1.4美妙的守恒定律 同步练习（Word版含答案）

1.4美妙的守恒定律同步练习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）
1．一只质量为1.4kg的乌贼吸入0.1kg的水，静止在水中。遇到危险时，它在百分之一秒时间内把吸入的水向后全部喷出，以2m/s的速度向前逃窜。以下说法错误的是（　　）
A．该乌贼与喷出的水的动量变化大小相等、方向相反
B．该乌贼喷出的水的速度为28m/s
C．该乌贼在这一次逃窜过程中消耗的能量为39.2J
D．该乌贼喷出水的过程中对水的平均作用力为280N
2．如图所示，光滑水平面上停放着一辆小车，小车的光滑四分之一圆弧轨道在最低点与水平轨道相切。在小车的右端固定一轻弹簧，一小球从圆弧轨道上某处由静止释放。①若水平轨道光滑，当弹簧第一次被压缩至最短时，小车的速度大小为v1，弹簧的弹性势能为EP1；②若水平轨道粗糙，当弹簧第一次被压缩至最短时，小车的速度大小为v2，弹簧的弹性势能为EP2。则（　　）
A．v1EP2
C．v1>v2，EP1v2，EP1 >EP2
3．冰壶运动又被称为“冰上国际象棋”，极具观赏性。如图所示，某运动员，冰壶质量，不计摩擦，二者以速度匀速滑行，冰壶脱手时在水平方向上相对于手的速度。下列说法正确的是（　　）
A．运动员和冰壶相互作用过程中机械能守恒
B．运动员对冰壶的冲量等于冰壶对运动员的冲量
C．运动员对冰壶做的功与冰壶对运动员做的功大小相等
D．冰壶出手时，运动员的速度为
4．如图甲所示，在光滑水平面上a、b两小球发生正碰，图乙为它们碰撞前后的x－t（位移－时间）图象，已知a球质量m1＝0.3kg，下列说法正确的是（　　）
A．碰撞后，a球做匀速运动，b球做匀加速运动
B．b球的质量m2＝0.3kg
C．该碰撞为弹性碰撞
D．该碰撞损失的机械能△E＝0.2J
5．水平面上有两个物块A、B，A质量是B质量的两倍，与水平面的动摩擦因数都为 ，t=0时刻，B静止， A以初速度向B运动，与B发生弹性正碰后分开，A与B都停止运动时的距离与t=0时刻AB距离相同，t=0时刻A与B间的距离为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上，现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得（ ）
A．从开始计时到t4这段时间内，物块A、B在t2时刻相距最远
B．物块A、B在t1与t3两个时刻各自的加速度相同
C．t2到t3这段时间弹簧处于压缩状态
D．m1:m2=1:2
7．如图所示，光滑水平面上，质量为的物体A和质量为的物体处于静止状态，A、中间固定一轻弹簧，且弹簧处于原长，一颗质量为的子弹以的水平初速度射入物体A并留在其中（子弹与物体相互作用时间极短，可忽略不计），经过后弹簧长度压缩到最短，下列选项错误的是（　　）
A．弹簧长度压缩到最短时物体A的速度大小为
B．内弹簧对物体A的平均作用力大小为
C．弹簧的弹性势能的最大值为
D．子弹射入物体A后，子弹、物体A、物体的总机械能不守恒
8．如图所示，竖直轻质弹簧下端焊接一个质量为m的小球A，A处于静止状态。在A的正下方一质量为2m的小球B正被竖直向上抛出，与A球发生对心弹性正碰，碰前瞬间B球的速度为v0，碰后两球仍沿同一直线运动。当A球运动到碰前初始位置时再次与B球发生弹性对心正碰。则 （　　）
A．在两次碰撞之间的过程中弹簧对A球的冲量一定为零
B．在两次碰撞之间的过程中重力对A球的冲量一定为零
C．若只将题中碰前瞬间B球的速度改为2v0，则两球仍能在原位置发生第二次碰撞
D．A球运动到最高点时，小球B的速度恰好为零
9．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的速度是9 m/s，B球的速度是3 m/s，当A球追上B球发生碰撞后，A、B两球的速度不可能是
A．vA＝6 m/s，vB＝6 m/s B．vA＝3 m/s，vB＝9 m/s
C．vA＝4 m/s，vB＝8 m/s D．vA＝0，vB＝12 m/s
10．如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=2kg的另一物体B以水平速度滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图所示，下列说法正确的是
A．A、B间的动摩擦因数为0.2
B．系统损失的机械能为4J
C．木板A的最小长度为1.5m
D．木板获得的动能为1J
11．矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成，将其放在光滑的水平面上，如图所示，质量为m的子弹以速度v0水平射向滑块。若射击上层，则子弹刚好不穿出；若射击下层，整个子弹刚好嵌入，则上述两种情况比较，说法正确是（ ）
①两次子弹对滑块做功一样多 ②两次滑块所受冲量一样大
③子弹嵌入下层过程中对滑块做功多 ④子弹击中上层过程中产生的热量多
A．①④ B．②④ C．①② D．②③
12．如图所示，在光滑的水平面上，物体B静止，在物体B上固定一个轻弹簧。物体A以某一速度v0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用，A物体质量为m，B物体质量为2m，从A刚接触弹簧至弹簧再次恢复原长的过程中（　　）
A．弹簧再次恢复原长时B的速度大小为
B．弹簧弹性势能的最大值为
C．弹簧弹力对A的冲量大小为
D．物体A先做加速度减小的变减速运动，再做加速度增大的变减速运动
13．如图甲所示，在光滑水平面上的两小球A、B发生正碰。小球A、B的质量分别为和，图乙为它们碰撞前后的位移时间图像。已知，由此可以判断（　　）
A．碰撞前小球B静止，小球A向右做匀加速直线运动
B．碰撞后小球B和小球A都向右运动
C．
D．碰撞过程中两小球组成的系统损失了的机械能
14．如图所示，AB为粗糙的水平轨道，A、B两点相距x=40m，BCD是半径为R=0.9m的光滑半圆轨道，O是圆心，DOB在同一竖直线上，水平轨道与半圆轨道平滑连接水平轨道上A、B两点分别放有质量为m1和m2的甲、乙两物体（均可视为质点），甲物体与水平轨间的动摩擦因数为μ=0.5，甲物体以v0=25m/s的速度从A点向右运动，与静止在B点的乙物体发生弹性碰撞，碰撞后乙物体沿半圆轨道运动，并从最高点D飞出，落到水平地面上的P点，P、B两点相距d=4.8m，取g=10m/s2。则下列说法正确的是（　　）
A．甲物体运动到B点时的速度大小为12m/s
B．甲、乙两物体质量之比为m1∶m2=1∶3
C．乙物体沿半圆轨道运动到D时的速度大小为10m/s
D．甲、乙物体发生弹性碰撞后甲物体在水平轨道上滑动的距离为2.5m
15．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是7kg m/s ,B球的动量是5 kg m/s ,当A球追上B球发生碰撞,则碰撞后两球的动量可能值是( )
A．
B．
C．
D．
二、填空题（共4题）
16．一个木块静止在光滑水平面上，一颗子弹水平射入木块未穿出，当子弹刚好相对木块静止时，木块发生位移为s，设子弹受到木块的阻力大小恒定，子弹射入木块中的深度为d，则s与d的关系为s____d（填大于，等于或小于）
17．如图所示，如果悬挂球的绳子能承受的最大拉力T0=10 N，球质量m=0.5 kg，L=0.3 m，锤头质量M=0.866 kg，如果锤头沿水平方向打击球m，锤速度至少为________m/s才能把绳子打断。设球原来静止，打击后锤头静止(g=10 m/s2)。
18．水平地面上，质量为1kg的滑块A以4m/s的速度碰上静止的物体B，碰后A的速度立刻减到零，B在地面上运动2s后静止，已知B与地面间的动摩擦因数为0.1，则B的质量为_____kg，碰撞过程中A、B系统损失的机械能为_____J．
19．某实验小组用如题图所示的装置验证动量守恒定律。
（1）两小球应满足的关系是m1________m2。（填“＞”或“＜”或“=”）
（2）下列操作中有必要的是________。
A．实验前固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿水平方向
B．实验中需要测量小球开始释放的高度h
C．实验中需要测量小球抛出点距地面的高度H
D．实验中需要测量小球做平抛运动的水平射程
（3）第一步：先从S处释放m1并多次重复找到落点P，并测出水平射程OP。第二步：将m2静置于轨道末端O′点，再从S处释放m1与m2发生对心碰撞，并多次重复后分别确定两球的水平射程OM和ON。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______________（用图中字母表示）。
三、综合题（共4题）
20．算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，算珠的质量是10g，使用前算珠需要归零，如图所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，甲靠边框b，甲、乙相隔，乙与边框a相隔，算珠与导杆间的动摩擦因数。现用手指将甲以的初速度拨出，已知甲乙碰撞、甲乙与边框的碰撞都是弹性碰撞，碰撞时间极短且不计，整个过程中算盘一直处于静止状态，重力加速度g取。求：
（1）甲乙算珠第一次碰撞后乙的速度大小；
（2）乙算珠与边框a碰撞的时间为，求乙算珠与边框a碰撞时对边框a的力；
（3）甲、乙两颗算珠都停下来时，它们的距离。
21．如图所示，一个倾角θ=30°、长L=14.4m的光滑轨道固定在水平地面上，轨道底部通过一段很小的光滑圆弧与静止在水平地面上、质量为mB=1kg的薄木板B平滑连接（不拴接），B左边某处静止着一质量为mC=3kg的薄木板C，B、C上表面等高。现让质量为mA=1kg的小物块A（可以视为质点），从轨道顶端由静止滑下，A滑上B后，B开始向左运动，当A滑到B的左端时，A、B速度刚好相等，而且B、C刚好碰撞，碰撞过程中无机械能损失，A最终恰好不从C上滑下。已知A与B、C间的动摩擦因数均为 1=0.4，B、C与地面间的动摩擦因数均为 2=0.1，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）A到达斜轨道底部时速度的大小和在斜轨道上运动的时间；
（2）整个运动过程中，B和地面间因摩擦而产生的总热量；
（3）C的长度。
22．如图所示，“L”形木板A静止放在倾角为37°的足够长的斜面上。木板质量为2m，上表面光滑，左端凸起部分垂直于板面且其到木板右端距离为l；木板下表面与斜面之间动摩擦因数μ=0.75。现将一质量为m的小物块B（视为质点）从木板上的右端静止释放，并从此处开始计时。此后物块与木板发生碰撞，碰撞时间极短且不计机械能损失。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）物块与木板第一次碰撞后瞬间，木板的加速度大小；
（2）物块与木板第一次碰撞到第二次碰撞之间，物块与木板左端凸起的最远距离；
（3）从开始计时到物块与木板刚好第n次碰撞的过程，物块与木板运动的时间和各自位移大小。
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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．B
3．D
4．C
5．B
6．D
7．C
8．D
9．D
10．D
11．C
12．B
13．C
14．D
15．A
16．小于
17．1
18． 2 4
19． ＞ AD m1·OM＋m2·ON＝m1·OP
20．（1）；（2）N，方向沿杆向上；（3）0.005m
21．（1）vA=12m/s，t=2.4s；（2）；（3）LC=0.5m
22．（1）；（2）；（3），，
23．（1）；（2）
答案第1页，共2页