1.2动量守恒定律及其应用 同步过关练（Word版含答案）

1.2动量守恒定律及其应用 同步过关练（含解析）
一、选择题
1．如图所示，在光滑水平地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接。A靠在墙壁上，用力F向左推B使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态。若突然撤去力F，则下列说法中正确的是（　　）
A．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒
B．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒
C．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒
D．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，但机械能不守恒
2．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
3．花样滑冰时技巧与艺术性相结合的一个冰上运动项目，在音乐伴奏下，运动员在冰面上表演各种技巧和舞蹈动作，极具观赏性。甲、乙运动员以速度大小为1m/s沿同一直线相向运动。相遇时彼此用力推对方，此后甲以1m/s、乙以2m/s的速度向各自原方向的反方向运动，推开时间极短，忽略冰面的摩擦，则甲、乙运动员的质量之比是（　　）
A．1∶3 B．3∶1 C．2∶3 D．3∶2
4．能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一，以下最能体现能量守恒定律的是（　　）
A．闭合电路欧姆定律 B．牛顿第一定律 C．动量守恒定律 D．牛顿第三定律
5．如图所示，光滑水平面上木块A、B用一根弹性良好的压缩了的轻质弹簧连在一起，左右手分别按住A、B木块，使它们静止。对木块A、B及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（　　）
A．当双手同时放开后，系统总动量始终为零
B．当双手同时放开后，系统总动量不一定为零
C．若先放开右手，后放开左手，系统总动量为零
D．若先放开左手，后放开右手，系统总动量方向向右
6．如图所示，质量m＝60kg的人，站在质量M＝300kg的车的一端，车长L＝3m，均相对于水平地面静止，车与地面间的摩擦可以忽略不计，人由车的一端走到另一端的过程中，（　　）
A．人对车的冲量大小大于车对人的冲量大小
B．由于人与车之间有摩擦力，故系统动量不守恒
C．车后退0.5m
D．人的速率最大时，车的速率最小
7．如图所示，质量为M的滑块可在水平放置的光滑固定导轨上白由滑动，质量为m的小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连，绳长为L。开始时，轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静止。现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住，在极短的时间内速度减为零，小球继续向左摆动到绳与竖直方向的夹角为60°时达到最高点。滑块与小球均视为质点，空气阻力不计，重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　）
A．绳的拉力对小球始终不做功
B．滑块与小球的质量关系为M=2m
C．释放小球时滑块到挡板的距离为
D．滑块撞击挡板时，挡板对滑块作用力的冲量大小为
8．如图，一顶角为直角的光滑细杆竖直放置，细杆与竖直方向夹角为45°．质量相同的两金属环套在细杆上，高度相同，用一轻质弹簧相连，当弹簧处于原长时两金属环同时由静止释放，运动过程中弹簧的伸长在弹性限度内．则（　　）
A．下滑过程中金属环重力的功率先减小后增大
B．下滑过程中金属环加速度先增大后减小
C．金属环不可能回到初始位置
D．下滑过程中两金属环与弹簧组成的系统在水平方向动量守恒
9．如图所示，质量为M的小车静置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车足够长，则木块的最终速度大小和系统因摩擦产生的热量分别为（　　）
A．、 B．、
C．、 D．、
10．如图，甲乙两人静止在冰面上，突然两人掌心相碰互推对方，互推过程中两人相互作用力远大于冰面对人的摩擦力，若两人与冰面间滑动摩擦因数相等，则下列说法正确的是（　　）
A．若，则在互推的过程中，甲对乙的冲量大于乙对甲的冲量
B．无论甲、乙质量关系如何，在互推过程中，甲、乙两人动量变化量大小相等
C．若，则分开瞬间甲的速率大于乙的速率
D．若，则分开后乙先停下来
11．如图所示，从P点以水平速度v将小球抛向固定在地面上的塑料筐，小球（可视为质点）恰好能够入筐。不考虑空气阻力，则小球在空中飞行的过程中（　　）
A．小球机械能守恒
B．小球动量守恒
C．小球质量越大，所用时间越少
D．小筐右移一段距离后，小球抛出点不变，仍以速度v平抛，小球仍然可以入筐
12．下列例子中应用了反冲原理的是（　　）
A．洗衣机洗衣服时脱水过程 B．体操运动员在着地时弯曲双腿
C．喷气式飞机和火箭的飞行 D．火车进站时切断动力向前滑行
13．如图所示，在光滑水平面上有一静止的质量为M的小车，用长为L的细线系一质量为m的小球，将球拉开后放开，球放开时小车保持静止状态，从小球落下到与固定在小车上的油泥沾在一起的这段时间内，则（　　）
A．小车向左运动 B．小车向右运动
C．小车的运动距离 D．小车的运动距离
14．静止在光滑坚硬水平放置的铜板上的小型炸弹，爆炸后，所有碎弹片沿圆锥面飞开，如图所示，在爆炸过程中，对弹片而言，下列说法正确的是（　　）
A．总动量守恒
B．爆炸后，弹片总动量方向在竖直方向上
C．水平方向上的总动量为零
D．炸弹爆炸时，总动量不守恒
15．在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧，如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态，将小车及弹簧看成一个系统，下列说法中正确的是（　　）
A．两手同时放开后，系统总动量始终为零
B．先放开左手，后放开右手，总动量向左
C．先放开左手，再放开右手后，动量不守恒
D．无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零
二、解答题
16．解放军鱼雷快艇在南海海域附近执行任务，假设鱼雷快艇的总质量为M，以速度v匀速前进，现沿快艇前进方向发射一颗质量为m的鱼雷后，快艇速度减为原来的，不计水的阻力，则鱼雷的发射速度为多少？
17．2021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
参考答案
1．C
【解析】
AB．若突然撤去力F，木块A离开墙壁前，墙壁对木块A有作用力，所以A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但由于A没有离开墙壁，墙壁对木块A不做功，所以A、B和弹簧组成的系统机械能守恒。故AB错误；
CD．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统所受合外力为零，所以系统动量守恒且机械能守恒。故C正确D错误。
故选C。
2．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。
3．D
【解析】
以甲初速度方向为正方向，甲、乙推开的过程中，满足动量守恒
代入数据可得
故选D。
4．A
【解析】
【详解】
A．闭合电路的欧姆定律
即电源的功率等于输出功率与内阻功率之和，直接体现了能量守恒，故A正确；
B．牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态，不能体现能量守恒，故B错误；
C．动量守恒定律：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变，不能体现能量守恒，故C错误；
D．牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，不能体现能量守恒，故D错误。
故选A。
5．A
【解析】
【详解】
AB．系统初动量为零，双手同时放开后，系统所受合外力为零，根据动量守恒定律可知，系统总动量始终为零，故A正确，B错误；
C．若先放开右手，后放开左手，则从放开右手到放开左手的这段时间内，系统所受合外力不为零，动量不守恒，即放开左手瞬间，系统的总动量不为零，根据动量守恒定律可知，之后系统的总动量也不为零，故C错误；
D．若先放开左手，后放开右手，根据前面分析同理可知系统总动量方向向左，故D错误。
故选A。
6．C
【解析】
【详解】
A、人对车的作用力与车对人的作用力是作用力与反作用力，它们大小F相等、方向相反、作用时间t相等，作用力的冲量
I＝Ft
大小相等、方向相反，A错误；
B、人与车间的摩擦力属于系统内力，人与车组成的系统在水平方向所受合外力为零，人与车组成的系统在水平方向动量守恒，B错误；
C、设车后退的距离为x，则人的位移大小为L﹣x，人与车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
mv人﹣Mv车＝0
则
m﹣M＝0
代入数据解得
x＝0.5m
C正确；
D、人与车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
mv人﹣Mv车＝0
则
v车＝
m、M一定，v人越大v车越大，D错误。
故选C。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．因滑块不固定，绳下摆过程中，绳的拉力对滑块做正功，对小球做负功，故A错误；
B．小球下摆过程，系统机械能守恒
水平方向动量守恒
小球向左摆动最高点，机械能守恒，有
联立解得
故B错误；
C．由动量守恒
可得
即释放小球时滑块到挡板的距离为，故C正确；
D．滑块撞击挡板时，挡板对滑块作用力的冲量大小为
故D错误。
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
ABC．下滑过程中金属环的重力沿细杆方向的分力先大于弹簧的弹力沿细杆方向的分力，然后金属环的重力沿细杆方向的分力小于弹簧的弹力沿细杆方向的分力，则金属环先加速度先沿细杆向下减小后反向增加，根据
PG=mgvy
可知，重力的功率先增大后减小；由于细杆光滑，可知金属环到达最低点后再返回到初始位置，则选项ABC错误；
D．下滑过程中两金属环与弹簧组成的系统在水平方向受合力为零，则水平方向动量守恒，选项D正确。
故选D。
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
以小车和木块组成的系统为研究对象，系统所受的合外力为零，因此系统动量守恒，由于摩擦力的作用，m速度减小，M速度增大，m速度减小到最小时，M速度达最大，最后m、M以共同速度运动。以初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有
解得最终两者的共同速度为
根据能量守恒，可得产生的热量为
得
故选A。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．甲对乙的力与乙对甲的力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，作用时间相等，则甲对乙的冲量与乙对甲的沖量大小相等，方向相反，故A错误。
B．以两人组成的系统为研究对象，系统所受的合外力为零，动量守恒，由动量守恒定律知甲、乙两人的动量变化量大小一定相等，方向相反，故B正确；
CD．设推开瞬间，甲的速度大小为，乙的速度大小为，由动量守恒定律可得
若，则
即分开瞬间甲的速率小于乙的速率。分开后，两人在滑动摩擦力作用下做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有
则从推开到停下，所用时间为
由于推开瞬间，所以
即分开后甲先停下来，故CD错误。
故选B。
11．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．小球运动过程中只有重力做功，机械能守恒，故A正确；
B．小球运动过程中中合外力为重力，故动量不守恒，故B错误；
C．小球运动过程飞行为平抛运动，飞行时间与高度有关，和质量无关，故C错误；
D．抛出点不变，初速度不变，在相同的时间时，小球只能飞到框的左边而被拦截，故不能进框内，故D错误。
故选A。
12．C
【解析】
【详解】
A．洗衣机洗衣服时脱水过程利用的是离心现象，与反冲无关，A错误；
B．体操运动员在着地时弯曲双腿是利用了缓冲原理， B错误；
C．喷气式飞机和火箭的飞行都是应用了反冲的原理，C正确；
D．火车进站时切断动力向前滑行是利用惯性，D错误。
故选C。
13．AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．球下摆过程中与车组成的系统在水平方向满足动量守恒，初动量为零，故小球向右摆动过程中，小车向左运动，A正确，B错误；
CD．设球和小车在水平方向的位移分别为x1、x2，由“人船模型”的推论可得
又满足
联立可解得小车的运动距离
C错误，D正确。
故选AD。
14．BCD
【解析】
【详解】
炸弹在光滑铜板上爆炸时，对铜板产生向下的作用力，弹片受到铜板向上的反作用力，所以爆炸过程中总动量不守恒。但水平方向上动量守恒，水平方向上的总动量为零。总动量的方向在竖直方向上。
故选BCD。
15．ABD
【解析】
【详解】
A．两手同时放开，两车组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初动量为零，则系统总动量为零，A正确；
B．先放开左手，再放开右手，放开左手后系统所受合外力向左，系统所受合外力的冲量向左，系统总动量向左，B正确；
C．先放开左手，再放开右手后，两车与弹簧组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，C错误；
D．无论何时放手，两手放开后，系统所受合外力为零，系统动量守恒，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，如果同时放手，系统总动量为零，如果不同时放手，系统总动量不为零，则系统的总动量不一定为零，D正确。
故选ABD。
16．v
【解析】
【分析】
【详解】
设鱼雷的发射速度为，由动量守恒可知
解得
17．（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