1.4美妙的守恒定律基础巩固（Word版含答案）

1.4美妙的守恒定律基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，质量为m速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生对心正碰，碰撞后B球的速度可能有不同的值，碰后B的速度可能为
A．0.2v B．0.4v
C．0.6v D．0.8v
2．如图所示，正在太空中行走的字航员A、B沿同一直线相向运动，相对空间站的速度大小分别为3m/s和1m/s，迎面碰撞后（正碰），A、B两人均反向运动，速度大小均为2m/s。则A、B两人的质量之比为（　　）
A．3：5 B．2：3 C．2：5 D．5：3
3．一辆炮车静止在光滑水平导轨上，车和炮弹总质量为M，炮筒水平发射一质量为m的炮弹，炮弹离开炮膛时对地速度为v0，则炮车的后退速度为(　　)
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与光滑水平桌面相切，小滑块B静止在圆弧轨道的最低点．现将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放．已知圆弧轨道半径R=1.8m，小滑块的质量关系是mB=2mA，重力加速度g=10m/s2．则碰后小滑块B的速度大小不可能是
A．5m/s B．4m/s C．3m/s D．2m/s
5．如图所示为A，B两球沿一直线运动并发生正碰，如图为两球碰撞前后的位移图像。a、b分别为A，B两球碰前的位移图像，c为碰撞后两球共同运动的位移图像，若A球质量是m=2 kg，则由图判断下列结论错误的是（　　）
A．碰撞前后A的动量变化为4 kg·m/s
B．碰撞时A对B所施冲量为-4 N·s
C．B碰撞前的总动量为3 kg·m/s
D．碰撞中A，B两球组成的系统损失的动能为10J
6．如图，立柱固定于光滑水平面上O点，质量为M的小球a向右运动，与静止于Q点的质量为m的小球b发生弹性碰撞，碰后a球立即向左运动，b球与立柱碰撞能量不损失，所有碰撞时间均不计，b球恰好在P点追到a球，Q点为OP间中点，则a、b球质量之比M：　　
A．3：5 B．1：3 C．2：3 D．1：2
7．如图所示，与轻弹簧相连的物体A停放在光滑的水平面上．物体B沿水平方向向右运动，跟与A相连的轻弹簧相碰．在B跟弹簧相碰后，对于A、B和轻弹簧组成的系统，下列说法中不正确的是（ ）
A．弹簧被压缩的过程中系统的总动量不断减小
B．弹簧压缩量最大时，A、B的动能之和最小
C．弹簧压缩量最大时，A、B的速度相同
D．物体A的速度最大时，弹簧的弹性势能为零
8．如图所示,光滑的水平导轨上套有一质量为1kg、可沿杆自由滑动的滑块,滑块下方通过一根长为1m的轻绳悬挂着质量为0.99kg的木块.开始时滑块和木块均静止,现有质量为10g的子弹以500m/s的水平速度击中木块并留在其中(作用时间极短),取重力加速g=10m/s2.下列说法正确的是
A．子弹和木块摆到最高点时速度为零
B．滑块的最大速度为2.5m/s
C．子弹和木块摆起的最大高度为0.625m
D．当子弹和木块摆起高度为0.4m时,滑块的速度为1m/s
9．如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一质量为m的小球从距A点正上方R处由静止释放，小球由A点沿切线方向进入半圆轨道后又从B点冲出，已知半圆弧半径为R，小车质量是小球质量的k倍，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A．在相互作用过程中小球和小车组成的系统动量守恒
B．小球从小车的B点冲出后，不能上升到刚释放时的高度
C．小球从滑人轨道至圆弧轨道的最低点时，车的位移大小为
D．小球从滑人轨道至圆弧轨道的最低点时，小球的位移大小为
10．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，虚线左侧无磁场，右侧有磁感应强度B=0.25T的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，质量mc=0.001kg、带电量qc=-2×10-3C的小球C静置于其中；虚线左侧有质量mA=0.004kg，不带电的绝缘小球A以速度v0=20m/s进入磁场中与C球发生正碰，碰后C球对水平面压力刚好为零，碰撞时电荷不发生转移，g取10m/s2，取向右为正方向，则下列说法正确的是（　　）
A．碰后A球速度为25m/s
B．C对A的冲量为0.02N·s
C．A对C做的功为0.2J
D．AC间的碰撞为弹性碰撞
11．如图所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车，现有一质量为2m的光滑小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则下列说法正确的是（　　）
A．小球离车后，对地将做自由落体运动 B．小球离车后，对地将向右做平抛运动
C．小球在弧形槽上上升的最大高度为 D．此过程中小球对车做的功为
12．如图所示，静止在水平面上内壁光滑盒子中有一小球，盒子与小球的质量均为m，盒子与水平面间的动摩擦因数为μ．现给盒子一个水平向右的冲量I，盒子与小球发生多次没有机械能损失的碰撞，最终都停下来．用t表示从瞬时冲量作用在盒子上到最终停下来所用的时间，s表示以上过程中盒子的位移，则下列各式正确的是（ ）
A． B．
C． D．
13．甲、乙两铁球质量分别是、，在光滑平面上沿同一直线运动，速度分别是、。甲追上乙发生正碰后两物体的速度有可能是（　　）
A．， B．，
C．， D．，
14．如图所示，光滑水平面上甲、乙两球间粘少许炸药，一起以速度0.5m/s向右做匀速直线运动。已知甲、乙两球质量分别0.1kg和0.2kg。某时刻炸药突然爆炸，分开后两球仍沿原直线运动，从爆炸开始计时经过3.0s，两球之间的距离为x=2.7m，则下列说法正确的是（　　）
A．刚分离时，甲、乙两球的速度方向相同
B．刚分离时，甲球的速度大小为0.6m/s
C．刚分离时，乙球的速度大小为0.3m/s
D．爆炸过程中释放的能量为0.027J
15．保龄球运动因为具有很高的观赏性被很多人所喜爱，某人在一次击球练习中，首先用力将甲球抛出，接着又用力将乙球抛出，两球均在光滑的轨道上沿同一直线向同一方向运动，某时刻乙球追上甲球并发生碰撞，假设碰撞前甲球的动量为，乙球的动量为，碰后甲球的动量变为，两球大小形状完全相同，则下列关于甲、乙两球质量与的关系，可能正确的是（　　）
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．如图所示，一个运动的中子与一个静止的中子发生弹性碰撞，碰撞过程中动量_____（“一定”、“可能”或“一定不”）守恒，碰撞后A中子_____（“静止”“向右运动”或“向左运动”）．
17．如图所示，半径为及的光滑圆形轨道固定在竖直平面内，小球A、B质量均为m（两球可视为质点），球A从与圆心等高的位置静止沿轨道下滑，与位于轨道最低点的球B碰撞并粘连在一起，已知重力加速度为g．则碰撞中两球损失的机械能为_____，碰撞后两球在轨道上达到的最大高度为_____．
18．如图所示, 水平桌面上有一木块A,质量198g, 它与桌面间动摩擦因数为0.1, 木块A距桌边2.0m, 一子弹质量2.0g, 水平射入木块后与木块一起在桌面上滑动, 子弹速度至少为_________m／s能将木块击出桌面.
19．某实验小组用如图所示装置验证动量守恒定律，实验开始前在水平放置的气垫导轨左端装一个弹射装置，当滑块碰到弹射装置后将被锁定，打开控制开关，滑块可被弹射装置向右弹出。滑块A（质量为mA）和B（质量为mB）上装有相同宽度的挡光片，两滑块之间发生的碰撞是弹性碰撞。实验开始前，滑块A被弹射装置锁定，滑块B静置于两个光电门之间。
（1）解除锁定，滑块A被弹出。计算机显示光电门1有一个时间记录，光电门2有两个时间记录，则滑块A与B的质量大小关系是mA________mB（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）改变滑块质量，再次进行实验。计算机显示光电门1有两个时间记录、，光电门2有一个时间记录，则滑块A与B的质量大小关系是mA________mB（填“大于”、“等于”或“小于”），只要等式________成立，则可说明碰撞过程中动量守恒（用题中所给字母表示）。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，光滑曲面轨道的水平出口与停在光滑水平面上的平板小车上表面相平，小车上表面不光滑，质量为m的小滑块从光滑轨道上某处由静止开始滑下并滑上小车，使得小车在水平面上滑动．已知小滑块从高为H的位置由静止开始滑下，最终停到小车上。若小车的质量为M，重力加速度为g，求：
（1）小滑块滑到曲面轨道最低点的速度；
（2）滑块滑上小车后，小车达到的最大速度；
（3）该过程中小滑块相对小车滑行的位移。
21．如图甲所示，质量m=1kg的小滑块，从固定的四分之一圆弧轨道的最高点A由静止滑下，经最低点B后滑到位于水平面的木板上，并恰好不从木板的右端滑出．已知圆弧轨道半径R=6m，木板长l=10m，上表面与圆弧轨道相切于B点，木板下表面光滑，木板运动的v—t图象如图乙所示．取g=10 m／s2．求：
(1)滑块在圆弧轨道上运动时产生的内能；
(2)滑块与木板间的动摩擦因数及滑块在木板上相对木板滑动过程中产生的内能。
22．在足够大的竖直匀强电场中，有一条与电场线平行的直线，如图中的虚线所示．直线上有两个小球A和B，质量均为m．电荷量为q的A球恰好静止，电荷量为2.5q的B球在A球正下方，相距为L．由静止释放B球，B球沿着直线运动并与A球发生正碰，碰撞时间极短，碰撞中A、B两球的总动能无损失．设在每次碰撞过程中A、B两球间均无电荷量转移，且不考虑两球间的库仑力和万有引力，重力加速度用g表示．求：
（1）匀强电场的电场强度大小E；
（2）第一次碰撞后，A、B两球的速度大小vA、vB；
（3）在以后A、B两球不断地再次碰撞的时间间隔会相等吗 如果相等，请计算该时间间隔T；如果不相等，请说明理由．
23．如图所示，用轻弹簧拴接A、B两物块放在光滑的水平地面上，物块B的左侧与竖直墙面接触。物块C以速度v0= 6m/s向左运动，与物块A发生弹性碰撞，已知物块A、B、C的质量分别是mA = 3kg、mB = 2kg、mC = 1kg，弹簧始终在弹性限度内，求：
（1）物块B离开墙壁前和离开墙壁后，弹簧的最大弹性势能之比；
（2）物块B离开墙壁后的最大速度。
参考答案
1．B
2．A
3．D
4．A
5．C
6．A
7．A
8．C
9．D
10．C
11．C
12．D
13．B
14．D
15．C
16．一定 静止
17．；
18．200
19．大于 小于
20．（1）；（2）； （3）
21．（1）10J（2）0.3；30J
22．（1）（2）（3）
23．（1）；（2）