总动量为零，当锤子挥下的过程中，锤子有水平向右的速度，所以平板车一定向左运动，故A错误；
B．打后锤子停止运动，平板车也停下，故B错误；
C．若水平面粗糙，在锤子挥下的过程车由于受摩擦力作用，可能静止不动，故C错误；
D．在锤子打平板车时，在最低点与车相碰，锤子与平板车系统动量向右，所以打后平板车可能向右运动，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
设小球滑到最低点所用的时间为t，大球的位移大小为x，小球相对于地面的水平位移大小为R-x，取水平向左为正方向。根据系统水平方向平均动量守恒得
解得
故选C。
8．C
【详解】
A．小球在半圆形槽内运动，从刚释放到最低点过程，只有重力做功，小球从最低点开始向上运动过程中，半圆槽向右运动，半圆槽对小球做功，故A错误；
BC．小球从刚释放到最低点过程，竖直墙对槽有水平向右的作用力，系统所受合外力不为零，系统动量不守恒;小球从最低点向右侧最高点运动过程中，半圆槽离开墙壁，小球与半圆槽组成的系统在水平方向上所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，故C正确，B错误；
D．小球从最低点运动到半圆槽右侧最高点过程，小球与半圆槽组成的系统在水平方向动量守恒，小球到达半圆槽右侧最高点时小球与半圆槽具有水平向右的速度，小球离开半圆槽右侧最高点时，小球具有水平向右的速度与竖直向上的速度，小球做斜上抛运动，故D错误。
故选C。
9．A
【详解】
A．小球运动过程中只有重力做功，机械能守恒，故A正确；
B．小球运动过程中中合外力为重力，故动量不守恒，故B错误；
C．小球运动过程飞行为平抛运动，飞行时间与高度有关，和质量无关，故C错误；
D．抛出点不变，初速度不变，在相同的时间时，小球只能飞到框的左边而被拦截，故不能进框内，故D错误。
故选A。
10．A
【详解】
小球做平抛运动，下落时间为
t
=
=
2s
竖直方向速度大小为
vy
=
gt
=
20m/s
小球在落到车底前瞬时速度是25m/s，根据速度的分解有
vx
=
m/s
=
15m/s
小球与车在水平方向上动量守恒，以向右为正方向
-
mvx
+
Mv
=
(M
+
m)v′
解得
v′
=
5m/s
故选A。
11．C
【详解】
A．手榴弹在空中炸开时，系统内力远大于外力，因此动量守恒，故A不符合题意；
B．小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，人与车组成的系统所受合外力为零，因此动量守恒，故B不符合题意；
C．子弹射入紧靠墙角的木块中，子弹与木块组成的系统所受合外力不为零，因此动量不守恒，故C符合题意；
D．子弹射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统所受合外力为零，因此动量守恒，故D不符合题意。
故选C。
12．B
【详解】
AB．A、B组成的系统动量守恒，则AB两物体所受的摩擦力应该大小相等方向相反，系统所受合外力才为0，因为AB质量不相等所以动摩擦因数不相等，A错误，B正确。
CD．ABC三物体所组成的系统动所受合外力为0，动量守恒。最终稳定时，三个物体应该都处于静止状态，CD错误。
故选B。
13．B
【详解】
A．高跷离开地面后，系统受到外界重力，所以系统动量不守恒，A错误；
B．弹簧压缩到最低点时，人有向上的加速度，故高跷对人的作用力大于人的重力，B正确；
C．踏板对人的作用力与人对踏板的作用力是一对相互作用力，总是等大反向，C错误；
D．弹簧压缩到最低点时，人有向上加速度，处于超重状态，故地对高跷的支持力大于人和高跷的总重力，D错误。
故选B。
14．A
【详解】
整个系统满足动量守恒
代入数据解得
故选A。
15．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
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。
16．B
【详解】
以太空舱为参考系，宇航员打开动力装置喷出气体的过程动量守恒，有
可得喷出的气体相对太空舱的速度大小是
故选B。
17．A
【详解】
A．当C在A上滑行时，对A、C组成的系统，B对A的作用力为外力，不等于0，故系统动量不守恒，故A错误；
B．当C在B上滑行时，A、B已分离，对B、C组成的系统，沿水平方向不受外力作用，故系统动量守恒，故B正确；
CD．若将A、B、C三木块视为一系统，则沿水平方向无外力作用，系统动量守恒，故CD正确。
故选A。
18．A
【详解】
AB．设人的速度方向是正方向，由动量守恒得
带入数据解得
故A正确，B错误；
C．船的动量变化量为
故C错误；
D．该过程同学的动量变化量大小为
故D错误。
故选A。
19．C
【详解】
对机车与拖车，系统合外力为零，动量守恒，则有
解得
故选C。
20．B
【详解】
取水平向右为正方向，小孩第一次推出A车时，有
解得
第n次推出A车时，有
则
所以
当时，再也接不到小车，由以上各式得，取n＝6，故B正确，ACD错误。
故选B。
21．C
【详解】
A．当撤去力F后，随着直角三角形物块M向右运动，小球
m边转动边随同直角三角形物块
M向右运动，故物块M先做加速运动，后做匀速运动，A错误；
B．铰链连接于O点（O点固定于地面上），整个系统水平方向所受合力不为零，故在水平方向上动量不守恒，B错误；
C．当小球与物块分离后，物块做匀速直线运动，故小球和物块在分离时恰好无相互的作用力，故小球只受到重力的作用，C正确；
D．如图所示，两物体水平速度相同，设小球角速度为，则小球的线速度
v=
方向垂直杆向下
然后分解为水平速度，就是
故小球未落地时小球和物块已分离，分离后二者没有相互作用力。D错误。
故选C。