第一章动量守恒定律单元练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第一章动量守恒定律单元练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 312.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-24 23:31:46 | ||
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文档简介
2021-2022学年人教版（2019）高中物理选择性必修第一册第一章单元练习
一、单选题
1．建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图如图甲所示，打夯前先将桩料扶正立于地基上，桩料进入泥土的深度忽略不计。已知夯锤的质量为，桩料的质量为。如果每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上后立刻随桩料一起向下运动。桩料进入泥土后所受阻力大小随打入深度h的变化关系如图乙所示，直线斜率。g取，下列说法正确的是（ ）
A．夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为10m/s
B．因夯锤与桩料碰撞损失的机械能为20475J
C．若桩料进入泥土的深度超过1.5m，至少需打夯三次
D．若桩料进入泥土的深度超过1.5m，至少需打夯两次
2．如图所示，小车质量为M，置于光滑水平地面上，小车顶端有半径为R的四分之一光滑圆，质量为m的小球（可视为质点）从圆弧顶端由静止释放，重力加速度为g。对此运动过程分析，下列说法中正确的是（ ）
A．当小球滑到圆弧最低点时，小球的水平位移为R
B．当小球滑到圆弧最低点时，小球的水平位移为
C．当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为m
D．当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为M
3．在距地面高为h，同时以相等初速v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体，当它们从抛出到落地时，比较它们的动量的增量ΔP，有（ ）
A．平抛过程最大 B．竖直上抛过程最大
C．竖直下抛过程最大 D．三者一样大
4．如图，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB=2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为-4kg·m/s。则（ ）
A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5
B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10
C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5
D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：2
5．光滑水平面上有一个质量为m的光滑圆弧形槽，现将一个质量也为m的小钢球从槽的顶端水平A处由静止释放，在小球下滑的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．小球和槽组成的系统动量守恒
B．小球在下滑到圆弧槽的另一侧时，可以到达和A同水平的最高点C
C．小球下滑到底端B的过程中，其对地的运动轨迹为圆
D．小球在下滑到圆弧槽底端B的过程中，小球动能随时间先增大后减小
6．2014年12月3日，世界台联宣布中国斯诺克球手丁俊晖已确定在新的世界排名榜上跃居世界第一，他也成为台联有史以来第11位世界第一，同时也是首位登上世界第一的亚洲球员，丁俊晖为台球运动在中国的推广和发展做出了突出贡献。按照国际标准，每颗球的标准质量为，但是由于不同厂商生产水平的不同，所以生产出来的球的质量会有一些差异。如图所示，假设光滑水平面一条直线上依次放个质量均为的静止的弹性红球（相邻两个红球之间有微小的间腺），另有一颗质量为的弹性白球以初速度与号红球发生弹性正碰，则号红球最终的速度大小为（已知）（ ）
A． B． C．0 D．
二、多选题
7．一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙，如图所示，小物块以v0= 9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰撞时间为0.05 s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止，g取10 m/s2。则（ ）
A．小物块从A点运动到B处所用时间是0.625 s
B．碰撞瞬间小物块受到墙壁的平均作用力大小为10N
C．物块与地面间的动摩擦因数为0.32
D．物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功为9J
8．质量都为m的木块A和B，并排放在光滑水平地面上，A上固定一竖直轻杆，长为L的细线一端系在轻杆上部的O点，另一端系质量为m的小球C，现将C球向右拉起至水平拉直细线，如图所示，由静止释放，在之后的过程中（ ）
A．木块A最大速度为
B．木块A、B分离后，B的速度为
C．球过O点正下方后，上升的最大高度
D．C球在O点正下方向右运动时，速度为
9．水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2别作用在a、b一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v-t图线如图所示，图中AB∥CD。则整个过程中（ ）
A．水平推力F1、F2大小可能相等
B．a的平均速度大于b的平均速度
C．水平推力F1对a物体的冲量小于水平推力F2对b物体的冲量
D．摩擦力对a物体做的功小于摩擦力对b物体做的功
三、实验题
10．在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学采用如图所示的“碰撞实验器”来验证动量守恒定律。
（1）实验中必须要求的条件是______（填选项前的字母）。
A、斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B、斜槽轨道末端的切线必须水平
C、入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放
D、入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球多次从斜槽上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道水平部分的末端，再将入射小球从斜槽上S位置由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复。空气阻力忽略不计。接下来要完成的必要步骤是______（填选项前的字母）。
A、测量两个小球的质量m1、m2
B、测量入射小球开始释放时的高度h
C、测量抛出点距地面的高度H
D、分别找到入射小球、被碰小球相碰后落地点的平均位置M、N，测量平抛射程OM、ON
（3）若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式为______。
11．某实验小组在进行“验证动量守恒定律”的实验中，入射球与被碰球半径相同。
（1）用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径，测量结果如图甲所示，该球直径为___________cm；
（2）实验中，直接测定小球碰撞前、后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量___________（填选项前的符号），间接地解决这个问题；
A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的水平射程 D．小球的直径
（3）实验装置如图乙所示，先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下。记录纸上的O点是重垂线所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹，未放B球时，A球落地点是记录纸上的___________点；放上B球后，B球的落地点是记录纸上的___________点；
（4）释放多次后，取各落点位置的平均值，测得各落点痕迹到O点的距离：，，。用天平称得入射小球A的质量，，被碰小球B的质量。若将小球质量与水平位移的乘积作为“动量”，请将下面的表格填写完整。（结果保留三位有效数字）
碰前“总动量” 碰后“总动量”
0.2190 0.1310 0.2604 ________
根据上面表格中的数据，你认为能得到的结论是_____________；
（5）实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是_____________。
A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小
B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确
C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小
D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小
四、解答题
12．某游乐场游戏装置示意图如图所示，水平平台上固定一竖直光滑曲面，曲面下端处切线水平，并与半径为的竖直光滑圆轨道平滑连接，处有一固定挡板，处有一质量为的物块，质量为的物块从光滑曲面处由静止释放，处离平台高度为，物块恰好通过圆轨道内侧最高点后再进入平台，在处与物块发生弹性碰撞，碰后立即把物块制动停在处。已知平台处左侧部分长度为，处左侧平台是粗糙的，这段平台与物块之间的动摩擦因数为，处右侧平台是光滑。，不计空气阻力，两物块均可视为质点。求：
（1）处离平台高度；
（2）若碰后物块恰好到达处，求的值；
（3）若碰后物块到达处与挡板发生碰撞且碰撞无能量损失，物块反弹至处再与物块碰后粘在一起，要保证物块只与挡板发生一次碰撞，求的取值范围。
13．某兴趣小组设计了一种实验装置，用来研究碰撞问题，其模型如图所示，用完全相同的轻绳将N个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆、球间有微小间隔，从左到右，球的编号依次为1、2、3……N，球的质量依次递减，每球质量与其相邻左球质量之比为k（k＜1。将1号球向左拉起，然后由静止释放，使其与2号球碰撞，2号球再与3号球碰撞……所有碰撞皆为无机械能损失的正碰。（不计空气阻力，忽略绳的伸长，g取10 m/s2）
（1）设与n+1号球碰撞前，n号球的速度为vn，求n+1号球碰撞后的速度；
（2）若N＝4，在1号球向左拉高h的情况下，要使4号球碰撞后升高8h（8h小于绳长），问k值为多少。
14．如图所示为一足够长的粗糙斜面。斜面倾角θ=37°。一个质量m=1kg的滑块置于斜面上，与斜面间动摩擦因数μ=0.25，滑块在沿斜面向上的拉力作用下从静止开始向上运动并开始计时。（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，g=10m/s2）
（1）求滑块所受滑动摩擦力的大小。
（2）若拉力F=10N，求滑块加速度a的大小。
（3）在（2）问的基础上，当F作用4s后撤去，求物块能够上滑的最大距离。
15．如图所示，为一款叫“手摇碰碰球”的儿童玩具，两个相同的型支架可以绕中间的轴转动，顶端各自固定一个小球，轻摇手柄，控制好节奏就可以让两个小球转动时发生碰撞，发出清脆的响声。假设球1和球2大小相同，质量分别为和，保持转轴竖直，现让球1以速率逆时针匀速转动，之后与静止的球2发生碰撞，不计一切阻力。
（1）若碰撞是弹性的，求碰后球1、球2的速度的大小；
（2）若球2表面涂上强力胶（质量不计），碰后两球一起运动，求碰撞时损失的机械能大小。
试卷第1页，共3页
试卷第7页，共7页
参考答案：
1．C
2．C
3．B
4．A
5．B
6．B
7．ACD
8．BC
9．CD
10． BC AD
11． 2.14 C P N 3.66×10-3 在实验误差允许范围内，可认为系统在碰前和碰后的“动量”守恒 C
12．（1）；（2）；（3）
13．（1）（2）0.414
14．（1）2N；（2）；（3）20m
15．（1）；；（2）
答案第1页，共2页
答案第2页，共1页
一、单选题
1．建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图如图甲所示，打夯前先将桩料扶正立于地基上，桩料进入泥土的深度忽略不计。已知夯锤的质量为，桩料的质量为。如果每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上后立刻随桩料一起向下运动。桩料进入泥土后所受阻力大小随打入深度h的变化关系如图乙所示，直线斜率。g取，下列说法正确的是（ ）
A．夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为10m/s
B．因夯锤与桩料碰撞损失的机械能为20475J
C．若桩料进入泥土的深度超过1.5m，至少需打夯三次
D．若桩料进入泥土的深度超过1.5m，至少需打夯两次
2．如图所示，小车质量为M，置于光滑水平地面上，小车顶端有半径为R的四分之一光滑圆，质量为m的小球（可视为质点）从圆弧顶端由静止释放，重力加速度为g。对此运动过程分析，下列说法中正确的是（ ）
A．当小球滑到圆弧最低点时，小球的水平位移为R
B．当小球滑到圆弧最低点时，小球的水平位移为
C．当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为m
D．当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为M
3．在距地面高为h，同时以相等初速v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体，当它们从抛出到落地时，比较它们的动量的增量ΔP，有（ ）
A．平抛过程最大 B．竖直上抛过程最大
C．竖直下抛过程最大 D．三者一样大
4．如图，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB=2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为-4kg·m/s。则（ ）
A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5
B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10
C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5
D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：2
5．光滑水平面上有一个质量为m的光滑圆弧形槽，现将一个质量也为m的小钢球从槽的顶端水平A处由静止释放，在小球下滑的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．小球和槽组成的系统动量守恒
B．小球在下滑到圆弧槽的另一侧时，可以到达和A同水平的最高点C
C．小球下滑到底端B的过程中，其对地的运动轨迹为圆
D．小球在下滑到圆弧槽底端B的过程中，小球动能随时间先增大后减小
6．2014年12月3日，世界台联宣布中国斯诺克球手丁俊晖已确定在新的世界排名榜上跃居世界第一，他也成为台联有史以来第11位世界第一，同时也是首位登上世界第一的亚洲球员，丁俊晖为台球运动在中国的推广和发展做出了突出贡献。按照国际标准，每颗球的标准质量为，但是由于不同厂商生产水平的不同，所以生产出来的球的质量会有一些差异。如图所示，假设光滑水平面一条直线上依次放个质量均为的静止的弹性红球（相邻两个红球之间有微小的间腺），另有一颗质量为的弹性白球以初速度与号红球发生弹性正碰，则号红球最终的速度大小为（已知）（ ）
A． B． C．0 D．
二、多选题
7．一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙，如图所示，小物块以v0= 9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰撞时间为0.05 s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止，g取10 m/s2。则（ ）
A．小物块从A点运动到B处所用时间是0.625 s
B．碰撞瞬间小物块受到墙壁的平均作用力大小为10N
C．物块与地面间的动摩擦因数为0.32
D．物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功为9J
8．质量都为m的木块A和B，并排放在光滑水平地面上，A上固定一竖直轻杆，长为L的细线一端系在轻杆上部的O点，另一端系质量为m的小球C，现将C球向右拉起至水平拉直细线，如图所示，由静止释放，在之后的过程中（ ）
A．木块A最大速度为
B．木块A、B分离后，B的速度为
C．球过O点正下方后，上升的最大高度
D．C球在O点正下方向右运动时，速度为
9．水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2别作用在a、b一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v-t图线如图所示，图中AB∥CD。则整个过程中（ ）
A．水平推力F1、F2大小可能相等
B．a的平均速度大于b的平均速度
C．水平推力F1对a物体的冲量小于水平推力F2对b物体的冲量
D．摩擦力对a物体做的功小于摩擦力对b物体做的功
三、实验题
10．在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学采用如图所示的“碰撞实验器”来验证动量守恒定律。
（1）实验中必须要求的条件是______（填选项前的字母）。
A、斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B、斜槽轨道末端的切线必须水平
C、入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放
D、入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球多次从斜槽上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道水平部分的末端，再将入射小球从斜槽上S位置由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复。空气阻力忽略不计。接下来要完成的必要步骤是______（填选项前的字母）。
A、测量两个小球的质量m1、m2
B、测量入射小球开始释放时的高度h
C、测量抛出点距地面的高度H
D、分别找到入射小球、被碰小球相碰后落地点的平均位置M、N，测量平抛射程OM、ON
（3）若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式为______。
11．某实验小组在进行“验证动量守恒定律”的实验中，入射球与被碰球半径相同。
（1）用游标卡尺测量直径相同的入射球与被碰球的直径，测量结果如图甲所示，该球直径为___________cm；
（2）实验中，直接测定小球碰撞前、后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量___________（填选项前的符号），间接地解决这个问题；
A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的水平射程 D．小球的直径
（3）实验装置如图乙所示，先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，再把B球静置于水平槽前端边缘处，让A球仍从C处由静止滚下。记录纸上的O点是重垂线所指的位置，M、P、N分别为落点的痕迹，未放B球时，A球落地点是记录纸上的___________点；放上B球后，B球的落地点是记录纸上的___________点；
（4）释放多次后，取各落点位置的平均值，测得各落点痕迹到O点的距离：，，。用天平称得入射小球A的质量，，被碰小球B的质量。若将小球质量与水平位移的乘积作为“动量”，请将下面的表格填写完整。（结果保留三位有效数字）
碰前“总动量” 碰后“总动量”
0.2190 0.1310 0.2604 ________
根据上面表格中的数据，你认为能得到的结论是_____________；
（5）实验中，关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是_____________。
A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小
B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确
C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小
D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小
四、解答题
12．某游乐场游戏装置示意图如图所示，水平平台上固定一竖直光滑曲面，曲面下端处切线水平，并与半径为的竖直光滑圆轨道平滑连接，处有一固定挡板，处有一质量为的物块，质量为的物块从光滑曲面处由静止释放，处离平台高度为，物块恰好通过圆轨道内侧最高点后再进入平台，在处与物块发生弹性碰撞，碰后立即把物块制动停在处。已知平台处左侧部分长度为，处左侧平台是粗糙的，这段平台与物块之间的动摩擦因数为，处右侧平台是光滑。，不计空气阻力，两物块均可视为质点。求：
（1）处离平台高度；
（2）若碰后物块恰好到达处，求的值；
（3）若碰后物块到达处与挡板发生碰撞且碰撞无能量损失，物块反弹至处再与物块碰后粘在一起，要保证物块只与挡板发生一次碰撞，求的取值范围。
13．某兴趣小组设计了一种实验装置，用来研究碰撞问题，其模型如图所示，用完全相同的轻绳将N个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆、球间有微小间隔，从左到右，球的编号依次为1、2、3……N，球的质量依次递减，每球质量与其相邻左球质量之比为k（k＜1。将1号球向左拉起，然后由静止释放，使其与2号球碰撞，2号球再与3号球碰撞……所有碰撞皆为无机械能损失的正碰。（不计空气阻力，忽略绳的伸长，g取10 m/s2）
（1）设与n+1号球碰撞前，n号球的速度为vn，求n+1号球碰撞后的速度；
（2）若N＝4，在1号球向左拉高h的情况下，要使4号球碰撞后升高8h（8h小于绳长），问k值为多少。
14．如图所示为一足够长的粗糙斜面。斜面倾角θ=37°。一个质量m=1kg的滑块置于斜面上，与斜面间动摩擦因数μ=0.25，滑块在沿斜面向上的拉力作用下从静止开始向上运动并开始计时。（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，g=10m/s2）
（1）求滑块所受滑动摩擦力的大小。
（2）若拉力F=10N，求滑块加速度a的大小。
（3）在（2）问的基础上，当F作用4s后撤去，求物块能够上滑的最大距离。
15．如图所示，为一款叫“手摇碰碰球”的儿童玩具，两个相同的型支架可以绕中间的轴转动，顶端各自固定一个小球，轻摇手柄，控制好节奏就可以让两个小球转动时发生碰撞，发出清脆的响声。假设球1和球2大小相同，质量分别为和，保持转轴竖直，现让球1以速率逆时针匀速转动，之后与静止的球2发生碰撞，不计一切阻力。
（1）若碰撞是弹性的，求碰后球1、球2的速度的大小；
（2）若球2表面涂上强力胶（质量不计），碰后两球一起运动，求碰撞时损失的机械能大小。
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参考答案：
1．C
2．C
3．B
4．A
5．B
6．B
7．ACD
8．BC
9．CD
10． BC AD
11． 2.14 C P N 3.66×10-3 在实验误差允许范围内，可认为系统在碰前和碰后的“动量”守恒 C
12．（1）；（2）；（3）
13．（1）（2）0.414
14．（1）2N；（2）；（3）20m
15．（1）；；（2）
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