高中物理同步人教版选择性必修第一册第一章动量守恒定律单元检测（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 高中物理同步人教版选择性必修第一册第一章动量守恒定律单元检测（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 298.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-20 00:46:30 | ||
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文档简介
2022版高中同步人教版选择性必修第一册 第一章 动量守恒定律 单元检测
一、单选题
1．如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从两侧同时射入木块，木块始终保持静止，子弹A射入木块的深度是B的2倍。假设木块对子弹阻力大小恒定，则下列说法正确的是（ ）
A．子弹A的质量是子弹B的质量的2倍
B．子弹A的初动量是子弹B的初动量大小的2倍
C．若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则木块不会始终保持静止
D．若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则子弹A射入木块的深度仍是子弹B的2倍
2．为了研究小球由静止释放后撞击地面弹跳的规律，某同学利用运动传感器采集数据并作出了v﹣t图象．小球质量为0.4kg，空气阻力不计，由图可知（ ）
A．横坐标每一小格表示的时间是0.01s
B．小球下落的初始位置离地面的高度为1.25m
C．小球第一次反弹的最大高度为1.8m
D．小球第一次撞击地面时，地面对小球的平均作用力为48N
3．如图所示，两个质量不同的闭合铝环a、b套在一个光滑水平绝缘长圆柱上，a、b中间还有一个塑料环P。现在用恒流源为a、b两环同时通入大小相同、方向相反的电流后，下列说法中正确的是（ ）
A．a、b两环的机械能始终相等
B．a、b两环的动量始终等大反向
C．a、b两环的加速度始终等大反向
D．穿过P环内的磁通量恒为零
4．一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后各发射一发炮弹，设两炮弹的质量相同，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是（ ）
A．动量不变，速度增大 B．动量变小，速度不变
C．动量增大，速度增大 D．动量增大，速度减小
5．如图所示,在光滑的水平面上有2018个完全相同的小球排成一条直线，均处于静止状态。现给第一个小球初动能Ek，使它正对其他小球运动。若小球间的所有碰撞都是完全非弹性的，则整个碰撞过程中因为碰撞损失的机械能总量为( )
A．Ek B．Ek C．Ek D．
二、多选题
6．如图所示，固定的光滑金属水平导轨间距为L，导轨电阻不计，左端接有阻值为R的电阻，导轨处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中．质量为m、电阻不计的导体棒ab，在垂直导体棒的水平恒力F作用下，由静止开始运动，经过时间t，导体棒ab刚好匀速运动，整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．在这个过程中，下列说法正确的是
A．导体棒ab刚好匀速运动时的速度
B．通过电阻的电荷量
C．导体棒的位移
D．电阻放出的焦耳热
7．如图斜面倾角为，与斜面夹角为的恒力F拉着物块匀速向上运动，经过时间t，则（ ）
A．物块重力的冲量为0 B．物块的动量不变
C．物块受拉力的冲量为Ft D．物块的合力冲量为
8．如图，小物块放置于光滑斜面上，斜面固定于光滑水平地面上，在小物块由静止沿斜面下滑的过程中，下列说法正确的是：（ ）
A．斜面对小物块的作用力做功为零； B．小物块的机械能增加
C．小物块的机械能减少； D．小物块的重力势能减少，动能增大
9．如图所示，质量为2m的物体A放在光滑水平面上，右端与一水平轻质弹簧相连，弹簧另一端固定在墙上，质量为m的物体B以速度向右运动，与A相碰后一起压缩弹簧，直至B与A分离的过程中，下列说法正确的是
A．在弹簧被压缩的过程中，物体B、A组成的系统机械能守恒
B．弹簧的最大弹性势能为
C．物体A对B做的功为
D．物体A对B的冲量大小为
10．质量为m的木板与直立的轻质弹簧的上端相连，弹簧下端固定在水平地面上，静止时弹簧的压缩量为h，如图所示。现将一质量为2m的物体从距离木板正上方2h处由静止释放，物体与木板碰撞后粘在一起向下运动，到达最低点后又向上运动，它们恰能回到A点，物体可视为质点，空气阻力、木板厚度忽略不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．物块和木板一起向下运动过程中的速度先增大后减小
B．整个运动过程，物块、木板和弹簧组成的系统机械能守恒
C．物块和木板碰撞后瞬间的共同速度为
D．物块和木板运动到最低点时的加速度大小等于g
11．一光滑宽阔的斜面，倾角为θ，高为h，现有一小球在A处以水平速度v0射出，最后从B处离开斜面，下列说法正确的是（ ）
A．小球的运动轨迹为抛物线
B．小球的加速度为gsinθ
C．小球从A处到达B处所用的时间为
D．小球到达B处的水平方向位移大小
三、实验题
12．某同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律，弹性球1用细线悬挂于天花板的O点，0点正下方地面上有一竖直固定立柱（其粗细不计）．实验时，把球2放在立柱上，再将球1拉到A点，并使球1由静止释放，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞．实验过程中该同学发现，碰后球1恰好静止在立柱上，球2落到水平地面上的C点．现已测出球1在A点时其最低点到立柱的最上端的竖直高度为h，立柱的高度为H，球2在C点时其最右侧到立柱的水平距离为S，为了验证动量守恒定律，该同学完成如下事项：
（1）本实验还需要测量的物理量是___________
A．弹性球1的质量
B．弹性球2的质量
C．弹性球2的直径d
D．细线的长度L
（2）该同学根据以上实验过程和实验数据，以球1和球2为系统得到碰撞前系统的总动量表达式为________，碰撞后系统的总动量表达式________，代入相关数据验证在误差允许的范围内是否相等．
13．某实验小组采用如图所示实验装置验证动量守恒实验，气垫导轨置于水平桌面上，导轨上安装G1和G2两个光电计时器，A、B均为带有遮光片的弹性滑块，两遮光片沿运动方向的宽度相同，实验过程如下：
①调节气垫导轨成水平状态；
②轻推滑块A，测得A的遮光片通过光电计时器G1的遮光时间为；
③A与B相碰后，滑块B和A的遮光片先后经过光电计时器G2的遮光时间分别为和。
回答下列问题：
（1）在调节导轨水平时，只放上滑块A，并利用弹射装置使其向右运动，若滑块A经过光电计时器G1的挡光时间___________经过光由计时器G2的挡光时间（选填“大于”、“等于”或“小于”），则说明导轨水平；
（2）为验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，除了上述已知条件外，还必须要测量的物理量有___________；
A．两个光电门之间的距离L
B．A、B两滑块（包含挡光片）的质量、
C．遮光片的宽度d
（3）利用所测物理量的符号表示动量守恒成立的式子为：___________；如果还满足表达式___________时，即说明两滑块碰撞时无机械能损失。
四、解答题
14．如图甲所示，绝缘水平面上固定着两根足够长的光滑金属导轨PQ、MN， 相距为L=0.5m，ef右侧导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，磁感应强度B的大小如图乙变化。开始时ab棒和cd棒锁定在导轨如图甲位置，ab棒与cd棒平行，ab棒离水平面高度为h=0.2m，cd棒与ef之间的距离也为L，ab棒的质量为m1=0.2kg，有效电阻R1=0.05，cd棒的质量为m2=0.1kg，有效电阻为R2=0.15。（设a、b棒在运动过程始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计）。问：
(1)0~1s时间段通过cd棒的电流大小与方向；
(2)假如在1s末，同时解除对ab棒和cd棒的锁定，稳定后ab棒和cd棒将以相同的速度做匀速直线运动， 试求这一速度大小；
(3)对ab棒和cd棒从解除锁定到开始以相同的速度做匀速运动，ab棒产生的热量为多少？
15．如图所示，质量mA=4.0 kg的木板A放在光滑的水平面C上，木板右端放着质量mB=1.0 kg的小物块B（视为质点），小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.24开始时，它们均处于静止状态，现在木板A突然受到一个水平向右的12 N·s的瞬时冲量I作用开始运动.假设木板足够长，重力加速度g取10 m/s2.求：
（1）瞬时冲量作用结束时木板的速度v0；
（2）小物块从开始运动到相对木板静止的过程中对地发生的位移.
16．如图所示，光滑固定坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点，此时弹簧处于自然长度．已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g。
（1）求弹簧最大压缩量为d时的弹性势能（设弹簧处于原长时弹性势能为零）；
（2）当弹簧的最大压缩量为d时，若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少。
17．如图所示，小明站在静止在光滑水平面上的小车上用力向右推静止的木箱，木箱最终以速度v向右匀速运动．已知木箱的质量为m，人与车的总质量为2m，木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞，反弹回来后被小明接住．求：
(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v1的大小；
(2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v2的大小．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据系统动量守恒，有
对子弹A，根据动能定理，有
对子弹B，根据动能定理，有
依题意，有
联立，可得
故A错误；
B．根据A项分析易知子弹A的初动量和子弹B的初动量大小为
联立，可得
故B错误；
C．若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则根据A项分析，两子弹的初动量仍为相等的关系，故系统动量仍守恒，木块会始终保持静止，故C错误；
D．依题意，对子弹A，根据动能定理，有
对子弹B，根据动能定理，有
联立，可得
故D正确。
故选D。
2．D
【解析】
【详解】
A.小球下落时做自由落体运动，由图可知，小球落地时速度为6m/s，下落用时
图中对应6个小格，故每一小格表示0.1s.故选项A不符合题意.
B.小球下落的初始位置离地面的高度为：
故选项B不符合题意.
C.第一次反弹后做竖直上抛运动，由图可知，最大高度为：
故选项C不符合题意.
D.设向下为正方向，由图可知，碰撞时间为
△t＝0.1s
根据动量定理可知：
mg △t﹣F △t＝﹣mv′﹣mv
其中
v＝6m/s
v′＝5m/s
代入数据解得：地面对小球的平均作用力
F＝48N
故选项D符合题意.
3．B
【解析】
【详解】
A．将a、b两环看做一个系统，系统动量守恒，有
两环的机械能为
由于a、b两环质量不同，所以机械能不同，A错误；
B．由上可知，a、b两环的动量始终等大反向，B正确；
C．a、b两环的受到的合力始终等大反向，由于a、b两环质量不同，所以加速度也不同，C错误；
D．a、b两环的电流大小虽相同，但由于a、b两环的加速度不同，不同时刻离P环的距离不同，所以由于穿过P环内的磁通量是变化的，D错误。
故选B。
4．A
【解析】
【详解】
因船受到的牵引力及阻力不变，且开始时船匀速运动，故整个系统所受的合外力为零，动量守恒．设炮弹质量为m，船（不包括两炮弹）的质量为M，炮艇原来的速度为v0，发射炮弹的瞬间船的速度为v．设向右为正方向，则由动量守恒可得：（M+2m）v0=Mv+mv1-mv1；可得，v＞v0；可得发射炮弹后瞬间船的动量不变，速度增大；故选A．
点睛：本题为动量守恒定律的应用，在应用时要注意选取研究系统，注意动量守恒定律的条件以及列式时的矢量性．
5．B
【解析】
【详解】
以第一个小球初速度方向的为正方向，将2018个小球组成的整体看做一个系统，设系统最终的速度为v，运用动量守恒守恒得
解得
则系统损失的机械能为
解得
故选B。
6．ACD
【解析】
【详解】
A．导体棒匀速运动时满足
解得
选项A正确；
B．根据动量定理
而 ，则
选项B错误；
C．又
联立解得
选项C正确；
D．根据能量关系，电阻放出的焦耳热
将x及v的值代入解得
选项D正确；
故选ACD.
7．BC
【解析】
【详解】
A．重力不为0，作用时间大于0，冲量也不为0，故A错误；
B．木块匀速运动，速度不变，动量不变，故B正确；
C．根据冲量的定义，拉力的冲量为Ft，故C正确；
D．根据动量定理，合外力的冲量等于物体动量变化，合力的冲量为0，故D错误。
故选BC。
8．AD
【解析】
【详解】
A、由于斜面固定不动，则斜面对小物块的支持力做功为零，由于斜面光滑，小物块不受到摩擦力作用，则摩擦力不做功，即斜面对小物块的作用力做功为零，故A正确；
B、小物块在下滑的过程中只有重力做功，则机械能守恒，故BC错误；
D、小物块在下滑的过程中重力做正功，则重力势能减小，根据动能定理可知，动能增大，故D正确．
9．BD
【解析】
【详解】
在弹簧被压缩的过程中，由于弹簧对B、A有向左的作用力并做负功，故物体B、A组成的系统机械能不守恒，故A错误；两滑块碰撞过程动量守恒，以滑块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，解得：，当B、A的速度为零时，弹簧的弹性势能最大，即B、A与弹簧组成的系统机械能守恒，则有： ，故B正确；先B与A一起向右压缩弹簧，之后B与A向左运动，当A回原来位置时A与B分离，根据B、A与弹簧组成的系统机械能守恒可知，此时A、B的速度大小为，方向向左，故物体A对B做的功等于B动能的变化，即，故C错误；取向左为正方向，根据动量定理，可知物体A对B的冲量，故其大小为，故D正确；故选BD．
【点睛】系统所受合外力为零时，系统动量守恒，只有重力或只有弹力做功系统机械能守恒，由动量守恒定律、动量定理与系统机械能守恒定律分析答题．
10．AD
【解析】
【详解】
C．物体与木板碰前瞬间的速度为，则
两物体碰撞过程中动量守恒
整理得
C错误；
B．由于两个物体碰撞是完全非弹性碰撞，有机械能的损失，因此整个过程中机械能不守恒，B错误；
A．碰后两个物体一起向下运动过程中，开始一段弹簧的弹力小于两个物体的总重量，因此加速向下运动，当弹簧的弹力等于重力时速度达到最大，再向下运动时做减速运动，因此向下运动过程中速度先增加后减小，A正确；
D．根据简谐振动的对称性，再回到A点时，弹簧处于原长，两个物体的加速度为g，因此在最低点时加速度大小也为g方向竖直向上，D正确。
故选AD。
11．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．小球受重力和支持力两个力作用，合力沿斜面向下，与初速度方向垂直，做类平抛运动，其运动轨迹为抛物线，A正确；
B．根据牛顿第二定律知，小球的加速度
a==gsinθ，
B正确；
C．小球在沿加速度方向上的位移为
根据
解得运动时间
C正确；
小球在沿初速度方向的位移
x=v0t=
小球在沿加速度方向的位移的水平分位移
则小球在水平方向的总位移
D错误。
故选ABC。
12． （1）ABC （2），
【解析】
【分析】
要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量1、2两个小球的质量，1球下摆过程机械能守恒，根据守恒定律列式求最低点速度；碰撞后小球2做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度，然后验证动量是否守恒即可；
【详解】
(1)要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量1、2两个小球的质量m1、m2，要通过平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度，所以要测量立柱高H，球2在C点时到立柱的水平距离为，故ABC正确，D错误；
故选ABC．
(2)小球1从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有，解得：，碰撞后小球1静止， 小球2做平抛运动,运动时间：，所以2球碰后速度，以球1和球2为系统得到碰撞前系统的总动量表达式为 ，，碰撞后系统的总动量表达式为．
13． 等于 B （式中有d不给分）
【解析】
【详解】
[1]若导轨水平，则滑块在导轨上做匀速直线运动，通过两个光电门的速度相等，所以滑块A经过光电计时器G1的挡光时间等于经过光由计时器G2的挡光时间；
[2]碰撞前A的速度为
碰撞后A的速度为
碰撞后B的速度为
设A、B两滑块（包含挡光片）的质量分别是、，实验目的是验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，则
化简可得
所以需要测量A、B两滑块（包含挡光片）的质量、，不需要测量两个光电门之间的距离L和遮光片的宽度d，故选B；
[3]根据以上分析可知，动量守恒成立的表达式为
[4]若机械能守恒，则碰撞前系统的总动能等于碰撞后系统的总动能
化简可得
14．(1)1.25A，；(2)m/s；(3)J
【解析】
【详解】
（1）0~1s时间内由于磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律
闭合电路欧姆定律
代入数据可解得
cd棒中电流由
（2）1s末后磁场不变，ab棒从高为h处滑下到ef过程，由动能定理可知
解得
从ab棒刚到ef处至两棒达共同速度过程，由动量守恒定律得
解得
（3）对ab棒和cd棒从解除锁定到开始以相同的速度做匀速运动过程，由能量守恒可知
代入数据解得
由于ab和cd棒串联，所以产生的热量之比等于电阻之比，所以
15．（1）3 m/s（2）1.2 m
【解析】
【详解】
（1）设木板A的初速度为v0，由动量定理得I=mAv0
所以，木板A获得的初速度为 v0=3 m/s
（2）设小物块B与木板A相对静止时的共同速度为v，根据动量守恒定律得
mAv0=(mA+mB)v
共同速度 =2.4 m/s
对小物块B，由动能定理得 mBgs=mBv2
s==1.2 m
小物块B从开始运动到相对木板A静止的过程中对地发生的位移为1.2 m．
点睛：解决这类问题，应该先对物体进行受力分析和运动过程分析．在运用物理规律（动量定理、动能定理）求解问题．应用动量定理时要注意力的方向和速度方向问题．
16．(1)；(2)
【解析】
【详解】
(1) 物体滑到O点时的速度大小为，由机械能守恒定律得
解得
v＝
在水平滑道上物块A克服摩擦力所做的功为
由能量守恒定律得
以上各式联立得
(2)物块A被弹回的过程中，克服摩擦力所做的功仍为
由能量守恒定律得
所以物块A能够上升的最大高度为
17．①；②
【解析】
【详解】
试题分析：①取向左为正方向，由动量守恒定律有：0=2mv1-mv
得
②小明接木箱的过程中动量守恒，有mv+2mv1=（m+2m）v2
解得
考点：动量守恒定律
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从两侧同时射入木块，木块始终保持静止，子弹A射入木块的深度是B的2倍。假设木块对子弹阻力大小恒定，则下列说法正确的是（ ）
A．子弹A的质量是子弹B的质量的2倍
B．子弹A的初动量是子弹B的初动量大小的2倍
C．若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则木块不会始终保持静止
D．若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则子弹A射入木块的深度仍是子弹B的2倍
2．为了研究小球由静止释放后撞击地面弹跳的规律，某同学利用运动传感器采集数据并作出了v﹣t图象．小球质量为0.4kg，空气阻力不计，由图可知（ ）
A．横坐标每一小格表示的时间是0.01s
B．小球下落的初始位置离地面的高度为1.25m
C．小球第一次反弹的最大高度为1.8m
D．小球第一次撞击地面时，地面对小球的平均作用力为48N
3．如图所示，两个质量不同的闭合铝环a、b套在一个光滑水平绝缘长圆柱上，a、b中间还有一个塑料环P。现在用恒流源为a、b两环同时通入大小相同、方向相反的电流后，下列说法中正确的是（ ）
A．a、b两环的机械能始终相等
B．a、b两环的动量始终等大反向
C．a、b两环的加速度始终等大反向
D．穿过P环内的磁通量恒为零
4．一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后各发射一发炮弹，设两炮弹的质量相同，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是（ ）
A．动量不变，速度增大 B．动量变小，速度不变
C．动量增大，速度增大 D．动量增大，速度减小
5．如图所示,在光滑的水平面上有2018个完全相同的小球排成一条直线，均处于静止状态。现给第一个小球初动能Ek，使它正对其他小球运动。若小球间的所有碰撞都是完全非弹性的，则整个碰撞过程中因为碰撞损失的机械能总量为( )
A．Ek B．Ek C．Ek D．
二、多选题
6．如图所示，固定的光滑金属水平导轨间距为L，导轨电阻不计，左端接有阻值为R的电阻，导轨处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中．质量为m、电阻不计的导体棒ab，在垂直导体棒的水平恒力F作用下，由静止开始运动，经过时间t，导体棒ab刚好匀速运动，整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．在这个过程中，下列说法正确的是
A．导体棒ab刚好匀速运动时的速度
B．通过电阻的电荷量
C．导体棒的位移
D．电阻放出的焦耳热
7．如图斜面倾角为，与斜面夹角为的恒力F拉着物块匀速向上运动，经过时间t，则（ ）
A．物块重力的冲量为0 B．物块的动量不变
C．物块受拉力的冲量为Ft D．物块的合力冲量为
8．如图，小物块放置于光滑斜面上，斜面固定于光滑水平地面上，在小物块由静止沿斜面下滑的过程中，下列说法正确的是：（ ）
A．斜面对小物块的作用力做功为零； B．小物块的机械能增加
C．小物块的机械能减少； D．小物块的重力势能减少，动能增大
9．如图所示，质量为2m的物体A放在光滑水平面上，右端与一水平轻质弹簧相连，弹簧另一端固定在墙上，质量为m的物体B以速度向右运动，与A相碰后一起压缩弹簧，直至B与A分离的过程中，下列说法正确的是
A．在弹簧被压缩的过程中，物体B、A组成的系统机械能守恒
B．弹簧的最大弹性势能为
C．物体A对B做的功为
D．物体A对B的冲量大小为
10．质量为m的木板与直立的轻质弹簧的上端相连，弹簧下端固定在水平地面上，静止时弹簧的压缩量为h，如图所示。现将一质量为2m的物体从距离木板正上方2h处由静止释放，物体与木板碰撞后粘在一起向下运动，到达最低点后又向上运动，它们恰能回到A点，物体可视为质点，空气阻力、木板厚度忽略不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．物块和木板一起向下运动过程中的速度先增大后减小
B．整个运动过程，物块、木板和弹簧组成的系统机械能守恒
C．物块和木板碰撞后瞬间的共同速度为
D．物块和木板运动到最低点时的加速度大小等于g
11．一光滑宽阔的斜面，倾角为θ，高为h，现有一小球在A处以水平速度v0射出，最后从B处离开斜面，下列说法正确的是（ ）
A．小球的运动轨迹为抛物线
B．小球的加速度为gsinθ
C．小球从A处到达B处所用的时间为
D．小球到达B处的水平方向位移大小
三、实验题
12．某同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律，弹性球1用细线悬挂于天花板的O点，0点正下方地面上有一竖直固定立柱（其粗细不计）．实验时，把球2放在立柱上，再将球1拉到A点，并使球1由静止释放，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞．实验过程中该同学发现，碰后球1恰好静止在立柱上，球2落到水平地面上的C点．现已测出球1在A点时其最低点到立柱的最上端的竖直高度为h，立柱的高度为H，球2在C点时其最右侧到立柱的水平距离为S，为了验证动量守恒定律，该同学完成如下事项：
（1）本实验还需要测量的物理量是___________
A．弹性球1的质量
B．弹性球2的质量
C．弹性球2的直径d
D．细线的长度L
（2）该同学根据以上实验过程和实验数据，以球1和球2为系统得到碰撞前系统的总动量表达式为________，碰撞后系统的总动量表达式________，代入相关数据验证在误差允许的范围内是否相等．
13．某实验小组采用如图所示实验装置验证动量守恒实验，气垫导轨置于水平桌面上，导轨上安装G1和G2两个光电计时器，A、B均为带有遮光片的弹性滑块，两遮光片沿运动方向的宽度相同，实验过程如下：
①调节气垫导轨成水平状态；
②轻推滑块A，测得A的遮光片通过光电计时器G1的遮光时间为；
③A与B相碰后，滑块B和A的遮光片先后经过光电计时器G2的遮光时间分别为和。
回答下列问题：
（1）在调节导轨水平时，只放上滑块A，并利用弹射装置使其向右运动，若滑块A经过光电计时器G1的挡光时间___________经过光由计时器G2的挡光时间（选填“大于”、“等于”或“小于”），则说明导轨水平；
（2）为验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，除了上述已知条件外，还必须要测量的物理量有___________；
A．两个光电门之间的距离L
B．A、B两滑块（包含挡光片）的质量、
C．遮光片的宽度d
（3）利用所测物理量的符号表示动量守恒成立的式子为：___________；如果还满足表达式___________时，即说明两滑块碰撞时无机械能损失。
四、解答题
14．如图甲所示，绝缘水平面上固定着两根足够长的光滑金属导轨PQ、MN， 相距为L=0.5m，ef右侧导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，磁感应强度B的大小如图乙变化。开始时ab棒和cd棒锁定在导轨如图甲位置，ab棒与cd棒平行，ab棒离水平面高度为h=0.2m，cd棒与ef之间的距离也为L，ab棒的质量为m1=0.2kg，有效电阻R1=0.05，cd棒的质量为m2=0.1kg，有效电阻为R2=0.15。（设a、b棒在运动过程始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计）。问：
(1)0~1s时间段通过cd棒的电流大小与方向；
(2)假如在1s末，同时解除对ab棒和cd棒的锁定，稳定后ab棒和cd棒将以相同的速度做匀速直线运动， 试求这一速度大小；
(3)对ab棒和cd棒从解除锁定到开始以相同的速度做匀速运动，ab棒产生的热量为多少？
15．如图所示，质量mA=4.0 kg的木板A放在光滑的水平面C上，木板右端放着质量mB=1.0 kg的小物块B（视为质点），小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.24开始时，它们均处于静止状态，现在木板A突然受到一个水平向右的12 N·s的瞬时冲量I作用开始运动.假设木板足够长，重力加速度g取10 m/s2.求：
（1）瞬时冲量作用结束时木板的速度v0；
（2）小物块从开始运动到相对木板静止的过程中对地发生的位移.
16．如图所示，光滑固定坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点，此时弹簧处于自然长度．已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g。
（1）求弹簧最大压缩量为d时的弹性势能（设弹簧处于原长时弹性势能为零）；
（2）当弹簧的最大压缩量为d时，若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少。
17．如图所示，小明站在静止在光滑水平面上的小车上用力向右推静止的木箱，木箱最终以速度v向右匀速运动．已知木箱的质量为m，人与车的总质量为2m，木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞，反弹回来后被小明接住．求：
(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v1的大小；
(2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v2的大小．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据系统动量守恒，有
对子弹A，根据动能定理，有
对子弹B，根据动能定理，有
依题意，有
联立，可得
故A错误；
B．根据A项分析易知子弹A的初动量和子弹B的初动量大小为
联立，可得
故B错误；
C．若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则根据A项分析，两子弹的初动量仍为相等的关系，故系统动量仍守恒，木块会始终保持静止，故C错误；
D．依题意，对子弹A，根据动能定理，有
对子弹B，根据动能定理，有
联立，可得
故D正确。
故选D。
2．D
【解析】
【详解】
A.小球下落时做自由落体运动，由图可知，小球落地时速度为6m/s，下落用时
图中对应6个小格，故每一小格表示0.1s.故选项A不符合题意.
B.小球下落的初始位置离地面的高度为：
故选项B不符合题意.
C.第一次反弹后做竖直上抛运动，由图可知，最大高度为：
故选项C不符合题意.
D.设向下为正方向，由图可知，碰撞时间为
△t＝0.1s
根据动量定理可知：
mg △t﹣F △t＝﹣mv′﹣mv
其中
v＝6m/s
v′＝5m/s
代入数据解得：地面对小球的平均作用力
F＝48N
故选项D符合题意.
3．B
【解析】
【详解】
A．将a、b两环看做一个系统，系统动量守恒，有
两环的机械能为
由于a、b两环质量不同，所以机械能不同，A错误；
B．由上可知，a、b两环的动量始终等大反向，B正确；
C．a、b两环的受到的合力始终等大反向，由于a、b两环质量不同，所以加速度也不同，C错误；
D．a、b两环的电流大小虽相同，但由于a、b两环的加速度不同，不同时刻离P环的距离不同，所以由于穿过P环内的磁通量是变化的，D错误。
故选B。
4．A
【解析】
【详解】
因船受到的牵引力及阻力不变，且开始时船匀速运动，故整个系统所受的合外力为零，动量守恒．设炮弹质量为m，船（不包括两炮弹）的质量为M，炮艇原来的速度为v0，发射炮弹的瞬间船的速度为v．设向右为正方向，则由动量守恒可得：（M+2m）v0=Mv+mv1-mv1；可得，v＞v0；可得发射炮弹后瞬间船的动量不变，速度增大；故选A．
点睛：本题为动量守恒定律的应用，在应用时要注意选取研究系统，注意动量守恒定律的条件以及列式时的矢量性．
5．B
【解析】
【详解】
以第一个小球初速度方向的为正方向，将2018个小球组成的整体看做一个系统，设系统最终的速度为v，运用动量守恒守恒得
解得
则系统损失的机械能为
解得
故选B。
6．ACD
【解析】
【详解】
A．导体棒匀速运动时满足
解得
选项A正确；
B．根据动量定理
而 ，则
选项B错误；
C．又
联立解得
选项C正确；
D．根据能量关系，电阻放出的焦耳热
将x及v的值代入解得
选项D正确；
故选ACD.
7．BC
【解析】
【详解】
A．重力不为0，作用时间大于0，冲量也不为0，故A错误；
B．木块匀速运动，速度不变，动量不变，故B正确；
C．根据冲量的定义，拉力的冲量为Ft，故C正确；
D．根据动量定理，合外力的冲量等于物体动量变化，合力的冲量为0，故D错误。
故选BC。
8．AD
【解析】
【详解】
A、由于斜面固定不动，则斜面对小物块的支持力做功为零，由于斜面光滑，小物块不受到摩擦力作用，则摩擦力不做功，即斜面对小物块的作用力做功为零，故A正确；
B、小物块在下滑的过程中只有重力做功，则机械能守恒，故BC错误；
D、小物块在下滑的过程中重力做正功，则重力势能减小，根据动能定理可知，动能增大，故D正确．
9．BD
【解析】
【详解】
在弹簧被压缩的过程中，由于弹簧对B、A有向左的作用力并做负功，故物体B、A组成的系统机械能不守恒，故A错误；两滑块碰撞过程动量守恒，以滑块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，解得：，当B、A的速度为零时，弹簧的弹性势能最大，即B、A与弹簧组成的系统机械能守恒，则有： ，故B正确；先B与A一起向右压缩弹簧，之后B与A向左运动，当A回原来位置时A与B分离，根据B、A与弹簧组成的系统机械能守恒可知，此时A、B的速度大小为，方向向左，故物体A对B做的功等于B动能的变化，即，故C错误；取向左为正方向，根据动量定理，可知物体A对B的冲量，故其大小为，故D正确；故选BD．
【点睛】系统所受合外力为零时，系统动量守恒，只有重力或只有弹力做功系统机械能守恒，由动量守恒定律、动量定理与系统机械能守恒定律分析答题．
10．AD
【解析】
【详解】
C．物体与木板碰前瞬间的速度为，则
两物体碰撞过程中动量守恒
整理得
C错误；
B．由于两个物体碰撞是完全非弹性碰撞，有机械能的损失，因此整个过程中机械能不守恒，B错误；
A．碰后两个物体一起向下运动过程中，开始一段弹簧的弹力小于两个物体的总重量，因此加速向下运动，当弹簧的弹力等于重力时速度达到最大，再向下运动时做减速运动，因此向下运动过程中速度先增加后减小，A正确；
D．根据简谐振动的对称性，再回到A点时，弹簧处于原长，两个物体的加速度为g，因此在最低点时加速度大小也为g方向竖直向上，D正确。
故选AD。
11．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．小球受重力和支持力两个力作用，合力沿斜面向下，与初速度方向垂直，做类平抛运动，其运动轨迹为抛物线，A正确；
B．根据牛顿第二定律知，小球的加速度
a==gsinθ，
B正确；
C．小球在沿加速度方向上的位移为
根据
解得运动时间
C正确；
小球在沿初速度方向的位移
x=v0t=
小球在沿加速度方向的位移的水平分位移
则小球在水平方向的总位移
D错误。
故选ABC。
12． （1）ABC （2），
【解析】
【分析】
要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量1、2两个小球的质量，1球下摆过程机械能守恒，根据守恒定律列式求最低点速度；碰撞后小球2做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度，然后验证动量是否守恒即可；
【详解】
(1)要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量1、2两个小球的质量m1、m2，要通过平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度，所以要测量立柱高H，球2在C点时到立柱的水平距离为，故ABC正确，D错误；
故选ABC．
(2)小球1从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有，解得：，碰撞后小球1静止， 小球2做平抛运动,运动时间：，所以2球碰后速度，以球1和球2为系统得到碰撞前系统的总动量表达式为 ，，碰撞后系统的总动量表达式为．
13． 等于 B （式中有d不给分）
【解析】
【详解】
[1]若导轨水平，则滑块在导轨上做匀速直线运动，通过两个光电门的速度相等，所以滑块A经过光电计时器G1的挡光时间等于经过光由计时器G2的挡光时间；
[2]碰撞前A的速度为
碰撞后A的速度为
碰撞后B的速度为
设A、B两滑块（包含挡光片）的质量分别是、，实验目的是验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒，则
化简可得
所以需要测量A、B两滑块（包含挡光片）的质量、，不需要测量两个光电门之间的距离L和遮光片的宽度d，故选B；
[3]根据以上分析可知，动量守恒成立的表达式为
[4]若机械能守恒，则碰撞前系统的总动能等于碰撞后系统的总动能
化简可得
14．(1)1.25A，；(2)m/s；(3)J
【解析】
【详解】
（1）0~1s时间内由于磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律
闭合电路欧姆定律
代入数据可解得
cd棒中电流由
（2）1s末后磁场不变，ab棒从高为h处滑下到ef过程，由动能定理可知
解得
从ab棒刚到ef处至两棒达共同速度过程，由动量守恒定律得
解得
（3）对ab棒和cd棒从解除锁定到开始以相同的速度做匀速运动过程，由能量守恒可知
代入数据解得
由于ab和cd棒串联，所以产生的热量之比等于电阻之比，所以
15．（1）3 m/s（2）1.2 m
【解析】
【详解】
（1）设木板A的初速度为v0，由动量定理得I=mAv0
所以，木板A获得的初速度为 v0=3 m/s
（2）设小物块B与木板A相对静止时的共同速度为v，根据动量守恒定律得
mAv0=(mA+mB)v
共同速度 =2.4 m/s
对小物块B，由动能定理得 mBgs=mBv2
s==1.2 m
小物块B从开始运动到相对木板A静止的过程中对地发生的位移为1.2 m．
点睛：解决这类问题，应该先对物体进行受力分析和运动过程分析．在运用物理规律（动量定理、动能定理）求解问题．应用动量定理时要注意力的方向和速度方向问题．
16．(1)；(2)
【解析】
【详解】
(1) 物体滑到O点时的速度大小为，由机械能守恒定律得
解得
v＝
在水平滑道上物块A克服摩擦力所做的功为
由能量守恒定律得
以上各式联立得
(2)物块A被弹回的过程中，克服摩擦力所做的功仍为
由能量守恒定律得
所以物块A能够上升的最大高度为
17．①；②
【解析】
【详解】
试题分析：①取向左为正方向，由动量守恒定律有：0=2mv1-mv
得
②小明接木箱的过程中动量守恒，有mv+2mv1=（m+2m）v2
解得
考点：动量守恒定律
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