选择性必修一1.3动量守恒定律 练习 （word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修一 1.3 动量守恒定律
一、单选题
1．如图所示，A、B两物体的质量比∶=3∶2，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑。当弹簧突然释放后，若A、B两物体分别向左、右运动，则有（　　）
A．A、B系统动量守恒 B．A、B、C系统动量守恒
C．小车向右运动 D．小车保持静止
2．如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，并随即沿斜面滑下。则（　　）
A．小孩推出冰块过程，小孩和冰块系统动量不守恒
B．冰块在斜面上运动过程，冰块和斜面体系统水平方向动量守恒
C．冰块从斜面体下滑过程，斜面体动量减少
D．冰块离开斜面时的速率与冲上斜面前的速率相等
3．在下列几种现象中， 所选系统动量守恒的是（　　）
A．在光滑水平面上， 运动的小车迎面撞上一静止的小车，以两车为一系统
B．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中， 以重物和车厢为一系统
C．运动员将铅球从肩窝开始加速推出， 以运动员和铅球为一系统
D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统
4．质量为m的篮球以水平速度大小v撞击竖直篮板后，以水平速度大小被弹回，已知，篮球与篮板撞击时间极短。下列说法正确的是（　　）
A．撞击时篮球受到的冲量大小为
B．撞击时篮板受到的冲量为零
C．撞击过程中篮球和篮板组成的系统动量不守恒
D．撞击过程中篮球和篮板组成的系统机械能守恒
5．如图所示，一平板车停在光滑的水平面上，某同学站在小车上，若他设计下列操作方案，最终能使平板车持续地向右驶去的是（　　）
A．该同学在图示位置用大锤连续敲打车的左端
B．只要从平板车的一端走到另一端即可
C．在车上装个电风扇，不停地向左吹风
D．他站在车的右端将大锤丢到车的左端
6．如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是（　　）
A．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
B．小车与木箱组成的系统动量守恒
C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D．男孩和木箱组成的系统动量守恒
7．某同学用如图所示装置，通过半径相同的、两球的碰撞来“验证动量守恒定律”，实验中必须满足的条件是（　　）
A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．入射球每次从轨道的不同位置由静止滚下
D．两球的质量必须相等
8．如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为M的小车，其左侧有半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道最低点B与水平轨道BC相切，整个轨道处于同一竖直平面内。将质量为m的物块（可视为质点）从A点无初速释放，物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出（小车的BC部分粗糙）。设重力加速度为g，空气阻力可忽略不计。关于物块从A位置运动至C位置的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物块与小车组成的系统机械能守恒
B．物块与小车组成的系统动量守恒
C．物块运动过程中的最大速度为
D．仅仅改变小车的质量，不改变其他参数，物块也恰好运动到轨道末端C处不滑出
9．如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（　　）
A．动量守恒，机械能守恒
B．动量守恒，机械能不守恒
C．动量不守恒，机械能守恒
D．动量不守恒，机械能不守恒
10．分析下列情况，系统只在水平方向动量守恒的是（　　）
A．子弹射入放在粗糙水平面上木块的过程中
B．火箭发射升空的过程中
C．抛出的手榴弹在空中爆炸时
D．小球沿放置在光滑水平面上的斜面下滑的过程中
11．如图，一轻弹簧左端固定在长木块M的左端，右端与小物块m连接，且m、M及M与地面间接触光滑。开始时，m和M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2，从两物体开始运动以后的整个运动过程中，对m、M和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是（ ）
A．由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒
B．F1、F2分别对m、M做正功，故系统动量不断增加
C．F1、F2分别对m、M做正功，故系统机械能不断增加
D．当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m、M的动能最大
12．如图所示，A、B两物体质量之比mA:mB=3∶2，原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑。当弹簧突然被释放后，以下系统动量不守恒的是（　　）
A．若A、B与C上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统
B．若A、B与C上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统
C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统
D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统
13．如图所示，物体B被钉牢在放于光滑水平地面的平板小车上，物体A以速率v沿水平粗糙车板向着B运动并发生碰撞。则（　　）
A．对于A与B组成的系统动量守恒
B．对于A、B与小车组成的系统动量守恒
C．对于A与小车组成的系统动量守恒
D．对于A、B与小车组成的系统动能守恒
14．我国女子短道速滑队多次在国际大赛上摘金夺银，为祖国赢得荣誉。在某次3000m接力赛中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，如图所示。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则（　　）
A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B．甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反
C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D．甲和乙组成的系统机械能守恒
15．如图所示，将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧紧靠在墙壁上。现让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则下列结论中正确的是（　　）
A．小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功
B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
C．小球自半圆槽B点向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
D．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动
二、填空题
16．判断下列说法的正误。
（1）一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒。___________
（2）两个做匀速直线运动的物体发生碰撞瞬间，两个物体组成的系统动量守恒。___________
（3）系统动量守恒也就是系统总动量变化量始终为零。___________
（4）只要系统内存在摩擦力，动量就一定不守恒。___________
17．小明同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验，如图甲所示，长木板下垫着小木块以平衡两车的摩擦力，让小车P做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车Q相碰并粘合成一体，继续做匀速运动；在小车P后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz．
（1）某次实验测得纸带上各计数点的间距如图乙所示，A为运动的起点，则应选_____来计算小车P碰撞前的速度，应选_________来计算小车P和Q碰后的共同速度．（选填“AB”、“BC、“CD”、DE＂、“EF＂、“FG”）
（2）测得小车P的质量m1＝0.4kg，小车Q的质量m2＝0.2kg，则碰前两小车的总动量大小为_______kg*m/s，碰后两小车的总动量大小为_________kg*m/s．（计算结果保留二位有效数字）
（3）由本次实验获得的初步结论是________________________________
18．一炮艇总质量为M，以速度匀速行驶，从船上以相对海岸的水平速度沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是________．（填选项前的编号）
① 　　　　
②
③
④
19．系统、内力与外力
（1）系统：___________相互作用的物体构成的一个力学系统。
（2）内力：___________物体间的作用力。
（3）外力：系统___________的物体施加给系统内物体的力。
三、解答题
20．随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法规，珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为，以的速率匀速行驶。某时刻司机突然发现正前方25m处停着总质量为的轿车，货车立即刹车做匀减速直线运动，已知超载的货车刹车减速时加速度大小为。求；
（）超载货车与轿车碰撞前的速度；
（）若货车与轿车相互作用时间，碰撞后两车获得相同速度，则货车对轿车的平均冲力多大
21．有研究者用下列方式验证动量守恒定律。如图（a）所示，在气垫导轨上有A、B两个滑块，滑块A和B相对的侧面皆有弹簧片，滑块A左侧与连接打点计时器的纸带相连，滑块B上端固定有遮光片，光电计时器可记录遮光片通过光电门的时间。实验测得滑块A的质量m1=0.310kg，滑块B的质量m2=0.108kg，遮光片的宽度d=1.00cm；打点计时器所用交流电源的频率f=50Hz。将光电门固定在滑块B的右侧，启动打点计时器，给滑块A一向右的初速度，使它与滑块B相碰；碰撞后光电计时器显示的时间△tB=3.500ms，碰撞前后打出的纸带如图（b）所示。
若实验允许的相对误差绝对值（）最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？请写出运算过程。
22．在一次投掷手榴弹的演习中，某个士兵在战壕里将一颗质量kg的手榴弹从水平地面上以m/s的初速度朝目标方向斜向上抛出，当手榴弹上升到最高点时恰好爆炸成两块弹片，其中质量kg的一块弹片在爆炸后做自由落体运动且落地时动能为5J。已知手榴弹内部火药的质量kg，且爆炸瞬间火药充分燃烧，重力加速度g取10，火药爆炸后生成气体的动量不计，空气阻力不计，求：
（1）手榴弹爆炸前瞬间的速度大小；
（2）两块弹片落地点间的距离。
23．质量为M的气球，下面吊着一个质量为m的物块，重力加速度为g，不计空气对物块的作用力，求：
(1)若气球以大小为v的速度向下匀速运动，某时刻细线断开，当气球的速度为零时，物块的速度多大；（此时物块还没有落到地面）
(2)若气球以大小为v的速度向上匀速运动，某时刻细线断开，从细线断开到物块的速度为零的过程中，气球受到空气作用力的冲量大小。
24．2021年10月3日神州十三号飞船发射成功，神州十三号飞船采用长征二号火箭发射，在发射过程中靠喷射燃料获得反冲速度，发射初期火箭的速度远小于燃料的喷射速度，可忽略；已知燃料的喷射速度为，在极短的时间内火箭喷射的燃料质量为，喷气后神舟飞船与火箭（包括燃料）的总质量为，地面附近的重力加速度为g求：
（1）这过程中飞船和火箭增加的速度大小；
（2）发射初期火箭沿竖直方向运动，不考虑极短时间喷出燃料引起的火箭质量变化，则此时飞船与火箭所获得的平均推力大小；
（3）在空间站中，宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。圆环绕中心匀速旋转，宇航员可以站立在旋转舱内的外壁上，模拟出站在地球表面时相同大小的支持力。设旋转舱内的外壁到转轴中心的距离为L，宇航员可视为质点，为达到目的，旋转舱绕其轴线匀速转动的角速度应为多大？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．当弹簧释放后，A、B两物体分别向左、右运动，A受C向右的摩擦力，B受C向左的摩擦力，因两物体质量不相等，滑动摩擦力大小为，所以两物体受摩擦力大小不相等，因此A、B系统受合外力不等于零，A、B系统动量不守恒，A错误；
B．由于地面光滑，A、B、C系统受合外力等于零，系统动量守恒，B正确；
CD．因A的质量大于B的质量，则有A对C的摩擦力向左大于B对C向右的摩擦力，所以小车受合外力向左，则小车向左运动，CD错误。
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
A．小孩推出冰块过程，系统合外力为0，小孩和冰块系统动量守恒。故A错误；
B．冰块在斜面上运动过程，冰块和斜面体系统水平方向合外力为0，动量守恒。故B正确；
C．冰块从斜面体下滑过程，冰块对斜面体做功，速度增加，斜面体动量增加。故C错误；
D．冰块在斜面体上滑和下滑过程，斜面体对冰块做负功，速度减小，冰块离开斜面时的速率与冲上斜面前的速率不相等。故D错误。
故选B。
3．A
【解析】
【详解】
A．在光滑水平面上， 运动的小车迎面撞上一静止的小车，以两车为一系统，系统所受合外力为零，动量守恒，故A符合题意；
B．从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中， 以重物和车厢为一系统，重物在与车厢作用过程中存在竖直向上的加速度，所以系统在竖直方向上所受合外力不为零，动量不守恒，故B不符合题意；
C．运动员将铅球从肩窝开始加速推出， 以运动员和铅球为一系统，运动员受到地面的摩擦力作用，系统所受合外力不为零，动量不守恒，故C不符合题意；
D．光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以物体和斜面为一系统，系统在竖直方向上存在加速度，合外力不为零，动量不守恒，故D不符合题意。
故选A。
4．C
【解析】
【详解】
A．撞击时篮球受到的冲量等于其动量的变化，即
选项A错误；
B．碰撞时，篮球与篮板相互作用，相互作用力等大反向，作用时间相等，则篮板受到的冲量大小不为零，选项B错误；
C．撞击时间极短，重力的冲量忽略不计，撞击前后篮板均保持静止，篮球速度反向，所以篮球和篮板组成的系统动量不守恒，选项C正确；
D．由于，系统机械能有损失，不守恒，选项D错误。
故选C。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．把人和车看成整体，用大锤连续敲打车的左端，根据动量守恒定律可以知道，系统的总动量为零，车不会持续地向右驶去，故A错误；
B．人从平板车的一端走到另一端的过程中，系统水平方向不受外力，动量守恒，系统总动量为零，车不会持续地向右驶去，故B错误；
C．电风扇向左吹风，电风扇会受到一个向右的反作用力，从而使平板车持续地向右驶去，故C正确；
D．站在车的右端将大锤丢到车的左端的过程中，系统水平方向不受外力，动量守恒，系统总动量为零，车不会持续地向右驶去，故D错误。
故选C。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
男孩、小车与木箱三者组成的系统，受合外力为零，则动量守恒；但是小车与木箱组成的系统动量不守恒；男孩和木箱组成的系统动量也不守恒；木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量等大反向，故ABD错误，C正确。
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
A．本实验是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后小球的速度，小球离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A不符合题意；
B．要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B符合题意；
C．要保证碰撞前的速度相同，所以入射小球每次都要从同一位置由静止滚下，故C不符合题意；
D．为了使小球碰后不被反弹，要求入射小球质量大于被碰小球质量，故D不符合题意。
故选B。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A. 由于物块与小车组成的系统中摩擦力做功产生内能，所以系统机械能不守恒，故A错误；
B. 物块与小车组成的系统水平方向上动量守恒，故B错误；
C. 当物块运动到最低点是物块速度最大
且水平方向上动量守恒
解得：
故C错误；
D.根据动量守恒可知最后两者速度都为零，由能量守恒可知
所以仅仅改变小车的质量，不改变其他参数，物块也恰好运动到轨道末端C处不滑出，故D正确。
故选D。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
因为滑块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小车、弹簧和滑块组成的系统，根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒，机械能不守恒。
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
A．子弹射入放在粗糙水平面上木块的过程中，系统水平方向受到摩擦力作用，系统动量不守恒。故A错误；
B．火箭发射升空的过程中，合外力向上，不等于零，系统动量不守恒。故B错误；
C．子抛出的手榴弹在空中爆炸时，内力远大于外力，可以认为系统动量守恒，但不只是水平方向动量守恒。故C错误；
D．在小球沿斜面下滑的过程中，斜面往后滑，小球与斜面组成的系统，在竖直方向上所受的外力之和不为零，但是水平方向合外力为零，所以系统竖直方向动量不守恒，但水平方向动量守恒，故D正确；
故选D。
11．D
【解析】
【详解】
ABC．由于F1、F2等大反向，系统所受合外力为零，所以系统动量守恒，系统机械能先增加后减小，ABC错误；
D．当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m、M加速终止，m、M速度最大，以后开始减速，D正确。
故选D。
12．A
【解析】
【详解】
A．如果A、B与C上表面间的动摩擦因数相同，弹簧被释放后，A、B分别相对C向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力FA向右，FB向左，由于mA:mB=3:2，所以FA:FB=3∶2，则A、B组成的系统所受的外力不为零，其动量不守恒，A符合题意；
BD．因为地面光滑，对A、B、C组成的系统合外力等于零，A、B、C组成的系统动量守恒，BD不符合题意；
C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统合外力等于零，A、B组成的系统动量守恒，C不符合题意；
故选A。
13．B
【解析】
【详解】
A．对于A与B组成的系统，由于受到小车给它们的摩擦力作用，因此系统合外力不为零，故系统动量不守恒，故A错误；
B．对于A、B与小车组成的系统，摩擦力属于内力，系统合外力为零，因此系统动量守恒，故B正确；
C．对于A与小车组成的系统，受到B施加给小车的静摩擦力作用，因此系统动量不守恒，故C错误；
D．对于A、B与小车组成的系统由于克服阻力做功，动能不守恒，故D错误。
故选B。
14．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．因为冲量是矢量，甲对已的作用力与乙对甲的作用力大小相等方向相反，故冲量大小相等方向相反，A错误；
B．两人组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，根据动量守恒定律可知，系统动量变化量为零，则甲、乙的动量变化一定大小相等且方向相反，B正确；
C．甲、乙间的作用力大小相等，不知道甲、乙的质量关系，不能求出甲乙动能变化关系，无法判断做功多少，也不能判断出二者动能的变化量，C错误；
D．在乙推甲的过程中，乙的肌肉对系统做了功，甲和乙组成的系统机械能不守恒， D错误。
故选B。
15．C
【解析】
【详解】
A．小球下滑到半圆槽的最低点B之后，半圆槽离开墙壁，除了重力外，槽对小球的弹力对小球做功，故A错误；
BC．小球下滑到半圆槽的最低点B之前，小球与半圆槽组成的系统水平方向上受到墙壁的弹力作用，系统所受的外力不为零，系统水平方向上动量不守恒，半圆槽离开墙壁后，小球与半圆槽在水平方向动量守恒，故B错误，C正确；
D．半圆槽离开墙壁后小球对槽的压力对槽做功，小球与半圆槽具有向右的水平速度，所以小球离开右侧槽口以后，将做斜上抛运动，故D错误。
故选C。
16． 错误 正确 正确 错误
【解析】
【分析】
【详解】
略
17． BC EF 0.8 0.79 在误差允许范围内，系统动量守恒
【解析】
【详解】
（1）小车P碰前做匀速运动，应选点迹均匀的计数点来进行计算，AB和BC段点迹都均匀，但由于A点为运动的起点，故选择运动了一段时间后的BC段来计算小车P碰撞前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，小车P和Q碰后的共同运动时做匀速直线运动，DE段的后半段点迹已经均匀，故选EF段来计算碰后共同的速度；
（2）碰前的速度小车P的速度大小，小车Q的速度为零，故碰前两小车的总动量大小，碰撞后，小车P和Q成为一个整体，速度大小为，动量大小；
（3）根据碰撞前后的动量关系可知：在误差允许的范围内，系统动量守恒．
18．①
【解析】
【分析】
【详解】
[1]发射炮弹前系统的总动量为Mv0，发射炮弹后，炮弹的动量为mv0，炮艇的动量为(M-m)v′，由动量守恒定律可得
正确选项为①。
19． 两个（或多个） 系统中 以外
【解析】
【分析】
【详解】
略
20．（1）；（2）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）根据
代入数据解得
（2）碰撞过程中满足动量守恒
以轿车为研究对象
解得冲击力为
21．是，见解析
【解析】
【分析】
【详解】
碰撞前A滑块的速度大小为
碰撞后B滑块的速度大小为
碰撞后A滑块的速度大小为
碰撞前A滑块的动量
碰撞后A滑块的动量
碰撞后B滑块的动量
实验允许的相对误差绝对值
本实验是在误差范围内验证了动量守恒定律
22．（1）10m/s；（2）26m
【解析】
【详解】
解：
（1）质量kg的弹片自由落下落时，由机械能守恒定律得
解得手榴弹上升的最大高度
m
手榴弹从地面抛出到爆炸前瞬间，由机械能守恒定律得
解得手榴弹爆炸前瞬间的速度大小
m/s
（2）质量为kg的一块弹片在爆炸后做自由落体运动，该弹片在爆炸后瞬间的速率为零，另一块弹片的质量为
kg
设其爆炸后瞬间的速率为，由动量守恒定律得
解得
m/s
所以手榴弹爆炸后瞬间两块弹片的速率之和为26m/s，质量为的弹片做平抛运动，两块弹片落地点间的距离为
m
23．（1） （2）
【解析】
【详解】
(1)由题意可知气球以大小为v的速度向下匀速运动，故可知此时气球和物块为系统竖直方向动量守恒，所以当气球的速度为零时，以向下为正方向，根据动量守恒有：
解得：
(2)若气球以大小为v的速度向上匀速运动，从细线断开到物块的速度为零时，以向上为正方向，根据动量守恒有：
解得：
由题意知当物体匀速运动时受力平衡有：
从细线断开到物块的速度为零时，气球向上做匀加速运动，根据牛顿第二定律有：
根据运动学公式：
联立解得：；
故气球受到空气作用力的冲量大小为：
答：(1)当气球的速度为零时，物块的速度；
(2)从细线断开到物块的速度为零的过程中，气球受到空气作用力的冲量大小。
24．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）根据动量守恒定律有
解得
（2）根据动量定理有
（3）设旋转舱绕其轴线匀速转动的角速度为，由题意可得
解得
答案第1页，共2页
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