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

1.3动量守恒定律
一、单选题
1．如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同的物体A、B质量均为m，与水平面的摩擦因数均为μ，在水平恒力F作用下以速度v做匀速直线运动。在t0时轻绳断开，A在F作用下继续前进，则下列说法正确的是（　　）
A．水平恒力F=μmg
B．t0至t时间内，A、B的总动量不守恒
C．时，A的动量为3mv
D．时，A的动量为3mv
2．在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等；已知甲球的质量大于乙球的质量，它们正碰后可能发生的情况是（　　）
A．甲、乙两球都沿乙球的运动方向 B．甲球反向运动，乙球停下
C．甲、乙两球都反向运动 D．甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等
3．如图所示，木块沿放在光滑水平面上的斜面下滑，在下滑过程中，下列说法正确的是（　　）
A．地面对斜面的支持力的冲量为0
B．斜面对木块支持力的冲量与木块对斜面压力的冲量相等
C．无论斜面是否粗糙，木块与斜面组成的系统水平动量都守恒
D．无论斜面是否粗糙，木块与斜面组成的系统机械能都守恒
4．脑震荡是指因头部受到外力打击等所致轻度脑损伤。但啄木鸟每天敲击树木约为500~600次，每啄一次的速度达到555，而头部摇动的速度更快580。研究发现，啄木鸟的头部很特殊：大脑和头骨之间存在着小小的硬脑膜，头颅坚硬，骨质松而充满气体，似海绵状；从而使啄木鸟不会发生脑震荡。下面哪个物理规律可以很好地解释啄木鸟不会得脑震荡（　　）
A．动能定理 B．动量定理
C．机械能守恒定律 D．动量守恒定律
5．木块和用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，紧靠在墙壁上，在上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是（　　）
A．尚未离开墙壁前，和组成的系统动量守恒
B．尚未离开墙壁前，和组成的系统机械能守恒
C．离开墙壁后，和组成的系统动量守恒
D．离开墙壁后，和、弹簧组成的系统机械能不守恒
6．如图所示，曲面体P静止放在光滑水平面上，小物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．P对Q弹力不做功
B．小物块Q机械能守恒
C．P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒
D．P和Q构成的系统机械能守恒、动量不守恒
7．一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上用一条长为L的轻绳拴一个小球，小球与悬点在同一水平面上，轻绳拉直后小球从A点静止释放，如图，不计一切阻力，下面说法中正确的是（　　）
A．小球的机械能守恒，动量守恒
B．小车的机械能守恒，动量也守恒
C．小球和小车组成系统机械能守恒，水平方向上动量守恒
D．小球和小车组成系统机械能不守恒，总动量不守恒
8．春节期间，小明同学燃放了一枚火炮，燃放前火炮处于静止，火炮被分成两部分，质量分别是m1、m2，二者分别沿同一直线向相反方向运动，m1速度为v1，不考虑空气阻力，则m2的速度大小为（　　）
A． B． C．（m1+m2）v1 D．（m1-m2）v1
9．如图所示，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并立即留在其中。则在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩至最短的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　）
A．动量守恒，机械能不守恒 B．动量不守恒、机械能不守恒
C．动量守恒，机械能守恒 D．动量不守恒，机械能守恒
10．关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是（　　）
A．只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒
B．只要系统机械能不守恒，系统动量就不可能守恒
C．只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒
D．系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒
11．如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为10，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量为6，则（　　）
A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为
B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为
C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为
D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为
二、多选题
12．如图所示，光滑的水平地面上停着一辆平板小车C，平板小车C上放置着两个质量不相等的物体A和B，起初A、B两物体间有一根被压缩的轻弹簧，轻弹簧与A、B两物体相连接，当两物体同时被释放后，则（　　）
A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，则A、B组成的系统动量守恒
B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，则A、B、C组成系统的动量守恒
C．若A、B所受的摩擦力大小相等，则A、B组成系统的动量守恒
D．若A、B所受的摩擦力大小相等，则A、B、C组成系统的动量守恒
三、解答题
13．在一次投掷手榴弹的演习中，某个士兵在战壕里将一颗质量kg的手榴弹从水平地面上以m/s的初速度朝目标方向斜向上抛出，当手榴弹上升到最高点时恰好爆炸成两块弹片，其中质量kg的一块弹片在爆炸后做自由落体运动且落地时动能为5J。已知手榴弹内部火药的质量kg，且爆炸瞬间火药充分燃烧，重力加速度g取10，火药爆炸后生成气体的动量不计，空气阻力不计，求：
（1）手榴弹爆炸前瞬间的速度大小；
（2）两块弹片落地点间的距离。
14．如图所示，A，B两物体的质量比，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与平板车表面间的动摩擦因数相同，地面光滑。当弹簧突然释放，请分析系统动量是否守恒以及小车的运动情况。（假设平板车足够长，保证A，B两物体始终在车上运动）
15．游乐场投掷游戏的简化装置如图所示，质量为的球a放在高度的平台上，长木板c放在粗糙水平地面上，带凹槽的容器b锁定在c的最左端。a、b可视为质点，b的质量为，c的质量为，c的上表面光滑且水平，c与地面间的动摩擦因数。在某次投掷中，球a以的速度水平抛出，同时给木板c施加一水平向左的瞬时冲力，使木板c也以速度向左运动，球a恰好落入容器b的凹槽内并瞬间与b合为一体。取
（1）求球a抛出时，凹槽b与球a之间的水平距离
（2）若球a落入容器b前的瞬间解除锁定，求a、b合为一体时的速度大小
（3）若木板c长，球a落入容器b前的瞬间解除锁定，a与b合为一体后，一起向右运动。求a与b合为一体后，木板c向左滑行的距离x。
16．光滑水平面上有一足够长的质量为M的木板，另一质量为m的滑块以速度v0从左端滑上木板，小滑块与木板间的动摩擦因数为μ。求∶
①木板最终的速度大小。
②滑块相对木板运动的时间。
③损失的机械能。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．D
【详解】
A．设、所受的滑动摩擦力大小相等均为，系统匀速运动时，有
故A错误；
B．轻绳断开后，对B，取向右为正方向，由动量定理得
联立解得
即在停止运动前，即在到时间内，、系统的合外力为零，总动量守恒，故B错误；
C． 时，取向右为正方向，由系统动量守恒得
解得的动量
故C错误；
D．时，即物体停止后又经过对由动量定理得
解得的动量为
故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
ABC．由题意知
因为动能与动量的关系
所以
甲乙相向运动，故甲乙碰撞前总动量沿甲原来的方向，碰撞过程两球的总动量守恒，则碰撞后甲乙的总动量仍沿甲原来的方向，所以碰撞后，甲球停下或反向弹回，乙必弹回，所以乙的速度不可能为零，AB错误C正确；
D．若甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等，则碰后总动量方向与甲原来的动量方向相反，违反了动量守恒定律，D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．地面对斜面的支持力的作用时间不为零，根据
知地面对斜面的支持力的冲量不为0，故A错误；
B．冲量是矢量，所以斜面对木块支持力的冲量与木块对斜面压力的冲量大小相等，方向不同，故B错误；
C．无论斜面是否粗糙，木块与斜面组成的系统在水平方向的合力为零，则水平方向上动量守恒，故C正确；
D．若斜面粗糙，有摩擦力对木块做负功，所以木块与斜面组成的系统机械能不守恒，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】
啄木鸟的头部大脑和头骨之间存在着小小的硬脑膜，头颅坚硬，骨质松而充满气体，似海绵状，根据动量定理可知
可知，啄木鸟在觅食时可以增加作用力的时间，从而减少作用力
故选B。
5．C
【详解】
A．当撤去外力后，a尚未离开墙之前，系统受到墙壁的作用力，动量不守恒，A错误；
B．当撤去外力后，a尚未离开墙之前，系统受到墙壁作用力，但没位移，所以a、b和弹簧组成的系统机械能守恒，但题干中给出的是a、b组成的系统机械能守恒，B错误；
C．a离开墙壁后，系统所受外力之和为0，且弹簧对a、b球的弹力等大反向，合力为0，所以a和b组成的系统动量守恒，此外a、b的动能和弹簧的弹性势能之间相互转化，机械能守恒，C正确，D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．由于地面光滑，所以Q下滑过程P会向左移动，P对Q的弹力方向垂直于接触面，但与Q的速度方向就不始终垂直，所以P对Q的弹力有做功，A错误；
B．P、Q组成的系统运动过程中只有Q的重力做功，满足机械能守恒，由于P动能增大，故小物块Q的机械能减小，B错误；
CD．系统水平方向上不受外力的作用，水平方向满足动量守恒，但是在竖直方向上Q的合力不为零，故系统动量不守恒，C错误，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
以小球和小车组成的系统，只有重力做功，系统的机械能守恒，小球的机械不守恒；当小球向下摆动的过程中，竖直方向具有向上的分加速度，小车和小球整体处于超重状态，即可得知整体所受的合力不为零，总动量不守恒；系统水平方向不受外力，系统在水平方向上动量守恒。
故选C。
8．B
【详解】
爆炸瞬间动量守恒，由动量守恒定律得
可得
故选B。
9．A
【详解】
在子弹打击木块A至弹簧第一次被压缩至最短的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统受合外力为零，则系统动量守恒；子弹射入木块的过程中要损失机械能，则系统的机械能不守恒。
故选A。
10．C
【详解】
C．动量守恒的条件是系统所受合外力为零，故C正确；
A．系统内存在摩擦力，与系统所受合外力无关，故A错误；
B．系统机械能不守恒时，合外力也可能为零，系统动量可能守恒，故B错误；
D．系统内所有物体的加速度都为零时，各物体的速度恒定，动量恒定，总动量一定守恒，故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
光滑水平面上大小相同A、B两球在发生碰撞，规定向右为正方向，由题知A球动量的增量为
△pA=6kg m/s-10kg m/s=-4kg m/s
由于碰后A球的动量增量为负值，所以右边不可能是A球的；由动量守恒定律可得
△pA=-△pB
则B球的动量变化量为
△pB =4kg m/s
根据
△pB=pB -10kg m/s
解得碰后B球的动量为
pB=14kg m/s
两球质量关系为
mB=2mA
根据
p=mv
可得碰撞后A、B两球速度大小之比6：7。
故选B。
12．BCD
【详解】
A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，由于A的质量不等于B的质量，A物体受到的摩擦力不等于B物体受到的摩擦力，A、B系统所受合外力不为零，系统动量不守恒的，故A错误；
B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B质量不同，两者所受的滑动摩擦力大小不相等，但是系统A、B、C所受合外力为零，A、B、C系统动量守恒，故B正确；
C．若A、B所受的摩擦力大小相等，系统A、B所受合外力为零， A、B系统动量守恒，故C正确；
D．若A、B所受的摩擦力大小相等，系统A、B、C所受合外力为零，系统动量守恒，故D正确；
故选BCD。
13．（1）10m/s；（2）26m
【详解】
解：
（1）质量kg的弹片自由落下落时，由机械能守恒定律得
解得手榴弹上升的最大高度
m
手榴弹从地面抛出到爆炸前瞬间，由机械能守恒定律得
解得手榴弹爆炸前瞬间的速度大小
m/s
（2）质量为kg的一块弹片在爆炸后做自由落体运动，该弹片在爆炸后瞬间的速率为零，另一块弹片的质量为
kg
设其爆炸后瞬间的速率为，由动量守恒定律得
解得
m/s
所以手榴弹爆炸后瞬间两块弹片的速率之和为26m/s，质量为的弹片做平抛运动，两块弹片落地点间的距离为
m
14．见详解
【详解】
对于A、B、C组成的系统，由于地面光滑，系统的合外力为零，则系统动量守恒。由于A、B两物体的质量之比为，A、B都相对小车滑动时，由
f=μmg
可知弹簧释放后，小车对A、B的滑动摩擦力大小之比为3:2，所以A受到向右的滑动摩擦力更大，则C受到向左的摩擦力更大，C受到的合力向左，C向左运动。
15．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）a球从抛出到落到b槽内的时间
此过程中a球的水平位移
b、c一起向左匀减速运动，则加速度
在时间t内槽b的位移为
球a抛出时，凹槽b与球a之间的水平距离
（2）球a落到槽b中之间的瞬间，槽b的速度
方向向左，设向右为正方向，球a落在槽b后，a、b合为一体时的速度大小为，则对a、b系统在水平方向由动量守恒定律
解得
（3）当球a落到槽b中时木板c的速度
假设当球a落到槽b中一起滑离木板c之后，木板c才停下来，设a、b整体在木板上滑动的时间为，对木板c有
对a、b系统
代入数据解得
假设成立，此后对木板c
由运动学公式
木板c向左滑行的距离
16．（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）取滑块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律，可得
mv0=（m+M）v
解得
（2）对滑块，由动量定理得
μmgt=mv mv0
解得
（3）由能量守恒定律，可得机械能的减少
解得
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