1.2动量守恒定律 课时提升练-2021-2022学年高二上学期物理沪教版（2019）选择性必修第一册（word含答案）

1.2动量守恒定律课时提升练（解析版）
一、选择题
1．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
2．如图所示，初始时，人、车、锤都静止。之后人用锤子连续敲打小车，假设地面光滑，关于这一物理过程，下列说法正确的是（　　）
A．人、车、锤组成的系统机械能守恒
B．人、车、锤组成的系统动量守恒
C．连续敲打可以使小车持续向右运动
D．当锤子速度方向竖直向下时，人、车和锤水平方向的总动量为零
3．某学习小组用如图所示的装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中先从某一高度处单独释放质量为ma的小球a，标记下小球a撞击在挡板上的位置M，再在水平轨道上放上质量为mb的小球b，从同一高度释放小球a，标记两球撞击挡板的位置P、N，关于本实验下列说法正确的是（　　）
A．为减小实验误差，两小球的质量需满足
B．位置N为小球b撞击挡板的位置
C．小球离开轨道后下落的高度越大则小球的离开轨道时的速度越大
D．该实验中可用来反映小球a的初动量
4．如图所示，在一光滑水平细杆上穿着两个质量均为m可视为质点的刚性小球A、B，A、B间距离为L，用两根长度为L的不可伸长的轻绳与C球连接，已知C球质量为2m，开始时三球均静止，两绳伸直，然后同时释放三球，在A、B两球发生碰撞之前的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两球发生碰撞前瞬间C球速度不为零
B．A、B、C三球组成的系统动量守恒
C．A、B两球速度大小为
D．A、B、C和地球组成的系统机械能不守恒
5．如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系着绳的小球向右拉开一定的角度，然后同时放开小球和小车，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．小球的机械能守恒 B．小球不能向左摆到原高度
C．小车和小球组成的系统动量守恒 D．任意时刻小车和小球水平方向的动量都等大反向
6．如图所示，总质量为M的轨道ABC置于光滑水平面上，由粗糙水平轨道AB和竖直面内四分之一光滑圆弧轨道BC组成，AB恰与圆弧BC在B点相切。一个质量为m的小物块从轨道的A端以初速度v0向右冲上水平轨道，到达圆弧轨道上某位置后，沿轨道返回。则（　　）
A．由于物块在AB上运动时受到摩擦力作用，故M与m组成的系统动量不守恒
B．物块在轨道ABC上滑动全过程中，M与m组成的系统总动量始终保持不变
C．物块在圆弧轨道上运动过程中，M的动量不断减小
D．当物块相对轨道静止时，速度变为
7．19世纪中叶发现的能量守恒定律是自然科学中十分重要的定律。下列物理定律中，哪一个定律是能量守恒定律的具体体现（　　）
A．万有引力定律 B．动量守恒定律
C．楞次定律 D．库仑定律
8．如图所示，木块静止于光滑水平地面上，一颗子弹A沿水平方向瞬间射入木块并留在木块内，现将子弹和木块视为系统，则该系统从子弹开始射入到二者相对静止的过程中（　　）
A．动量守恒，机械能守恒 B．动量不守恒，机械能不守恒
C．动量守恒，机械能不守恒 D．动量不守恒，机械能守恒
9．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
10．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
11．如图所示，A、B两物体的质量比∶=3∶2，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与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑。当弹簧突然释放后，若A、B两物体分别向左、右运动，则有（　　）
A．A、B系统动量守恒 B．A、B、C系统动量守恒
C．小车向右运动 D．小车保持静止
12．2021年12月9日我国首次实现太空授课直播。航天员叶光富在演示转身实验时，深吸了一口气，使劲吹出时，我们发现叶光富身体几乎没动，主要原因是（　　）
A．在太空空间站中，动量守恒定律不成立
B．叶光富一口气吹出的气体质量太小
C．叶光富吹出的气体速度太小
D．叶光富所受重力太大
13．下列说法正确的是（ ）
A．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，将摆球从平衡位置拉开15°释放，在摆球经过平衡位置的同时开始计时
B．在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”的实验中，可以使用多用电表来测量电压
C．在“探究碰撞中的不变量”的实验时，斜槽末端的切线必须水平，目的是为了使两球碰撞时动能无损失
D．在“测定玻璃的折射率”实验中，为了减小实验误差，应该改变入射角的大小多次测量数据
14．如图所示，方向相反的两个水平恒力F1、F2同时作用在静止于光滑水平面上的A、B两物体上，已知物体A的质量MA大于物体B的质量MB，经过相等时间同时撤去两力，又经过一段时间两物体相碰并粘为一体且恰好静止，则下列说法正确的是（　　）
A．F1、F2的大小关系是F1>F2
B．F1、F2的大小关系是F1=F2
C．从F1、F2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．只有两物体相碰过程系统动量守恒
15．如图所示，总质量为M的轨道ABC置于光滑水平面上，由粗糙水平轨道AB和竖直面内四分之一光滑圆弧轨道BC组成，AB恰与圆弧BC在B点相切。一个质量为m的小物块从轨道的A端以初速度v0向右冲上水平轨道，到达圆弧轨道上某位置后，沿轨道返回。则（　　）
A．由于物块在水平轨道AB上运动过程中受到摩擦力作用，故M与m组成的系统动量不守恒
B．物块在轨道ABC上滑动全过程中，M与m组成的系统在水平方向满足动量守恒
C．物块在圆弧轨道上运动过程中，M的动量不断减小
D．当物块相对轨道静止时，速度变为
二、解答题
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。
17．如图所示，甲、乙两名宇航员正在离静止的空间站一定距离的地方执行太空维修任务。某时刻甲、乙都以大小为的速度相向运动，甲、乙和空间站在同一直线上且可视为质点。甲和他的装备总质量为，乙和他的装备总质量为，为了避免直接相撞，乙从自己的装备中取出一质量为的物体A推向甲，甲迅速接住A后即不再松开，此后甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动，且安全“飘”向空间站。
（1）乙要以多大的速度将物体A推出；
（2）设甲与物体A作用时间为，求甲与A的相互作用力的大小。
参考答案
1．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。
2．D
【详解】
A．人消耗的体能转化为系统的机械能，所以人、车、锤组成的系统机械能增加，A错误；
B．因为地面光滑，人、车、锤组成的系统，只有水平方向动量守恒，B错误；
C．系统水平方向动量守恒，且水平方向总动量等于零，根据动量守恒定律，锤子向左运动时小车向右运动，锤子向右运动时小车向左运动，所以连续敲打不能使小车持续向右运动，C错误；
D．系统水平方向动量守恒且等于零，根据动量守恒定律，当锤子速度方向竖直向下时，人、车和锤水平方向的总动量为零，D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．为了防止碰撞后入射球反弹，入球的质量要大于被碰球的质量，即，故A错误；
BC．小球离开水平轨道后均做平抛运动，从图中可以看出每个小球每次平抛运动的水平位移相同，a小球不与b小球相碰时落点为M，a小球与b小球相碰后，a小球平抛初速度比第一次小，且，根据平抛运动学公式。水平方向则有
竖直方向则有
因为，b小球平抛初速度大，下落高度小，所以P点应为b小球撞击挡板位置，N位置应为小球a击挡板位置，故BC错误；
D．根据平抛公式解得
因此验证碰撞过程动量守恒
可得
所以可以用来反映小球a的初动量，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】
A．在A、B球发生碰撞前瞬间，两绳与杆垂直，C球不再向下运动，速度为零，故A错误；
B．三球水平方向不受外力，所以A、B、C三球水平方向动量守恒，但竖直方向动量不守恒，故B错误；
D．在A、B两球发生碰撞之前的过程中，只有重力和系统内弹力做功，系统的机械能守恒，故D错误；
C．由对称性可知，A、B两球速度大小总是相等，由机械能守恒定律得
解得
故C正确。
故选C。
5．D
【详解】
AC．小球与小车组成的系统在水平方向不收外力，竖直方向的合外力为小球的重力，因此系统在水平方向动量守恒，小球与小车组成的系统机械能守恒，小球的机械能不守恒，故AC错误；
BD．初始状态系统的总动量为零，所以在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等，方向相反，当小球的速度为零时，小车速度也为零，由机械能守恒定律知，小球能向左摆到原高度，故D正确，B错误。
故选D。
6．D
【详解】
A．物块在上运动时，摩擦力为与之间的内力，由动量守恒定律可知，与组成的系统动量守恒，A错误
B．在运动的全过程，水平方向动量守恒，物块冲上过程中，竖直方向系统受到的合外力不为零，所以竖直方向动量不守恒，与组成的系统总动量不守恒，B错误
C．物体在圆弧轨道运动过程中，物块对轨道的作用力在水平方向的分力向右，则轨道的动量不断增大，C错误
D．当物块相对于轨道静止时，二者水平方向的速度相同，取向右为正，根据动量守恒定律得
得
D正确
故选D。
7．C
【详解】
A．万有引力定律体现的是真空中两个质点间的相互作用力，与能量守恒定律无关，A错误；
B．动量守恒定律体现的是合外力为零的系统满足的规律，与能量守恒定律无关，B错误；
C．楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现，C正确；
D．库仑定律指的是真空中的两个点电荷间的相互作用力规律，与能量守恒定律无关，D错误。
故选C。
8．C
【详解】
子弹射入木块过程中，系统受外力的合力为零，故系统动量守恒。由于子弹和木块间的一对滑动摩擦力做功不为零即摩擦生热，根据能量守恒定律，系统机械能不守恒。
故ABD错误；C正确。
故选C。
9．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。
10．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。
11．B
【详解】
A．当弹簧释放后，A、B两物体分别向左、右运动，A受C向右的摩擦力，B受C向左的摩擦力，因两物体质量不相等，滑动摩擦力大小为，所以两物体受摩擦力大小不相等，因此A、B系统受合外力不等于零，A、B系统动量不守恒，A错误；
B．由于地面光滑，A、B、C系统受合外力等于零，系统动量守恒，B正确；
CD．因A的质量大于B的质量，则有A对C的摩擦力向左大于B对C向右的摩擦力，所以小车受合外力向左，则小车向左运动，CD错误。
故选B。
12．B
【详解】
A．动量守恒定律不仅适用于宏观、低速领域，对高速（接近光速）、微观领域仍然适用，所以也适用在太空空间站中，A错误；
B．叶光富使劲吹出气时，气和身体是相互作用的两个物体，动量是守恒的，由于叶光富一口气吹出的气体质量太小，即口气的动量太小，所以叶光富身体几乎没动，B正确，
C．叶光富使劲吹出气体，气体的速度不小，C错误；
D．叶光富处于完全失重状态，与重力无关，D错误。
故选B。
13．BD
【详解】
A．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，将摆球从平衡位置拉开5°释放，在摆球经过平衡位置的同时开始计时，选项A错误；
B．在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”的实验中，可以使用多用电表交流电压档来测量电压，选项B正确；
C．在“探究碰撞中的不变量”的实验时，斜槽末端的切线必须水平，目的是为了使两球碰撞后做平抛运动，选项C错误；
D．在“测定玻璃的折射率”实验中，为了减小实验误差，应多次实验，测出每一组实验的入射角和折射角，根据折射定律求出折射率，再求解多次所测的折射率的平均值，故D正确；
故选BD。
14．BC
【详解】
A．由于粘合体静止，对两物体相碰过程根据动量守恒定律得
MAvA+MBvB=（MA+MB）v
其中v=0，得
MAvA=–MBvB
根据动量定理得
F1t=MAvA
同理
F2t=MBvB
时间相同，所以F1、F2等大反向，A错误；
B．根据A的计算结果可知，B正确；
C．由于F1、F2等大反向，系统合外力为零，故整个过程系统动量守恒，C正确；
D．由于F1、F2等大反向，系统合外力为零，故整个系统动量守恒，D错误。
故选BC。
15．BD
【详解】
AB．物块与水平轨道AB之间的摩擦力，以及与圆弧轨道BC之间的弹力，都是系统内的力，由于水平地面光滑，系统在水平方向上不受外力，所以系统在水平方向上动量守恒，故A错误，B正确；
C．物块在圆弧轨道上上滑及下滑的运动过程中，物块对轨道的弹力沿着轨道半径指向右下方，这个弹力使得M的动量不断增加，故C错误；
D．当物块相对轨道静止时，二者速度相等，由动量守恒得
解得
故D正确。
故选BD。
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
17．（1）；（2）432N
【详解】
（1）规定水平向左为正方向，甲、乙两宇航员最终的速度大小均为v1，对甲、乙以及物体A组成的系统根据动量守恒定律可得
对乙和A组成的系统根据动量守恒定律可得
联立解得
（2）对甲根据动量定理有
解得