第一章动量守恒定律第一节动量同步练习2021_2022学年高二物理上学期(人教版2019选择性必修第一册)
练习
一、单选题,共10小题
1.如图所示,物体在光滑水平面上以某一速度开始运动。在物体开始运动的同时,在该光滑水平面内,给物体施加一个大小恒定、方向始终与物体任一时刻的速度方向垂直的力,该物体刚好以光滑水平面内的某固定点为圆心做圆周运动。则下列说法正确的是( )
A.该物体的加速度方向始终不变
B.力始终对该物体不做功
C.力对该物体的冲量方向始终不变
D.该物体的动量方向始终不变
2.做匀速圆周运动的物体,下列物理量保持不变的是( )
A.动量
B.动能
C.合外力
D.加速度
3.如图所示,水平面上固定有倾角分别为和的两个高度均为的光滑斜面,。将质量分别为和的两个小物块(均可视为质点)从两斜面的顶点由静止滑下,。下列说法正确的是( )
A.两个小物块滑到斜面底端时的速度大小相等
B.两个小物块滑到斜面底端时受到的重力的功率相等
C.两个小物块滑到斜面底端时的动能相等
D.两个小物块滑到斜面底端时的动量大小相等
4.做匀速圆周运动的物体,下列物理量一定改变的是( )
A.速率
B.角速度
C.动能
D.动量
5.下列说法正确的是( )
A.牛顿利用扭秤实验首先测出了万有引力常量的数值
B.笛卡儿首先提出了动量的概念
C.开普勒发现了行星运动的规律,并总结了万有引力定律
D.伽利略通过天文观察发现了“笔尖下的行星-海王星”
6.如图所示,质量均为m=1kg的小物体A和B用轻绳连接,轻绳跨过倾角为30°的固定斜面顶端的定滑轮,滑轮左侧的轻绳方向与斜面方向平行,开始时用手托住A,B恰好位于斜面底端,A离地h=0.8
m。现静止释放A,在B沿斜面上滑的过程中,下列说法正确的是(已知A落地后不反弹,不计一切摩擦和空气阻力,g取10
m/s2)( )
A.物体A、B组成的系统机械能守恒
B.物体A落地前一瞬间的速度大小为4m/s
C.物体B的动量变化量的大小为2kgm/s
D.物体B沿斜面上滑的最大距离为1.2m
7.如图所示,一质量为2kg的物块在水平拉力F的作用下,从静止开始在水平地面上作直线运动,物块与水平地面的滑动摩擦因数,物块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,拉力随时间变化的图线如图所示,重力加速度g取,则( )
A.时物块的速度为10m/s
B.时物块的动量大小为40kg。m/s
C.时物块的速度为零
D.时物块的动量大小为。m/s
8.下列说法正确的是( )
A.机械能守恒时,物体只受重力和弹力作用
B.物体所受合力为零时,物体的机械能一定守恒
C.物体的动量变化越大,则它受到的合力就越大
D.物体的动量变化时,其动能不一定变化
9.某物体在某一过程中的动量变化量为,则初、末两状态相比( )
A.该物体的动量一定减小
B.该物体的动量一定反向
C.该物体的动量可能增大
D.该物体的动量一定同向
10.下列说法正确的是( )
A.质点的速度发生变化,动能就发生变化
B.合外力的冲量不为零,则质点动能一定变化
C.质点的动量发生变化,动能一定发生变化
D.合力做功不为零,则质点动量一定变化
二、多选题,共5小题
11.质量为3kg的物体在水平面上做直线运动,若速度大小由2m/s变成5m/s,那么在此过程中,动量变化的大小可能是( )
A.
B.
C.
D.
12.如图所示,把两个相同的小球从离地面相同高度处,以相同大小的初速度分别沿竖直向下和水平方向抛出,不计空气阻力。则下列说法中正确的是( )
A.两个小球落地时,重力做功的瞬时功率相等
B.两个小球落地时的动量大小相等
C.从小球抛出到落地,两个小球动能增量相等
D.从小球抛出到落地,重力对两个小球的冲量大小相等
13.下列说法正确的是( )
A.物体动量改变,动能一定改变
B.卡文迪许首次较为准确地测出了万有引力常量的数值
C.人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源
D.做离心运动的物体是因为受到了离心力作用
14.下列关于动量的说法正确的是( )
A.质量大的物体,动量一定大
B.质量和速率都相等的物体,动量一定相同
C.质量一定的物体的速率改变,它的动量一定改变
D.质量一定的物体的运动状态改变,它的动量一定改变
15.对于一个质量不变的物体,下列说法正确的是( )
A.物体的动量发生变化,其动能一定变化
B.物体的动量发生变化,其动能不一定变化
C.物体的动能发生变化,其动量一定变化
D.物体的动能发生变化,其动量不一定变化
三、填空题,共3小题
16.动量
(1)定义:物体的___________和___________的乘积。
(2)公式:p=___________,单位:kg·m/s。
(3)动量的矢量性:动量是___________(填“矢”或“标”)量,方向与___________相同,运算遵循平行四边形定则。
17.动量的变化量
(1)物体在某段时间内___________与___________的矢量差,Δp=___________(矢量式)。
(2)动量始终保持在一条直线上时的运算:选定一个正方向,动量、动量的变化量用___________的数值表示,从而将矢量运算转化为___________运算,此时的正、负号仅表示方向,不表示大小。
18.一质量为的钢球,在距地面高处自由下落,碰到水平的石板后以的速度被弹回,以竖直向下为正方向,则在与石板碰撞前钢球的动量为______,碰撞后钢球的动量为______,碰撞过程中钢球动量的变化量为______。
四、解答题,共2小题
19.2020年12月,“嫦娥五号”上升器携带月壤样品离开月面并成功与绕月返回舱会合,上升器在月面时的总质量为,上升过程火箭发动机推力恒为,发动机每秒喷出气体的质量为,上升器竖直上升阶段,月球的重力加速度恒为。
(1)若,,上升器由静止开始竖直上升一小段时间内,忽略上升器质量变化,求上升器:
①时间内上升的高度;
②时刻的动量大小;
(2)考虑上升器上升阶段的质量变化,上升器启动瞬间的加速度为,时刻加速度为,请在下图中大致作出时间内的图线,并比较时刻速度与的大小,简述理由。
20.质量的物体,在水平力的作用下,在光滑水平面上从静止开始运动,运动时间为,求:
(1)力在内对物体所做的功;
(2)力在内对物体所做的功的平均功率;
(3)内物体增加的动量大小。
试卷第2页,共2页
参考答案
1.B
【分析】
考查圆周运动中的相关物理量。
【详解】
A.物体光滑水平面内的某固定点为圆心做圆周运动,即F提供向心力,向心加速度始终指向圆心,加速度方向时刻改变,故A项错误;
B.力方向上小球没有位移,始终对该物体不做功,故B项正确;
C.力对该物体的冲量为物体质量和速度变化量的乘积,是矢量,由于速度变化量的方向随时改变,故冲量方向时刻改变,C项错误;
D.动量mv方向时刻变化,D项错误。
故选B。
2.B
【详解】
A.做匀速圆周运动的物体,速度方向时刻变化,所以动量方向也发生变化。A错误;
B.做匀速圆周运动的物体,速度大小不变,则动能不变。B正确;
C.做匀速圆周运动的物体,合外力方向时刻变化。C错误;
D.做匀速圆周运动的物体,加速度方向时刻变化。D错误。
故选B。
3.A
【详解】
A.物体在斜面上下滑过程,由动能定理得
解得
两个小物块滑到斜面底端时的速度大小相等,A正确;
B.设任一斜面的倾角为θ,物体滑到斜面底端时重力所做功的功率
,速度大小相同,,两个小物块滑到斜面底端时受到的重力的功率不相等,B错误;
C.物体在斜面上下滑过程,由动能定理得
质量不同,动能不同,C错误;
D.根据
质量不同,速度大小相同,所以两个小物块滑到斜面底端时的动量大小不相等,D错误。
故选A。
4.D
【详解】
A.在描述匀速圆周运动的物理量中,线速度大小不变,方向变化,则速率不变,A错误;
B.在描述匀速圆周运动的物理量中,角速度不变,B错误;
C.根据
速率不变,则动能不变,C错误;
D.根据
线速度方向变化,则动量变化,D正确。
故选D。
5.B
【详解】
A.卡文迪许利用扭秤实验首先测出了万有引力常量的数值,A错误;
B.笛卡儿首先提出了动量的概念,B正确;
C.开普勒发现了行星运动的规律,并总结了开普勒三定律,C错误;
D.英国的亚当斯和法国的勒维耶预言了海王星的位置,最后天文观察发现了“笔尖下的行星-海王星”,D错误。
故选B。
6.D
【详解】
A.静止释放A,在B沿斜面上滑的过程中,A落地前物体A、B组成的系统机械能守恒,A落地后不反弹,则A的机械能发生变化,所以物体A、B组成的系统机械能不守恒,A错误;
B.设物体A落地前一瞬间的速度为
,根据机械能守恒
解得
B错误;
C.静止释放A,在B沿斜面上滑的过程中,最终B升到最高点速度为零,则物体B的动量变化量的大小为零,C错误;
D.物体A落地,B物体的机械能守恒,设在斜面上滑的最大距离为L,则
解得
所以物体B沿斜面上滑的最大距离为
D正确。
故选D。
7.C
【详解】
A.0~2s内由牛顿第二定律得
解得
所以在时物块的速度为
故A错误;
B.在时物块的速度为
则时物块的动量大小为
故B错误;
C.2~3s内由牛顿第二定律得
解得
则时物块的速度
故C正确;
D.在3s后,速度变为零,由于力F的大小与最大静摩擦力的大小相等,所以物体静止,故在4s时,物体速度为0,动量为0,故D错误。
故选C。
8.D
【详解】
A.机械能守恒时,物体一定只有重力或弹力做功,但不一定只受重力和弹力,故A错误;
B.物体所受的合力为零时,机械能不一定守恒,如竖直匀速下落的物体,合力为零,动能不变,重力势能减小,机械能减小,机械能不守恒,故B错误;
C.由可知,物体的动量变化越大,变化时间不确定,它受到的合力不一定大,故C错误;
D.物体的动量发生变化,可能是速度大小不变,方向变化,则其动能不变化,故D正确。
故选D。
9.C
【详解】
AC.物体的动量变化量为,说明动量的变化量与规定的正方向相反,但该物体的动量可能增大,也可能减小,故C正确,A错误;
BD.物体的动量变化与动量无关,物体的动量变化量为,表示动量的变化与规定的正方向相反,不表示物体的动量一定为负方向,或者一定为正方向,故BD错误。
故选C。
10.D
【详解】
A.动能只与速度大小有关,速度是矢量,若速度大小不变,方向变化时,速度变化,而动能不变,故A错误;
BC.合外力的冲量不为零,则动量发生变化,可能是改变质点的动量方向,动量大小不变,则由
可知质点动能不发生变化,故B错误;
D.合力做功不为零,则速度的大小发生变化,由
可知质点动量一定变化,故D正确。
故选D。
11.AD
【详解】
若两速度方向相同,则动量的变化为
若两速度方向相反,以末速度方向为正方向,则动量的变化为
故选AD。
12.BC
【详解】
AD.竖直下抛的小球由运动学公式可得
平运动的小球竖直方向做自由落体运动,可得
对比两个式子可得
可得两小球不是同时落地,由冲量的定义式
可知重力对两个小球的冲量大小不相等,故AD错误;
BC.两小球在运动过程中都只有重力做功,且高度相等,所以由动能定理得
得动能的增加量相等,落地速度
可得落地时速度大小相等,由动量表达式
可得动量的大小相等,故BC正确。
故选BC。
13.BC
【详解】
A.动量方向改变,大小不变时,动能不变,故A错误;
B.卡文迪许通过扭秤实验,较准确地测出了万有引力常量,故B正确;
C.新能源是可以循环利用的,所以人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源,故C正确;
D.离心运动的本质是物体受到的合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力,并不是物体受到离心力的作用,故D错误。
故选BC。
14.CD
【详解】
A.根据动量的定义,它是质量和速度的乘积,因此它由质量和速度共同决定,A错误;
B.又因为动量是矢量,它的方向与速度的方向相同,而质量和速率都相等的物体,其动量大小一定相等,但方向不一定相同,B错误;
C.质量一定的物体的速率改变,则它的动量大小就一定改变,C正确;
D.质量一定的物体的运动状态改变,它的速度就一定改变,它的动量也就改变,D正确。
故选BD。
15.BC
【详解】
AB.当质量不变的物体的动量发生变化时,可以是速度的大小发生变化,也可以是速度的方向发生变化,还可以是速度的大小和方向都发生变化.当物体的速度方向发生变化而速度的大小不变时,物体的动量(矢量)发生变化,但动能(标量)并不发生变化,
A错误B正确;
CD.当质量不变的物体的动能发生变化时,必定是其速度的大小发生了变化,而无论其速度方向是否变化,物体的动量必定发生变化,
D错误C正确。
故选BC。
16.质量
速度
mv
矢
速度的方向
【详解】
略
17.末动量
初动量
p′-p
带正、负号
代数
【详解】
略
18.20
【详解】
[1]由
得与石板碰撞前钢球的速度为
与石板碰撞前钢球的动量为
[2]
碰撞后钢球的动量为
[3]
碰撞过程中钢球动量的变化量为
19.(1)①102.5m;②16400kg m/s(2)时刻速度小于;a-t图像的面积等于速度变化量;
【详解】
(1)①上升器的加速度
时间内上升的高度
②时刻的动量大小
(2)在t时刻的加速度
则随着时间t的增加,加速度逐渐变大,则图像如图;
因a-t图像的面积等于速度变化量,则时刻速度小于。
20.(1)W=54J;(2)P=18W;(3)
【详解】
(1)对物体受力分析可知,物体受重力、支持力、恒力F三个力的作用,合外力为F,根据牛顿第二定律可得物体的加速度为
a==2m/s2
则物体在3s内的位移为
x==9m
所以力F做的功为
W=Fs=6×9J=54J
(2)力F在3s内的平均功率为
P==18W
(3)物体在第3s末的速度为
v=at=2×3m/s=6m/s
内物体增加的动量大小为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页