第一章动量和动量守恒定律 练习（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修一 第一章 动量和动量守恒定律
一、单选题
1．关于动量的变化，下列说法中错误的是（　　）
A．做直线运动的物体速度增大时，动量的变化Δp与速度的方向相同
B．做直线运动的物体速度减小时，动量的变化Δp与运动方向相反
C．物体的速度大小不变时，动量的变化Δp为零
D．物体做曲线运动时，动量的变化Δp一定不为零
2．某物体由静止开始做匀加速直线运动，经过时间t1后，在阻力作用下做匀减速直线运动，又经时间t2速度为零，若物体一直在同样的水平面上运动，则加速阶段的牵引力与阻力大小之比为（　　）
A．t2∶t1 B．（t1＋t2）∶t1 C．（t1＋t2）∶t2 D．t2∶（t1＋t2）
3．将质量为0.5 kg的小球以20 m/s的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，g取10 m/s2，以下判断正确的是（　　）
A．小球从被抛出至到达最高点受到的冲量大小为10 N·s
B．小球从被抛出至落回出发点动量的变化量大小为零
C．小球从被抛出至落回出发点受到的冲量大小为10 N·s
D．小球从被抛出至落回出发点动量的变化量大小为10 N·s
4．下列关于动量的变化量说法正确的是（　　）
A．动量变化量即为物体末动量与初动量的代数差
B．若初、末动量不在同一直线上，运算时应遵循平行四边形定则
C．动量变化的方向一定与初末动量的方向都不同
D．动量变化的大小，不可能等于初末状态动量大小之和
5．热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把耗散的能量重新收集、重新加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是（　　）
A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了
B．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了
C．能量耗散表明，能量守恒定律具有一不定期的局限性
D．能量不可能耗散，能量守恒定律反映了自然界中能量转化的宏观过程可以有任意的方向性
6．如图所示，一电荷量为的质子以速度射入垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，已知质子的初速度方向与水平方向夹角为，下列说法正确的是（　　）
A．质子刚进入匀强磁场时受到的洛伦兹力大小为
B．如果质子的初速度方向和匀强磁场的方向同时反向，质子受到的洛伦兹力与竖直方向成角斜向右下方
C．质子在匀强磁场中运动时，动量始终保持不变
D．若质子进入磁场的初速度方向恰好沿图示方向绕一竖直转轴垂直纸面向里旋转90°，则质子将不受洛伦兹力作用，在磁场中做匀速直线运动
7．一个铁块沿斜面匀速滑下，关于物体的机械能和内能的变化，下列判断中正确的是（　　）
A．物体的机械能和内能都不变
B．物体的机械能减少，内能不变
C．物体的机械能增加，内能增加
D．物体的机械能减少，内能增加
8．如图，一人站在静止的平板车上，不计平板车与水平地面的摩擦，空气的阻力也不考虑。则下列说法不正确的是（　　）
A．人在车上向右行走时，车将向左运动
B．当人停止走动时，车也会停止
C．人缓慢地在车上行走时，车可能不动
D．当人从车上的左端行走到右端，不管人在车上行走的速度多大，车在地面上移动的距离都相同
9．如图所示，三辆相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平地面上，c车上站有一小孩，某时刻小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上，小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同，他跳到a车上便相对a车保持静止，此后（　　）
A．三辆车都向右运动
B．a车向左运动，b、c两车向右运动
C．a、c两车的运动方向相反，速度大小相等
D．a、c两车的运动方向相反，a车的速度小于c车的速度
10．如图是一颗质量约为m＝50g子弹射穿一副扑克牌的照片，子弹完全穿过一副扑克牌的时间t约1.0×10﹣4s，子弹的真实长度为2.0cm，子弹接着经时间进入墙壁，试估算子弹对墙壁的作用力约为（　　）
A．5×103N B．5×104N C．5×105N D．5×106N
11．如图所示，较长的倾斜轨道倾角α=37°，与一段光滑水平轨道平滑连接，水平轨道右下方有长度为L=2m的水平木板PQ，木板P端在轨道末端正下方h=2m处，质量为m=0.2kg的滑块A与倾斜轨道间动摩擦因数，质量同为m=0.2kg的滑块B置于水平轨道末端，滑块A从轨道上不同位置由静止释放，与滑块B发生碰撞并粘合后一起落在木板上，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取，滑块可视为质点，以下说法正确的是（　　）
A．滑块A由静止开始下滑的最大高度为3m
B．A、B碰撞过程损失最大动能2J
C．A、B在空中运动过程中的动量变化不同
D．A、B落在木板上时速度方向与木板间的夹角可能为45°
12．一条质量约为180kg的小船漂浮在静水中，当人从船尾走向船头时，小船也发生了移动（不计水的阻力）。如图所示是某研究性学习小组利用有关物理知识分析人与船相互作用过程时所画出的四幅草图，图中实线部分为人在船尾时的情景，虚线部分为人走到船头时的情景。其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
13．一质量为M的航天器正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小为v2，则喷出气体的质量m为（　　）
A． B． C． D．
14．设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为0.2 s，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是（　　）
A．1 m/s B．1.5 m/s C．1.8 m/s D．2.5 m/s
15．“中国空间站”在距地面高400km左右的轨道上做匀速圆周运动，该处存在着稀薄的空气，设空间站运行轨道处空气密度，空间站垂直于速度方向的横截面积，空间站运行速率，空气分子与空间站相遇瞬间达到共速。假设为维持空间站始终在该轨道上做圆周运动，需开动空间站携带的霍尔电推进发动机，则发动机给空间站提供的推力约为（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
16．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。
17．能量的转化∶做机械运动的物体具有_____和_____，相互之间可以转化；在电路中，电源将___________转化为____，负载又将_____转化为内能、光能、机械能等。
18．如图，一小球A从某高处由静止开始下落，选择不同平面为参考平面，下落过程中小球具有的能量及其变化情况如下表所示，请在表格中将未填写的数据补充完整。
所选择的参考平面 下落初始时刻的机械能E1 下落到地面时的机械能E2 下落到地面时的重力势能Ep 下落过程中重力势能变化量 Ep 下落到地面时的动能Ek
四楼地面 ___________ -2.5J ___________ ___________ 8J
一楼地面 9J ___________ 0 -9J
三、解答题
19．各种形式的能量都可以互相转化，你能说出下列现象（如图所示）中，能量是如何转化的吗？
20．查阅资料，简述化石能源的形成过程。
21．如图所示，某同学质量为80kg，在军事训练中要求他从岸上以2m/s的速度水平向右跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是140kg，原来的速度是0.4m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上，不计阻力，求此时小船的速度。
22．如图所示，CDE为光滑的轨道，其中ED段是水平的，CD段是竖直平面内的半圆，与ED相切于D点，且半径R=0.5m。质量m=0.1kg的小球B静止在水平轨道上，另一质量M=0.5kg的小球A前端装有一轻质弹簧，以速度v0向左运动并与小球B发生相互作用。小球A、B均可视为质点，若小球B与弹簧分离后滑上半圆轨道，并恰好能过最高点C，弹簧始终在弹性限度内，取重力加速度g=10m/s2，求：
（1）小球B与弹簧分离时的速度vB多大；
（2）小球A的速度v0多大；
（3）弹簧最大的弹性势能EP是多少？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．当做直线运动的物体速度增大时，其末动量p2大于初动量p1，由矢量的运算法则可知
Δp＝p2－p1＞0
与速度方向相同，故A正确，不符合题意；
B．当做直线运动的物体速度减小时
Δp＝p2－p1＜0
此时Δp与物体的运动方向相反，故B正确，不符合题意；
C．当物体的速度大小不变时，动量可能不变化，也有可能动量大小不变而方向变化，此种情况
Δp≠0
故C错误，符合题意；
D．物体做曲线运动时，速度的方向不断变化，故动量一定变化，Δp一定不为零，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．B
【解析】
【详解】
整个过程中由动量定理可得
解得
故选B。
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．选抛出到最高点为研究过程，取向上为正，运用动量定理有
代入数据求得小球受到的冲量为10N S，故A正确；
B．竖直上抛和自由落体互为逆过程，因此小球返回出发点时的速度大小为20m/s，选抛出到落回出发点为研究过程，取向上为正，动量的改变量有
20N s
故B错误；
CD．由B项知，△p=20N s，结合动量定理有
I=△p=20N s
故CD错误。
故选A。
4．B
【解析】
【详解】
A．动量变化量为物体末动量与初动量的矢量和，故A错误；
B．根据矢量运算的法则可知，若初、末动量不在同一直线上，运算时应遵循平行四边形定则，故B正确；
C．动量变化的方向可能与初末动量的方向相同，故C错误；
D．当初末状态动量方向相反时，动量变化的大小，等于初末状态动量大小之和，故D错误。
故选B。
5．B
【解析】
【详解】
AC．能量虽然有耗散但总的能量是守恒的在转化的过程中总量不会减少，故AC错误；
B．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但是在可利用的品质上降低了，故B正确；
D．根据热力学定律可知，宏观自然过程自发进行是有其方向性，能量耗散就是从能量转化的角度反映了这种方向性，故D错误；
故选C。
6．B
【解析】
【详解】
A．质子进入匀强磁场时，速度方向虽然与水平方向的夹角为，但是速度方向与磁感应强度的方向垂直，所以质子受到洛伦兹力大小为，故A选项错误；
B．根据左手定则判断，如果质子的初速度方向和匀强磁场的方向同时反向，质子受到的洛伦兹力与竖直方向成角、向右下方，故B选项正确；
C．质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，速度方向改变，所以动量改变，故C选项错误；
D．质子进入磁场的初速度方向恰好沿图示方向绕一竖直转轴垂直纸面向里旋转90°时，质子的速度方向与匀强磁场方向的夹角为，受到洛伦兹力为，所以不能做匀速直线运动，故D选项错误。
故选B。
7．D
【解析】
【详解】
铁块沿斜面匀速滑下时，除重力做功外还有摩擦力做负功，则铁块的机械能减小，减小的机械能转化为铁块的内能，使内能增加。
故选D。
8．C
【解析】
【详解】
A．人与车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得
解得
车的速度方向与人的速度方向相反，人在车上向右行走时，车将向左运动，A正确，不符合题意；
B．因人和车总动量为零，人停止走动速度为零时，由动量守恒定律可知，车的速度也为零，B正确，不符合题意；
C．由
可知，人缓慢地在车上行走时，车也缓慢地运动， C错误，符合题意；
D．人从车上的左端行走到右端，设车的长度为，人与车组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
即
解得
车在地面上移动的距离与人的行走速度无关，D正确，不符合题意。
故选C。
9．D
【解析】
【详解】
若人跳离b、c车时速度为v，由动量守恒定律有
所以
即
并且vc与va方向相反，故ABC不符合题意，D不符合题意。
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
由图片估算子弹与扑克牌的长度比例为1：4，则扑克牌的长度大约为8cm，子弹的速度
子弹与墙作用过程受墙的作用力为F，由动量定理
解得
由牛顿第三定律可在对墙的作用力约为5×104N。故B正确。
故选B。
11．B
【解析】
【详解】
A．当滑块A在倾斜轨道上最高点H处时，由动能定理有
A、B碰撞过程中动量守恒，有
临界情况为平抛运动后落在木板Q端，有
，
联立解得
故A错误；
B．由选项A可求得滑块A最大速度
则A、B碰撞过程损失的最大动能
故B正确；
C．根据动量定理，A、B在空中运动的动量变化量为
显然滑块A从不同位置下滑，A、B在空中运动过程中的动量变化均相同，故C错误；
D．A、B做平抛运动落到木板上，当落在Q点时速度方向与木板间的夹角最小，由于速度偏转角一定大于位移偏转角，位移偏转角最小为45°，所以速度偏转角一定大于45°，故D错误。
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒，人在船上向右前进，船向左退，所以人的对地位移方向向右，船的对地位移方向向左，故B正确，ACD错误。
故选B。
13．C
【解析】
【分析】
【详解】
规定航天器的速度方向为正方向，发动机喷气过程中系统动量守恒，故由动量守恒定律可得
Mv0=(M－m)v2－mv1
解得
故选C。
14．D
【解析】
【详解】
设兔子与树桩的撞击力为F，兔子撞击树桩后速度为零，根据动量定理有
－Ft＝0－mv
可得
则兔子的奔跑的速度需要大于2m/s，故选D。
15．A
【解析】
【详解】
空间站在非常短的时间t内扫过的长度为
扫过的体积为
该体积内的空气获得跟空间站相同的速度，根据动量定理有
解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
16． 两个（或多个） 系统中 以外
【解析】
【分析】
【详解】
略
17． 动能 势能 其他形式的能 电能 电能
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]能量的转化∶做机械运动的物体具有动能和势能，相互之间可以转化；
[3][4][5]在电路中，电源将其他形式的能转化为电能，负载又将电能转化为内能、光能、机械能等。
18． -1.5J -10.5J -9J 8J
【解析】
【分析】
【详解】
[2]由表中数据可知选择四楼地面为零势能面时，下落到地面时的机械能E2=-2.5J，下落到地面时的动能Ek=8J，则下落到地面时的重力势能
Ep=-2.5 J -8 J =-10.5 J
[3]重力势能变化量与零势能面的选取无关，故 Ep=-9J
[4]由表中数据可知选择一楼地面为零势能面时，下落到地面时的重力势能Ep=0，下落到地面时的动能Ek=8J，则下落到地面时的机械能
E2=8J
[1] 选择一楼地面为零势能面时，下落初始时刻的机械能E1=9J，下落到地面时的机械能E2=8J，说明下落过程由于阻力损失1J的能量。则根据选择四楼地面为零势能面时，下落到地面时的机械能E2=-2.5J，其初始时刻的机械能为-1.5J。
19．见解析
【解析】
【详解】
左图风力发电是风能转化为机械能，通过发动机再转化为电能；右图是太阳能转化为内能。
20．生活在古代海洋中的动植物死亡后沉积在海底并被沙泥所覆盖。时间一长, 沙泥转化为砂岩。由砂岩形成而产生的高温高压条件使这些原始的有机体在细菌作用下转化为石油和天然气, 这种过程大约需要2.5~5亿年。有代表性的天然气的组成大约为: 甲烷80%, 乙烷10%, 丙烷3%, 还有少量其他可燃和非可燃气体。石油的组成则涉及从C1到C40(甚至更多碳原子)数百种不同的碳氢化合物
【解析】
【详解】
生活在古代海洋中的动植物死亡后沉积在海底并被沙泥所覆盖。时间一长, 沙泥转化为砂岩。由砂岩形成而产生的高温高压条件使这些原始的有机体在细菌作用下转化为石油和天然气, 这种过程大约需要2.5~5亿年。有代表性的天然气的组成大约为: 甲烷80%, 乙烷10%, 丙烷3%, 还有少量其他可燃和非可燃气体。石油的组成则涉及从C1到C40(甚至更多碳原子)数百种不同的碳氢化合物。
21．0.473m/s，方向向右
【解析】
【详解】
规定向右为正方向，设人与船质量分别为m、M，人上船后最终相对静止时共同速度为v，由动量守恒
解得
v≈0.473m/s
结果为正，说明方向向右。
22．（1）5m/s；（2）3m/s；（3）0.375J
【解析】
【详解】
（1）设小球B恰好过C点时速度为vC，则有
联立解得
vB=5m/s
（2）小球B与弹簧分离前后，小球A、B及弹簧系统：由动量守恒定律及能量守恒定律有
联立解得
v0=3m/s
（3）小球A、B及弹簧系统：当A、B两者速度相同时，弹簧有最大弹性势能Ep，设共同速度为v，由动量守恒定律及能量守恒定律有
联立解得
EP=0.375J
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页