选择性必修一1.1冲量动量 练习 （word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修一 1.1 冲量 动量
一、单选题
1．以下物理量为矢量且其单位是国际单位制中的基本单位的是（ ）
A．位移，m B．力，N C．动量，N·s D．时间，s
2．如图为某中国运动员在冬奥会短道速滑比赛中的精彩瞬间。假定他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，在一极短时间内滑过的角度为，则他在这个过程中（　　）
A．所受的合外力为零，做匀速运动 B．所受的合外力恒定，做匀加速运动
C．合外力做功为零，合力的冲量也为零 D．合外力做功为零，合力的冲量不为零
3．如图，倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上，另有A、B两物体叠放在一起放置在斜面顶端，且B的上表面水平，A、B一起从斜面顶端由静止开始下滑，直到斜面底端，在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．运动中物块B对A的摩擦力方向水平向右
B．运动中物块B对A的弹力等于A的重力
C．运动中物块B对A的作用力不做功
D．运动中斜面对A、B系统的冲量为零
4．在水平面上固定一粗糙斜面，先让一滑块从斜面顶端由静止下滑到底端，再让滑块以某一速度从底端上滑刚好能滑到顶端，用照相机记录滑块下滑和上滑的频闪照片如图所示。已知照片上相邻位置的时间间隔相等，下列说法正确的是（　　）
A．图甲是滑块上滑的频闪照片
B．滑块下滑时的速度变化快
C．滑块下滑到底端时的速度大于其沿斜面上滑时的初速度
D．滑块下滑过程中重力的冲量大于上滑过程中重力的冲量
5．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
6．冬奥会速滑比赛中，甲、乙两运动员的质量分别为和，若他们的动能相等，则甲、乙动量大小之比是（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落。改变小球距地面的高度和打击的力度，重复这个实验，发现A、B两球总是同时落地。若A、B两球质量相等，且将平抛运动沿水平和竖直两个方向分解。下列说法不正确的是（　　）
A．在同一次实验中，两球落地时重力的功率相等
B．在同一次实验中，两球落地时动量的大小相等
C．本实验可验证平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
D．在同一次实验中，两球在空中运动的过程中重力做功相等
8．将质量为m的物体从地面竖直向上抛出，一段时间后物体又落回抛出点。在此过程中物体所受空气阻力大小不变，下列说法正确的是（　　）
A．上升过程的时间大于下落过程的时间
B．上升过程中机械能损失小于下落过程中机械能损失
C．上升过程的动能减小量大于下落过程的动能增加量
D．上升过程的动量变化量小于下落过程的动量变化量
9．如图甲所示为杂技中的“顶竿”表演，水平地面上演员B用肩部顶住一根长直竹竿，另一演员A爬至竹竿顶端完成各种动作。某次顶竿表演结束后，演员A自竿顶由静止开始下落。滑到竿底时速度正好为零，然后屈腿跳到地面上，演员A、B质量均为50kg，长竹竿质量为5kg，A下滑的过程中速度随时间变化的图象如图乙所示。取重力加速度g＝10m/s2，下列说法中正确的是（　　）
A．竹竿的总长度约为3m
B．0～6s内，演员B对地面的压力大小始终为1050N
C．0～6s内，竹竿对演员B的压力的冲量大小为3300 N·s
D．演员A落地时向下屈腿，是为了缩短作用时间以减小地面的冲击力
10．2020年12月22日，作为太阳同步轨道火箭的长征八号首次试飞成功。关于火箭发射，下列说法正确的是（　　）
A．火箭发射过程中机械能守恒
B．影响火箭速度大小的因素只有喷出气流的速度
C．影响火箭速度大小的因素包括喷气的质量与火箭本身质量之比
D．喷出气流对火箭的冲量与火箭对喷出气流的冲量相同
11．质量为1kg的物体做直线运动，其速度—时间图像如图3所示，则物体在0~5s内和10s~20s内所受合外力的冲量分别是（　　）
A．10N s，10N s B．5N s，0 C．5N s，10N s D．5N s，10N s
12．物体的运动状态可用位置和动量描述，称为相，对应图像中的一个点。物体运动状态的变化可用图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可能是（　　）
A． B． C． D．
13．如图甲所示，A、B两个小球均可视为质点，A球做自由落体运动，同时B球沿倾角为30°的光滑足够长斜面由静止开始下滑，A、B两球的动能与路程的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．A、B两球刚运动到水平面上时的动能之比为1：1
B．A、B两球运动到水平面上的时间之比为1：4
C．A、B两球刚运动到水平面上时的重力的功率之比为1：1
D．A、B两球刚运动到水平面上时的动量的大小之比为1：4
14．对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（　　）
A．物体的动量和动能都变化
B．物体的动量和动能都不变化
C．物体的动能变化为零时，动量变化也一定为零
D．物体在一个周期里，动量变化和动能变化均为零
15．如图所示，两个质量相等的物体从同一高度沿倾角不同的两光滑斜面由静止自由滑下，在到达斜面底端的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．两物体所受重力的冲量相同 B．两物体所受合力的冲量相同
C．两物体动量的变化量不同 D．两物体动能的变化量不同
二、填空题
16．一个质量为0.15kg的垒球以15m/s的速度飞来，被球棒以30m/s的速度反向击回．以垒球初速度方向为正，在球棒击球过程中，垒球的末动量为 ______ ，球棒的动量变化量为 ______ 。
17．“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人的动量___________，（填“先增大后减小”或者“一直增大”） 人的动能___________，（填“先增大后减小”或者“一直增大”）加速度等于零时（即绳对人的拉力等于人所受的重力时），动量和动能___________（填“最大”或者“最小”）。
18．质量m的物体，从高h处以速度v0水平抛出，从抛出到落地物体所受重力的冲量为_______。
三、解答题
19．一个物体是否可能具有机械能而无动量？物体是否可能有动量而无动能，是否可能有动能而无动量？
20．皮划艇比赛是一项深受观众喜爱的运动。我市庆元籍皮划艇运动员王楠在奥运会和全运会比赛中均取得过优异的成绩。如图所示，在日常单人双桨皮艇训练中，运动员采用单桨划水使皮艇沿直线运动。运动员每次动作分为划水和空中运桨两个阶段，假设划水阶段用时1.0s，空中运桨用时为0.8s，若皮艇（含运动员和桨）质量为70kg，运动过程中受到的阻力恒定，划水时桨产生的动力大小为皮艇所受阻力的1.8倍。某时刻桨刚入水时皮艇的速度大小为4m/s，运动员紧接着完成1次划水和运桨动作，此过程皮艇前进8.1m，求：
（1）划水和空中运桨两阶段皮艇的加速度大小之比；
（2）皮艇的最大速度大小；
（3）该过程中皮艇所受阻力的冲量I的大小。
21．新冠肺炎疫情在国内得到有效控制，游乐场陆续开放。在某游乐场中，有一种叫跳楼机的大型游戏机，如图所示。该跳楼机能把乘客带入60m的高度后，从静止开始自由下落，达到最大运行速度后，立刻在减速装置作用下做匀减速直线运动，加速度大小设定为一般人能较长时间承受的3g（g为重力加速度），到地面处速度刚好减为零。现某位质量为60kg的乘客正坐在跳楼机上体验该游乐项目，若整个过程不计空气阻力，g取10m/s2。
(1)求整个下落过程中达到的最大速度；
(2)求减速过程中该乘客对座椅的压力；
(3)求减速过程中座椅对该乘客所做的冲量大小。
22．如图所示，在光滑的水平桌面上叠放着一质量为的足够长薄木板A和质量为的金属块B，B上有轻绳绕过定滑轮与物块C相连。B与A之间的滑动摩擦因数，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力。忽略滑轮质量及与轴间的摩擦。起始时，令各物体都处于静止状态，绳被拉直且平行于木板，B位于A的左端，C距地面高度（如图），然后放手，设A的右端距滑轮足够远，三个物体运动不受滑轮影响，绳松弛后对A、B的运动也无影响。（取）
（1）为了保证A、B相对滑动，绳中的拉力和物块C的质量必须大于某临界值和，求其值；
（2）当，B与A相对静止前，B在A上滑的距离；
（3）计算（2）情况下，从到C落地瞬间，物体A对物体B的冲量（答案保留根号）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光照强度和物质的量。它们在国际单位制中的单位称为基本单位，分别为米（m）、千克（kg）、秒（s）、开尔文（K）、安培（A）、坎德拉（cd）和摩尔（mol），位移、力和动量既有大小，又有方向，是矢量，时间只有大小，没有方向，是标量。
故选A。
2．D
【详解】
AB．运动员沿圆弧弯道匀速率滑行，可看作匀速圆周运动，所受合外力提供向心力，方向始终指向圆心，合外力不为零，也不是恒力，故AB错误；
CD．合外力与速度的方向始终保持垂直，合外力做功为零，但冲量是力与时间的乘积，合力的冲量不为零，故C错误，D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．因为AB一起沿斜面加速下滑，则加速度有水平向左的分量，则运动中物块B对A的摩擦力方向水平向左，选项A错误；
B．AB一起沿斜面加速下滑，则加速度有竖直向下的分量，则由
可知运动中物块B对A的弹力小于A的重力，选项B错误；
C．因AB一起下滑的加速度为
a=gsinθ
可知，B对A的作用力与位移垂直，则运动中物块B对A的作用力不做功，选项C正确；
D．运动中斜面对A、B系统的作用力不为零，根据
I=Ft
可知，冲量不为零，选项D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．设下滑、上滑的时间分别为、，滑块沿斜面上滑的过程，可逆向看做由静止下滑的过程，根据
由下滑加速度
上滑加速度
可知
故
图1滑块沿斜面运动时间为，图乙滑块所用时间为，则图甲滑块沿斜面运动时间较长，可知图甲为下滑照片，A错误；
B．由
因为
滑块上滑时的速度变化快，B错误；
C．先让一滑块从斜面顶端由静止下滑到底端，再让滑块以某一速度从底端上滑刚好能滑到顶端，滑块下滑到底端时的速度小于其沿斜面上滑时的初速度，C错误；
D．重力的冲量
因为
所以，滑块下滑过程中重力的冲量大于上滑过程中重力的冲量，D正确。
故选D。
5．B
【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。
6．C
【详解】
由动能表达式 和动量大小表达式可得
二者动能相等，所以甲、乙动量大小之比为，故ABD错误，C正确。
故选C。
7．B
【详解】
AC．在同一次实验中，质量相同的A、B球在竖直方向都做自由落体运动，落地时竖直速度相同，所以两球落地时重力的功率相等，故AC正确，不符合题意；
B．在同一次实验中，B球做自由落体运动，A球做平抛运动，两球落地时速度不同，所以动量的大小不相等，故B错误，符合题意；
D．在同一次实验中，质量相同的两球在空中运动的过程中，下落高度相同，所以重力做功相等，故D正确，不符合题意。
故选B。
8．C
【详解】
A．设空气阻力大小为f，上升过程的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得
解得
设下降过程的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得
解得
所以上升过程的加速度大小大于下降过程的加速度大小，由于上升和下降的位移相等，由运动学公式
可知，上升过程的时间小于下落过程的时间，故A错误；
B．由于空气阻力大小不变，上升过程和下降过程空气阻力做的功相等，所以上升过程中机械能损失等于下落过程中机械能损失，故B错误；
C．设物体从地面竖直向上抛出时的速度为v0，物体落回到地面时的速度为v，由运动学公式得
又因为
所以
上升过程的动能减小量为
下落过程的动能增加量为
所以上升过程的动能减小量大于下落过程的动能增加量，故C正确；
D．上升过程动量的变化量为
下落过程的动量变化量为
所以上升过程的动量变化量大于下落过程的动量变化量，D正错误。
故选C。
9．C
【详解】
A．由v－t图象可知竹竿的总长度l＝×2×6m＝6m，故A错误；
B．在0～4s内，加速向下运动，属于失重，在4～6s内，加速度向上，属于超重，故B错误；
C．在0～4s内，由图象可知加速度为a1＝0.5m/s2，则
mg－f1＝ma1
解得
f1＝475N
此过程竹竿对演员B的压力
FN1＝f1＋m1g＝525N
在4～6s内，由图象可知加速度为a2＝－1m/s2，则
mg－f2＝ma2
解得
f2＝550N
此过程竹竿对演员B的压力
FN2＝f2＋m1g＝600N
所以0～6s内，竹竿对演员B的压力的冲量大小为
I＝I1＋I2＝525×4N·s＋600×2N·s＝3300N·s
故C正确；
D．演员A落地时向下屈腿，是为了延长作用时间以减小地面的冲击力，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．火箭发射过程中有燃料的燃烧，有外力对火箭做功，机械能不守恒，A错误；
BC．影响火箭速度大小的因素是喷气速度和喷气的质量与火箭本身质量之比，故B错误，C正确；
D．喷出气流对火箭的冲量与火箭对喷出气流的冲量大小相等，方向相反，D错误。
故选C。
11．D
【详解】
由题图可知，在0~5s内初动量为
末动量为
由动量定理知
在10s~20s内初动量
末动量为
由动量定理得
故选D。
12．D
【详解】
质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有
而动量为
联立可得
动量关于为幂函数，且，故正确的相轨迹图像为D。
故选D。
13．A
【详解】
A．机械能守恒：到达地面时A的动能
B的动能
则动能相等可知二者的质量之比为1：1，则下落同样的高度其动能的增量相同，故A正确；
B．A用时为t，则
B用时，则
解得
则
故B错误；
C．AB到达水平面上的速度大小相等，A的重力的功率为
B的重力的功率为
则
故C错误；
D．因速度大小相同，则动量大小之比为质量之比即为1：1，故D错误。
故选A。
14．D
【详解】
AB．做匀速圆周运动的物体，速度大小不变方向变化，则其动能
动量
AB错误；
CD．动能不变，则动能的变化量在任何时间内均为零，但是动量的变化
只有在周期的整数倍时动量变化为零，C错误D正确。
故选D。
15．C
【详解】
A．对倾角为α的斜面，根据牛顿第二定律得，加速度为
，
由
得
由于斜面的倾角不同，则两物体运动时间不同，根据知，重力的冲量不同，故选项A错误；
BCD．根据动能定理知
解得
两物体到达斜面底端时动能的变化量相同，由于斜面倾角不同，故两物体速度大小相等、方向不同，根据动量定理知，动量的变化量大小相等、方向不同，合力的冲量大小相等、方向不同，故合力的冲量不相同，动量的变化量也不相同，故选项C正确，B、D错误；
故选择：C。
16． 4.5 6.75
【详解】
[1] [2]规定初速度方向为正方向，则初动量为
打击后动量为
故动量变化为
负号表示方向与规定的正方向相反。
17． 先增大后减小 先增大后减小 最大
【详解】
解：[1] 从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人下降的速度先增大后减小，因此人的动量先增大后减小。
[2] 人下降的速度先增大后减小，由动能公式可知，人的动能先增大后减小。
[3]加速度等于零时（即绳对人的拉力等于人所受的重力时），人的速度最大，人的动量和动能最大。
18．m
【详解】
物体做平抛运动，运动的时间由得
由冲量计算式得重力的冲量为
19．见解析
【详解】
机械能是动能和势能的总和，当取地面为零势能面，物体静止在高处时，物体具有重力势能而无动能，无动能从而无动量，所以物体可能具有机械能而无动量；
根据动能和动量大小的关系式有
Ek=
则动能和动量同时存在，所以不可能有动量而无动能，也不可能有动能而无动量。
20．（1）4∶5；（2）；（3）
【详解】
（1）设划水和空中运桨两阶段皮艇的加速度大小分别为a1、a2，根据牛顿第二定律有
由题意可知
F=1.8f
联立解得
（2）皮艇的最大速度大小为
划水过程皮艇的位移大小为
运桨过程皮艇的位移大小为
由题意可知
联立解得
（3）根据牛顿第二定律可得
根据冲量的定义可得该过程中皮艇所受阻力的冲量大小为
21．(1)30m/s；(2)2400N，方向竖直向下；(3) 2400N·s
【详解】
(1)设下落达到的最大速度为v，自由落体过程
减速下落过程
可得
m
解得
v=30m/s
(2)根据牛顿第二定律
可得
F=2400N
根据牛顿第三定律得
F′=F=2400N
方向竖直向下
(3)由题可知，下落时间
s
由公式
可得
I=2400
22．(1) ，；(2) ；(3)
【详解】
（1）为保证A、B相对滑动，则
对A进行受力分析，根据牛顿第二定律
得
对进行受力分析知
又
当时
则
又物块C与物块通过绳连接，则加速度大小相同则对进行受力分析根据牛顿第二定律
得
（2）由题知，对进行受力分析得
对进行受力分析得
联立得
故可以发生相对滑动
落地时，根据匀加速直线运动规律得
且此时相对于地面前进的距离为
加速度为
落地后，对进行受力分析,根据牛顿第二定律
解得
方向水平向左开始减速A加速度仍为；
设再过，共速，相对静止则
得
在这个时间段内前进的距离为
代入数据得
又在整个过程中A前进的距离为
代入数据得
则在A上滑行得距离为
代入数据得
（3）由（2）知到落地用时，故根据冲量公式
得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页