第一章动量守恒定律 单元测试（word版含答案）

2022春人教（2019）物理选择性第一册第1章：动量守恒定律含答案
一、选择题。
1、(多选)如图所示，用两根长度都等于L的细绳，分别把质量相等、大小相同的a、b两球悬于同一高度，静止时两球恰好相接触．现把a球拉到细绳处于水平位置，然后无初速释放，当a球摆动到最低位置与b球相碰后，b球可能升高的高度为(　　)
A．L B. C. D.
2、（双选）如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为圆周的最低点．每根杆上都套着一个质量相同的小滑环(图中未画出)，三个小滑环分别从a、b、c处释放(初速度为零)，关于它们下滑的过程，下列说法正确的是(　　)
A．重力对它们的冲量相同
B．弹力对它们的冲量相同
C．合外力对它们的冲量相同
D．它们的动能增量不同
3、甲、乙两名滑冰运动员沿同一直线相向运动，速度大小分别为3 m/s和1 m/s，迎面碰撞后(正碰)甲、乙两人反向运动，速度大小均为2 m/s.则甲、乙两人质量之比为(　　)
A．3:5 B．2:5
C．5:3 D．2:3
4、如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动．滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右．滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左．两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是(　　)
A．A和B都向左运动
B．A和B都向右运动
C．A静止，B向右运动
D．A向左运动，B向右运动
5、(多选)下列图片所描述的事例或应用中，利用了反冲原理的是(　　)
6、如图所示，质量为m的物体从竖直轻弹簧的正上方自由落下将弹簧压缩．已知物体下落高度h，经历时间为t，物体压在弹簧上的速度为v，则在此过程中地面对弹簧支持力的冲量I为(　　)
A．0 B．mgt－mv
C．mgt＋mv D．－mgt－mv
7、如图所示，光滑水平面上有质量均为m的物块A和B，B上固定一轻弹簧，B静止，A以速度v0水平向右运动，通过弹簧与B发生作用．作用过程中，弹簧获得的最大弹性势能Ep为(　　)
A.mv　　　　B.mv C.mv D.mv
8、（双选）古时候有“守株待兔”的寓言．假设兔子的质量为2 kg，以15 m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1 m/s，取兔子初速度方向为正方向，则(　　)
A．兔子撞树前的动量大小为30 kg·m/s
B．兔子撞树过程中的动量变化量为28 kg·m/s
C．兔子撞树过程中的动量变化的方向与兔子撞树前的速度方向相同
D．兔子受到撞击力的冲量大小为32 N·s
9、如图，放在光滑水平面上的小车质量为M，它两端各有弹性挡板P和Q.有一质量为m的物体放于车上，车内表面与物体间的动摩擦因数为μ，今给物体施一瞬时冲量，使之获得初速度v0向右运动，物体与Q碰撞后又返回，再与P碰撞．这样物体在车内来回与P和Q碰撞若干次后最终速度为(　　)
A．零 B．mv0/(M＋m)
C．v0 D．一定小于v0的速度，大小不能确定
10、如图所示，木块A和B质量均为2 kg，置于光滑水平面上，B与一轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在竖直挡板上，当A以4 m/s的速度向B撞击时，由于有橡皮泥而粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时，具有的弹性势能大小为(　　)
A．4 J B．8 J C．16 J D．32 J
11、如图所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为(　　)
A．v0－v2　　B．v0＋v2 C．v0－v2 D．v0＋(v0－v2)
12、如图所示，甲、乙两车的质量均为M，静置在光滑的水平面上，两车相距为L.乙车上站立着一个质量为m的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触，以下说法正确的是(　　)
A．甲、乙两车运动中速度之比为
B．甲、乙两车运动中速度之比为
C．甲车移动的距离为L
D．乙车移动的距离为L
二、实验类题。
13、（实验）在利用气垫导轨验证动量守恒时，用到的测量工具有(　　)
A．停表、天平、刻度尺
B．弹簧测力计、停表、天平
C．天平、刻度尺、光电计时器
D．停表、刻度尺、光电计时器
14、（实验填空）用如图所示装置验证动量守恒时，气垫导轨水平放置，挡光板宽度为9.0 mm，两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后，左侧滑块通过左侧光电计时器，记录时间为0.040 s，右侧滑块通过右侧光电计时器，记录时间为0.060 s，左侧滑块质量为100 g，左侧滑块的m1v1＝22.5 g·m/s，右侧滑块质量为150 g，两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1＋m2v2＝ g·m/s。
三、计算类题。
15、（计算题）有一宇宙飞船以v＝10 km/s在太空中飞行，突然进入一密度为ρ＝10－7 kg/m3的微陨石尘区，假设微陨石与飞船碰撞后即附着在飞船上．欲使飞船保持原速度不变，试求飞船的助推器的助推力应增大为多少．(已知飞船的正横截面积S＝2 m2)．
16、（计算题）如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA＝4 kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计．可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB＝2 kg，现对A施加一个水平向右的恒力F＝10 N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t＝0.6 s，二者的速度达到vt＝2 m/s.求：
(1)A开始运动时加速度a的大小；
(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；
(3)A的上表面长度l.
17、（计算类题）冰球运动是一项对抗性极强的冰雪体育竞技项目．如图所示，甲、乙两冰球运动员为争抢冰球而合理水平冲撞，冲撞过程中运动员手中的冰球杆未与地面接触．已知甲运动员的质量为60 kg，乙运动员的质量为70 kg，冲撞前两运动员速度大小均为5 m/s，方向相反，冲撞结束，甲被撞回，速度大小为2 m/s，如果冲撞接触时间为0.2 s，忽略冰球鞋与冰面间的摩擦．问：
(1)撞后乙的速度大小是多少？方向又如何？
(2)冲撞时两运动员相互间的平均作用力多大？
2022春人教（2019）物理选择性第一册第1章：动量守恒定律含答案
一、选择题。
1、(多选)如图所示，用两根长度都等于L的细绳，分别把质量相等、大小相同的a、b两球悬于同一高度，静止时两球恰好相接触．现把a球拉到细绳处于水平位置，然后无初速释放，当a球摆动到最低位置与b球相碰后，b球可能升高的高度为(　　)
A．L B. C. D.
【答案】ABC
2、（双选）如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为圆周的最低点．每根杆上都套着一个质量相同的小滑环(图中未画出)，三个小滑环分别从a、b、c处释放(初速度为零)，关于它们下滑的过程，下列说法正确的是(　　)
A．重力对它们的冲量相同
B．弹力对它们的冲量相同
C．合外力对它们的冲量相同
D．它们的动能增量不同
【答案】AD
3、甲、乙两名滑冰运动员沿同一直线相向运动，速度大小分别为3 m/s和1 m/s，迎面碰撞后(正碰)甲、乙两人反向运动，速度大小均为2 m/s.则甲、乙两人质量之比为(　　)
A．3:5 B．2:5
C．5:3 D．2:3
【答案】A
4、如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动．滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右．滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左．两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是(　　)
A．A和B都向左运动
B．A和B都向右运动
C．A静止，B向右运动
D．A向左运动，B向右运动
【答案】D
5、(多选)下列图片所描述的事例或应用中，利用了反冲原理的是(　　)
【答案】ABC
6、如图所示，质量为m的物体从竖直轻弹簧的正上方自由落下将弹簧压缩．已知物体下落高度h，经历时间为t，物体压在弹簧上的速度为v，则在此过程中地面对弹簧支持力的冲量I为(　　)
A．0 B．mgt－mv
C．mgt＋mv D．－mgt－mv
【答案】BC
7、如图所示，光滑水平面上有质量均为m的物块A和B，B上固定一轻弹簧，B静止，A以速度v0水平向右运动，通过弹簧与B发生作用．作用过程中，弹簧获得的最大弹性势能Ep为(　　)
A.mv　　　　B.mv C.mv D.mv
【答案】C
8、（双选）古时候有“守株待兔”的寓言．假设兔子的质量为2 kg，以15 m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1 m/s，取兔子初速度方向为正方向，则(　　)
A．兔子撞树前的动量大小为30 kg·m/s
B．兔子撞树过程中的动量变化量为28 kg·m/s
C．兔子撞树过程中的动量变化的方向与兔子撞树前的速度方向相同
D．兔子受到撞击力的冲量大小为32 N·s
【答案】AD
9、如图，放在光滑水平面上的小车质量为M，它两端各有弹性挡板P和Q.有一质量为m的物体放于车上，车内表面与物体间的动摩擦因数为μ，今给物体施一瞬时冲量，使之获得初速度v0向右运动，物体与Q碰撞后又返回，再与P碰撞．这样物体在车内来回与P和Q碰撞若干次后最终速度为(　　)
A．零 B．mv0/(M＋m)
C．v0 D．一定小于v0的速度，大小不能确定
【答案】B
10、如图所示，木块A和B质量均为2 kg，置于光滑水平面上，B与一轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在竖直挡板上，当A以4 m/s的速度向B撞击时，由于有橡皮泥而粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时，具有的弹性势能大小为(　　)
A．4 J B．8 J C．16 J D．32 J
【答案】B
11、如图所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为(　　)
A．v0－v2　　B．v0＋v2 C．v0－v2 D．v0＋(v0－v2)
【答案】D
12、如图所示，甲、乙两车的质量均为M，静置在光滑的水平面上，两车相距为L.乙车上站立着一个质量为m的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触，以下说法正确的是(　　)
A．甲、乙两车运动中速度之比为
B．甲、乙两车运动中速度之比为
C．甲车移动的距离为L
D．乙车移动的距离为L
【答案】ACD
二、实验类题。
13、（实验）在利用气垫导轨验证动量守恒时，用到的测量工具有(　　)
A．停表、天平、刻度尺
B．弹簧测力计、停表、天平
C．天平、刻度尺、光电计时器
D．停表、刻度尺、光电计时器
【答案】C
【解析】用天平测滑块质量，用刻度尺测挡光片的宽度．运动时间是指挡光片通过光电门的时间，由光电计时器计时，因此不需要停表．
14、（实验填空）用如图所示装置验证动量守恒时，气垫导轨水平放置，挡光板宽度为9.0 mm，两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后，左侧滑块通过左侧光电计时器，记录时间为0.040 s，右侧滑块通过右侧光电计时器，记录时间为0.060 s，左侧滑块质量为100 g，左侧滑块的m1v1＝22.5 g·m/s，右侧滑块质量为150 g，两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1＋m2v2＝ g·m/s。
【答案】0
【解析】左侧滑块的速度为：v1＝＝ m/s＝0.225 m/s
则左侧滑块的m1v1＝100 g×0.225 m/s＝22.5 g·m/s
右侧滑块的速度为：v2＝＝ m/s＝0.15 m/s
则右侧滑块的m2v2＝150 g×(－0.15 m/s)＝－22.5 g·m/s
因为m1v1与m2v2等大、反向，所以两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1＋m2v2＝0。
三、计算类题。
15、（计算题）有一宇宙飞船以v＝10 km/s在太空中飞行，突然进入一密度为ρ＝10－7 kg/m3的微陨石尘区，假设微陨石与飞船碰撞后即附着在飞船上．欲使飞船保持原速度不变，试求飞船的助推器的助推力应增大为多少．(已知飞船的正横截面积S＝2 m2)．
【答案】20 N
解析：选在时间Δt内与飞船碰撞的微陨石为研究对象，其质量应等于底面积为S，高为vΔt的直柱体内微陨石尘的质量，即m＝ρSvΔt，初动量为0，末动量为mv.设飞船对微陨石的作用力为F，由动量定理得：
F·Δt＝mv－0
则F＝＝ρSv2＝10－7×2×(104)2 N＝20 N
根据牛顿第三定律可知，微陨石对飞船的撞击力大小也等于20 N.
因此，飞船要保持原速度匀速飞行，助推器增大的推力应为20 N.
16、（计算题）如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA＝4 kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计．可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB＝2 kg，现对A施加一个水平向右的恒力F＝10 N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t＝0.6 s，二者的速度达到vt＝2 m/s.求：
(1)A开始运动时加速度a的大小；
(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；
(3)A的上表面长度l.
【答案】(1)2.5 m/s2　(2)1 m/s　(3)0.45 m
解析：(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律有F＝mAa①
代入数据解得a＝2.5 m/s2.②
(2)对A、B碰撞后共同运动t＝0.6 s的过程，由动量定理得Ft＝(mA＋mB)vt－(mA＋mB)v③
代入数据解得v＝1 m/s.④
(3)设A、B发生碰撞前，A的速度为vA，对A、B发生碰撞的过程，由动量守恒定律有mAvA＝(mA＋mB)v⑤
A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理有
Fl＝mAv⑥
由④⑤⑥式，代入数据解得l＝0.45 m.
17、（计算类题）冰球运动是一项对抗性极强的冰雪体育竞技项目．如图所示，甲、乙两冰球运动员为争抢冰球而合理水平冲撞，冲撞过程中运动员手中的冰球杆未与地面接触．已知甲运动员的质量为60 kg，乙运动员的质量为70 kg，冲撞前两运动员速度大小均为5 m/s，方向相反，冲撞结束，甲被撞回，速度大小为2 m/s，如果冲撞接触时间为0.2 s，忽略冰球鞋与冰面间的摩擦．问：
(1)撞后乙的速度大小是多少？方向又如何？
(2)冲撞时两运动员相互间的平均作用力多大？
【答案】(1)1 m/s，方向与甲碰前的速度方向相同 (2)2100 N
解析：(1)取甲碰前的速度方向为正方向，根据动量守恒定律，对系统有：m甲v甲－m乙v乙＝－m甲v甲′＋m乙v′乙
解得v′乙＝1 m/s
方向与甲碰前的速度方向相同．
(2)根据动量定理，对甲有：－Ft＝－m甲v甲′－m甲v甲
解得F＝2100 N.