第一章 动量守恒定律综合检测卷拔高练习（word版含答案）

2019人教版选择性必修第一册 第一章综合检测卷 拔高练习
一、多选题
1．如图所示，在水平雪面上放置一个静止的滑台，滑台左侧面是四分之一圆弧面且A端与水平雪面相切。在一次训练过程中，一个质量与滑台相同的空中技巧滑雪运动员以的水平速度冲向滑台，运动员冲到滑台的最高点B时恰好与滑台具有相同速度，以后又沿着圆弧面回到水平雪面上。一切摩擦和空气阻力不计，。则下列判断正确的是（　　）
A．运动员滑到B端位置时速度为
B．滑台左侧的圆弧面对应半径大小
C．运动员在滑台上相对滑动过程中，运动员与滑台组成的系统动量守恒
D．运动员从A端向上滑到B端过程中，系统的机械能增加；从B端向下滑到A端过程中，系统的机械能减少
2．如图所示，竖直墙面和水平地面均光滑，质量分别为mA=6kg，mB=2kg的A、B两物体用质量不计的轻弹簧相连，其中A紧靠墙壁现对B物体缓慢施加一个向左的力，该力对物体B做功W=25J，使A、B间弹簧被压缩，在系统静止时，突然撤去向左推力解除压缩，则（　　）
A．解除压缩后，两物体和弹簧组成系统动量守恒
B．解除压缩后，两物体和弹簧组成系统机械能守恒
C．从撤去外力至A与墙面刚分离，A对弹簧的冲量I=10N·s，方向水平向右
D．A与墙面分离后至首次弹簧恢复原长时，两物体速率均是2.5m/s
3．长木板放在光滑的水平面上，质量为的另一物体以水平速度滑上原来静止的长木板的表面，由于、间存在摩擦，之后、速度随时间变化情况如图所示，。则下列说法正确的是（　　）
A．木板获得的动能为
B．系统损失的机械能为
C．木板的最小长度为
D．、间的动摩擦因数为0.1
4．如图所示，质量为M，长为L的车厢静止在光滑水平面上，此时质量为m的木块正以水平速度v0从左边进入车厢底板向右运动，车厢底板粗糙，m与右壁B发生无能量损失的碰撞后又被弹回，最后又恰好停在车厢左端点A，则以下叙述中正确的是（ ）
A．该过程中产生的内能为
B．车厢底板的动摩擦因数为
C．M的最终速度为
D．m、M最终速度为零
二、单选题
5．如图所示，一个物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进了时间t，则(　 )
A．合外力对物体的冲量大小为
B．拉力对物体的冲量大小为
C．摩擦力对物体的冲量大小为
D．重力对物体的冲量大小为零
6．如图所示，质量为m的人立于平板车上，人与车的总质量为M，人与车以速度v1在光滑水平面上向东运动。当此人相对于车以速度v2竖直跳起时，车的速度变为（　　）
A．向东 B．向东
C．　向东 D．v1　向东
7．如图所示，水平固定放置的两根足够长的平行光滑杆AB和CD，各穿有质量均为的小球a和小球b，两杆之间的距离为，两球用自由长度也为d的轻质弹簧连接，现从左侧用挡板将a球挡住，再用力把b球向左边拉一段距离（在弹性限度内）后自静止释放，释放后，下面判断中不正确的是
A．在弹簧第一次恢复原长的过程中，两球和弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒
B．弹簧第二次恢复原长时，a球的速度达到最大
C．弹簧第一次恢复原长后，继续运动的过程中，系统的动量守恒、机械能守恒
D．释放b球以后的运动过程中，弹簧的最大伸长量总小于运动开始时弹簧的伸长量
8．学校跳远比赛时运动员落地点设置有沙坑，若运动员双脚先着地，有沙坑和无沙坑比较，下列说法正确的是（　　）
A．有沙坑增加了运动员脚部单位面积的受力
B．有沙坑增加了落地前后运动员的动量的变化量
C．有沙坑减少了落地前后运动员的动量的变化量
D．有沙坑减少了落地过程运动员脚的受力
9．一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，假如小球所受空气阻力大小恒定，该过程的位移一时间图像如图所示，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．小球抛出时的速度为12m/s
B．小球上升和下落的时间之比为
C．小球落回到抛出点时所受合力的功率为
D．小球上升过程的机械能损失大于下降过程的机械能损失
10．人的质量m＝60kg，船的质量M＝240kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5m时，人可以跃上岸。若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为（不计水的阻力，两次人消耗的能量相等）（　　）
A．1.5m B．1.2m C．1.34m D．1.1m
三、实验题
11．某同学用图中所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把大小相同的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。
（1）本实验必须测量的物理量有___________哪两项。
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B．小球a、b的质量ma、mb
C．小球a、b的半径r
D．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
（2）根据实验要求，两小球的质量关系为ma___________mb
A．大于 B．小于 C．等于
（3）在保证步骤（2）的前提下，放上被碰小球b后，观察到两小球碰后，b球先落地，不是同时落地，对实验结果有没有影响？___________
A．有影响 B．没有影响
（4）为测定未放小球b时，小球a落点B的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，图中给出了小球a落点附近的情况，由图可得OB距离应为___________cm；
（5）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是___________。（用题中测得物理量的符号表示）
12．2019年9月，我国成功完成了高速下列车实车对撞实验．标志着我国高速列车被动安全技术达到了世界领先水平．某学习小组受此启发，设计了如下碰撞实验，探究其中的能量损耗问题，实验装置如图所示．
实验准备了质量分别为0.20kg、0.20kg、0.40kg的滑块A、B、C，滑块A右侧带有自动锁扣，左侧与打点计时器（图中未画出）的纸带相连，滑块B、C左侧均带有自动锁扣，打点计时器的电源频率．
调整好实验装置后，在水平气垫导轨上放置A、B两个滑块，启动打点计时器，使滑块A以某一速度与静止的滑块B相碰并粘合在一起运动，纸带记录的数据如图所示；用滑块C替代滑块B，重复上述实验过程，纸带数据如图所示．
根据纸带记录的数据，滑块A与B碰撞过程系统损失的动能为______J，滑块A与C碰撞过程系统损失的动能为______J．（计算结果均保留2位有效数字）
根据实验结果可知，被碰物体质量增大，系统损失的动能______（填“增大”“减小”或“不变”）．
四、解答题
13．如图所示，在倾角为30°的光滑固定斜面体上，一劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧一端连接固定挡板C，另一端连接一质量为m=4kg的物体A，一轻细绳通过定滑轮，一端系在物体A上，另一端与质量也为m的物体B相连，细绳与斜面平行，斜面足够长，用手托住物体B使细绳刚好没有拉力，然后由静止释放，试问：
(1)刚释放物体B时和物体A沿斜面向上运动获得最大速度时，弹簧的形变量x1和x2分别是多大？
(2)物体A的最大速度大小？
(3)从开始释放物体B到物体A获得最大速度的过程中，物体B所受合外力的冲量大小和方向？
14．如图所示，光滑水平面上质量为的滑块A和质量为的滑块B用轻弹簧连接，弹簧处于压缩状态且弹性势能为，滑块A与左侧竖直墙壁接触但不粘连，整个系统处于静止状态.现将滑块B由静止自由释放，弹簧恰好恢复原长时，滑块B与静止在水平面上质量为的滑块C发生碰撞且粘合在一起，求：
（1）滑块B、C碰后瞬间的速度大小；
（2）弹簧第二次恢复原长时，滑块A与滑块的速度大小.
15．如图所示．质量M=2kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为MA=2kg的物体A（可视为质点）．一个质量为m=20g的子弹以500m/s的水平速度瞬间射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A静止在车上．若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5（g取10m/s2．）
（1）平板车最后的速度是多大
（2）从子弹射中A前到最后A静止在小车整个系统损失的机械能为多少
（3）A在平板车上滑行的时间为多少
16．如图所示，小球B与一轻质弹簧相连，并静止在足够长的光滑水平面上，小球A以某一速度与轻质弹簧正碰。小球A与弹簧分开后，小球B的速度为v，求当两个小球与弹簧组成的系统动能最小时，小球B的速度的大小。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．AB
【详解】
AC．运动员滑到B端过程，运动员与滑台组成的系统所受的合外力（运动员的重力）在竖直方向，故在水平方向满足动量守恒，可得
解得
即运动员滑到B端位置时速度为，A正确，C错误；
B．运动员滑到B端过程，据动能定理可得
解得
即滑台左侧的圆弧面对应半径大小，B正确；
D．运动员从A端向上滑到B端过程和从B端向下滑到A端过程，系统只有重力做功，机械能守恒，D错误。
故选AB。
2．BCD
【详解】
A．解除压缩后，弹簧在恢复原长的过程中，墙壁对A物体还有弹力的作用，故解除压缩后到弹簧恢复原长前，两物体和弹簧组成系统动量不守恒，恢复原长后，AB一起向右运动，系统的合外力为零，动量守恒，故A错误；
B．解除压缩后，两物体和弹簧组成系统只有动能和弹性势能的相互转化，故机械能守恒，故B正确；
C．压缩弹簧时，外力做的功全转化为弹性势能，撤去外力，弹簧恢复原长，弹性势能全转化为B的动能，设此时B的速度为v0，则
得
此过程墙壁对A的冲量大小等于弹簧对A的冲量大小，也等于弹簧对B的冲量大小，由动量定理得
故C正确；
D．当弹簧恢复原长时，A的速度最小，则
A、B都运动后，B减速，A加速，当A、B速度相等时弹簧拉伸最长。此后，B继续减速，A继续加速，当弹簧再次恢复原长时，以向右为正，由系统动量守恒、机械能守恒有
得
，
故D正确。
故选BCD。
3．ABD
【详解】
A．由图示图象可知，木板获得的速度为v=1m/s，A、B组成的系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
mv0=（M+m）v
解得
M=2kg
木板A的质量为2kg，木板获得的动能为
故A正确；
B．系统损失的机械能
代入数据解得
△E=2J
故B正确；
C．根据v-t图像的面积表示位移，由图得到0-1s内B的位移为
A的位移为
木板A的最小长度为
L=xB-xA=1m
故C错误；
D．由图示图象可知，B的加速度
负号表示加速度的方向，由牛顿第二定律得
μmBg=mBa
代入解得
μ=0.1
故D正确。
故选ABD。
4．BC
【详解】
M与m组成的系统满足动量守恒，最终二者具有共同速度，根据动量守恒定律有
mv0=（M+m）v
解得
根据能量守恒
根据摩擦生热的公式
Q=f△L=μmg 2L
解得
故选BC。
5．B
【详解】
A.物体匀速运动，由动量定理知合外力对物体的冲量为零，故A错误；
B.运动时间为，则拉力的冲量为：
故B正确；
C.由于做匀速运动，阻力大小与的水平分力相等，摩擦力大小为：
摩擦力对物体的冲量的大小为：
故C错误；
D.运动时间为，重力对物体的冲量大小为：
故D错误．
6．D
【详解】
人和车在水平方向上动量守恒，当人竖直跳起时，人和车之间的相互作用在竖直方向上，在水平方向上的仍然动量守恒，水平方向的速度不发生变化，所以车的速度仍然为v1，方向向东，所以D正确；ABC错误；
故选D。
7．A
【详解】
试题分析：从释放m到弹簧第一次恢复原长的过程中，挡板对M有外力作用，两球组成的系统动量不守恒，故A错误；释放m后m做加速运动，M不动，当弹簧第一次恢复原长时，m速度最大，然后m做减速运动，M做加速运动，当弹簧达到最大长度时，M、m速度相等，然后弹簧再缩短，M做加速运动，m做减速运动，弹簧第二次恢复原长时，M的速度大于m的速度，故B错误；探究第一次回复原长后，继续运动的过程中，系统所受的外力之和为零，系统动量守恒，因为只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒．故C正确；D、释放m后的过程中，当第一次恢复到原长，弹簧的弹性势能全部转化为m的动能，在以后的运动过程中，弹簧伸长量最大时，两者都有速度，结合动量守恒定律和能量守恒定律知，弹簧的最大伸长量总小于释放m时弹簧的伸长量，故D错误．
考点：考查了机械能守恒，动量守恒
【名师点睛】本题考查了判断系统动量与机械能是否守恒，判断两者速度间的关系，知道动量守恒与机械能守恒的条件、分析清楚物体运动过程是正确解题的关键
8．D
【详解】
有沙坑不改变动量的变化量，延长落地过程时间，根据动量定理
有沙坑减少了落地过程运动员脚的受力
故选D。
9．C
【详解】
由图知，小球上升的位移 x=24m，用时 t1=2s，平均速度．由得初速度 v0=24m/s．故A错误．上升时加速度大小为；由牛顿第二定律得：mg+f=ma1；解得空气阻力的大小 f=2N；对于下落过程，由牛顿第二定律得 mg-f=ma2；解得 a2=8m/s2；则 a1：a2=3：2；根据位移公式x=at2，及上升和下落的位移大小相等，可知上升和下落的时间之比为．故B错误．由上可得下落时间，小球落回到抛出点时速度为所受合力 F合=mg-f=8N，此时合力的功率为．故C正确．小球上升和下落两个过程克服空气阻力做功相等，由功能原理知，球上升过程的机械能损失等于下降过程的机械能损失．故D错误．故选C．
10．C
【详解】
若船用缆绳固定时，有
若撤去缆绳，有
由动量守恒可得
两次人消耗的能量相等，则动能不变，有
联立解得
船离岸的距离为
所以C正确；ABD错误；
故选C。
11．BE A B 45.95（45.92~45.98） maOB=maOA＋mbOC
【详解】
（1）[1]根据实验原理，利用平抛的水平距离和物体质量的乘积列动量守恒，所以需要测量小球a、b的质量ma、mb，记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC，故选BE；
（2）[2]要使碰后a球的速度大于零，水平向右，故两球的关系是ma 应大于mb,，故选A；
（3）[3]不影响实验结果，因为两小球各自做平抛运动的时间是相等的，故选B；
（4）[4]小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，都做平抛运动，所以未放被碰小球时小球a的落地点为B点，由图可知OB距离应为45.95cm（45.92~45.98）；
（5）[5]B为碰前入射小球落点的位置，A为碰后入射小球的位置，C为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度
碰撞后入射小球的速度
碰撞后被碰小球的速度
若mav1=mbv3+mav2，则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，带入数据得
maOB＝maOA＋mbOC
12．0.46 0.61 增大
【详解】
[1] A、B两滑块碰撞之前，A的速度：
A、B两滑块碰撞之前，A的动能：
A、B两滑块碰撞之后，整体的速度：
A、B两滑块碰撞之后，整体的动能：
滑块A与B碰撞过程系统损失的动能为:
[2]滑块A与C碰撞之后，整体的速度：
滑块A与C碰撞之后，整体的动能：
滑块A与C碰撞过程系统损失的动能为:
[3] 因为，可见被碰物体质量增大，系统损失的动能增大．
13．(1)0.1m，0.1m(2)1m/s(3)4，方向为竖直向下
【详解】
(1)刚释放物体 B 时，弹簧被压缩，形变量x1，由胡克定律，得：
kx1-mgsin30°=0
代入数据可得：
x1=0.1m
物体A沿斜面向上运动获得最大速度时：
mg=kx2+mgsin 30°
弹簧的伸长量为：
x2=0.1m
(2)由开始运动到达到最大速度过程，弹性势能不变，由能量守恒定律，得：
解得：
vm=1m/s
(3)由动量定理：物体 B 所受的冲量大小
IB=mBvm=4N s，
方向竖直向下。
14．(1) ；(2) ，
【详解】
(1) 弹簧恰好恢复原长时，根据能量守恒，物块B的速度
滑块B、C碰后
解得：
(2)碰后到弹簧第二次恢复原长时，
，
解得：
，
15．（1）2m/s（2）2392J（3）0.4s
【解析】
（1）设平板车最后的速度是v，子弹射穿A后的速度是v1．以子弹、物体A和小车组成的系统为研究对象，根据动量守恒定律得
mv0=mv1+（M+MA）v
代入解得 v=2m/s
（2）以子弹与A组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得：mv0=mv1+MAv2
代入解得子弹射穿A后A获得的速度：v2=4m/s
从子弹射中A前到最后A静止在小车整个系统损失的机械能
（3）对A由动量定理得：-μMAgt=MAv- MAv2；得t=0.4s；
点睛：此题考查了动量守恒定律及动量定理的应用；要知道子弹穿出木块和木块在木板上滑动过程中都要损失机械能；求解时间问题用动量定理较简单.
16．
【详解】
当系统动能最小时，弹簧被压缩至最短，两球具有共同速度v共，设小球A、B的质量分别为m1、m2，碰撞前小球A的速度为v0，小球A与弹簧分开后的速度为v1，从小球A碰到弹簧到与弹簧分开的过程中，由系统动量守恒和能量守恒有
m1v0＝m1v1＋m2v
m1v02＝m1v12＋m2v2
联立解得
即
从小球A碰到弹簧到两球达到相同速度的过程中，系统动量守恒，故
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页