2022（春）物理粤教版（2019）选择性必修第一册第1章：动量和动量守恒定律习题（word版含有答案）

2022（春）物理粤教版（2019）选择性必修第一册第1章：动量和动量守恒定律习题有答案
第1章：动量和动量守恒定律
一、选择题。
1、“守株待兔”是我们熟悉的寓言故事，它出自《韩非子》，原文为：宋人有耕者。田中有株，兔走触株，折颈而死。因释其耒而守株，冀复得兔。兔不可复得，而身为宋国笑。假设一只兔子质量为2 kg，受到惊吓后从静止开始沿水平道路做匀加速直线运动，经过1.2 s速度大小达到9 m/s，此后匀速奔跑，撞树后被水平弹回，反弹速度大小为1 m/s，设兔子与树的作用时间为0.05 s，重力加速度g＝10 m/s2。下列说法正确的是(　　)
A．加速过程中兔子的加速度大小为180 m/s2
B．加速过程中地面对兔子水平方向的平均作用力大小为20 N
C．撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为320 N
D．撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为400 N
2、两个小木块B、C中间夹着一根轻弹簧，将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起，使它们一起在光滑水平面上沿直线运动，这时它们的运动图线如图中a线段所示，在t＝4 s末，细线突然断了，B、C都和弹簧分离后，运动图线分别如图中b、c线段所示，从图中的信息可知(　　)
A．木块B、C都和弹簧分离后的运动方向相反
B．木块B、C都和弹簧分离后，系统的总动量增大
C．木块B、C分离过程中B木块的动量变化较大
D．木块B的质量是木块C质量的
3、穿着溜冰鞋的人，站在光滑的冰面上，沿水平方向举枪射击。设第一次射出子弹后，人后退的速度为v，且每次射出的子弹对地速度均相同，则(　　)
A．无论射出多少颗子弹，人后退的速度都为v
B．射出n颗子弹后，人后退的速度为nv
C．射出n颗子弹后，人后退的速度大于nv
D．射出n颗子弹后，人后退的速度小于nv
4、两球A、B在光滑的水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA＝1 kg，mB＝2 kg，vA＝6 m/s，vB＝2 m/s。当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是(　　)
A．vA′＝5 m/s，vB′＝2.5 m/s
B．vA′＝2 m/s，vB′＝4 m/s
C．vA′＝－4 m/s，vB′＝7 m/s
D．vA′＝7 m/s，vB′＝1.5 m/s
5、（双选）如图甲所示，在光滑平台上，物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车上，车与水平面间的摩擦不计；图乙为物体A与小车B的v t图像，由此可计算出(　　)
A．小车上表面的长度
B．物体A与小车B的质量之比
C．物体A与小车B上表面之间的动摩擦因数
D．小车B获得的动能
6、滑块a、b沿水平面上同一条直线发生碰撞，碰撞后两者粘在一起运动，两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。滑块a、b的质量之比为(　　)
A．5∶4 B．1∶8 C．8∶1 D．4∶5
7、21世纪初某年的8月11日超强台风“利奇马”登陆青岛，导致部分高层建筑顶部的广告牌损毁。台风“利奇马”登陆时的最大风力为9级，最大风速为23 m/s。如图所示，某高层建筑顶部广告牌的尺寸为高5 m、宽20 m，空气密度ρ＝1.2 kg/m3，空气吹到广告牌上后速度瞬间减为0，则该广告牌受到的最大风力约为(　　)
A．3.9×104 N B．6.3×104 N C．1.0×104 N D．9.0×104 N
8、如图所示，将质量为M、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠墙。今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下，与半圆槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是(　　)
A．半圆槽离开墙后，将不会再次与墙接触
B．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动
C．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统在水平方向上动量守恒
D．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒
9、如图所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体的质量为M，顶端高度为h。今有一质量为m的小物块，沿光滑斜面下滑，当小物块从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是(　　)
A． B． C． D．
10、冰壶是一种深受观众喜爱的运动，图(a)为冰壶运动员将冰壶掷出去撞击对方静止冰壶的镜头，图(b)显示了此次运动员掷出冰壶时刻两冰壶的位置，虚线圆圈为得分区域。冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰。若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置，可能是下图中的(　　)
11、(多选)如图所示，质量为M的长木板A静止在光滑的水平面上，有一质量为m的小滑块B以初速度v0从左侧滑上木板，且恰能滑离木板，滑块与木板间动摩擦因数为μ。下列说法中正确的是(　　)
A．若只增大v0，则滑块滑离木板过程中系统产生的热量增加
B．若只增大M，则滑块滑离木板过程中木板所受到的冲量减小
C．若只减小m，则滑块滑离木板时木板获得的速度减小
D．若只减小μ，则滑块滑离木板过程中滑块对地的位移减小
12、人的质量m＝60 kg，船的质量M＝240 kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5 m时，人可以跃上岸。若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸最多为(不计水的阻力，两次人消耗的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等)(　　)
A．1.5 m B．1.2 m C．1.34 m D．1.1 m
二、填空含实验题。
13、某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，本实验必须测量的物理量是______。(填选项前字母)
A．小球a、b的质量ma、mb
B．小球a、b的半径r
C．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
D．小球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差h
E．小球a、b离开斜槽轨道后做平抛运动的飞行时间
F．记录纸上O点到两小球的平均落点位置A、B、C的距离sOA、sOB、sOC
14、用如图所示的装置来研究碰撞中的动量守恒。质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高为H的小支柱上，O点到钢球A球心的距离为L，钢球释放前悬线伸直且悬线与竖直方向的夹角为α。小球A释放后到最低点与钢球B发生正碰，碰撞后B做平抛运动，钢球A把轻杆指针OC推移到与竖直方向成夹角γ的位置，在地面上铺一张带有复写纸的白纸D。保持夹角α不变，多次重复，在白纸上记录了多个钢球B的落地点。(mA、mB为已知量，其余物理量为未知量)
(1)图中的x应该是钢球B所处位置到________的水平距离。
(2)为了验证两球碰撞过程中的动量守恒，需要测________等物理量。
(3)用测得的物理量表示碰撞前后钢球A和碰撞前后钢球B的质量与速度的乘积依次为________、________、________、________。
三、计算类题。
15、（计算题）如图所示，某同学的质量为60 kg，在军事训练中要求他从岸上以2 m/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140 kg，原来的速度是0.5 m/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。
16、（计算题）如图所示：
甲车的质量是2 kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1 kg的小物体(可视为质点)，乙车质量为4 kg，以5 m/s的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度，物体滑到乙车上，若乙车足够长，上表面与物体间的动摩擦因数为0.2，g取10 m/s2，求：
(1)两车碰撞后的瞬间乙车的速度大小；
(2)物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止。
17、（计算题）两块质量都为m的木块A和B在光滑水平面上均以速度向左匀速运动，中间用一根劲度系数为k的轻弹簧连接着，如图所示。现从水平方向迎面射来一颗子弹，质量为，速度为v0，子弹射入木块A并留在其中。求：
(1)在子弹击中木块A后的瞬间木块A、B的速度vA和vB的大小。
(2)在子弹击中木块A后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。
2022（春）物理粤教版（2019）选择性必修第一册第1章：动量和动量守恒定律习题有答案
第1章：动量和动量守恒定律
一、选择题。
1、“守株待兔”是我们熟悉的寓言故事，它出自《韩非子》，原文为：宋人有耕者。田中有株，兔走触株，折颈而死。因释其耒而守株，冀复得兔。兔不可复得，而身为宋国笑。假设一只兔子质量为2 kg，受到惊吓后从静止开始沿水平道路做匀加速直线运动，经过1.2 s速度大小达到9 m/s，此后匀速奔跑，撞树后被水平弹回，反弹速度大小为1 m/s，设兔子与树的作用时间为0.05 s，重力加速度g＝10 m/s2。下列说法正确的是(　　)
A．加速过程中兔子的加速度大小为180 m/s2
B．加速过程中地面对兔子水平方向的平均作用力大小为20 N
C．撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为320 N
D．撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为400 N
【答案】D　
2、两个小木块B、C中间夹着一根轻弹簧，将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起，使它们一起在光滑水平面上沿直线运动，这时它们的运动图线如图中a线段所示，在t＝4 s末，细线突然断了，B、C都和弹簧分离后，运动图线分别如图中b、c线段所示，从图中的信息可知(　　)
A．木块B、C都和弹簧分离后的运动方向相反
B．木块B、C都和弹簧分离后，系统的总动量增大
C．木块B、C分离过程中B木块的动量变化较大
D．木块B的质量是木块C质量的
【答案】D　
3、穿着溜冰鞋的人，站在光滑的冰面上，沿水平方向举枪射击。设第一次射出子弹后，人后退的速度为v，且每次射出的子弹对地速度均相同，则(　　)
A．无论射出多少颗子弹，人后退的速度都为v
B．射出n颗子弹后，人后退的速度为nv
C．射出n颗子弹后，人后退的速度大于nv
D．射出n颗子弹后，人后退的速度小于nv
【答案】C　
4、两球A、B在光滑的水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA＝1 kg，mB＝2 kg，vA＝6 m/s，vB＝2 m/s。当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是(　　)
A．vA′＝5 m/s，vB′＝2.5 m/s
B．vA′＝2 m/s，vB′＝4 m/s
C．vA′＝－4 m/s，vB′＝7 m/s
D．vA′＝7 m/s，vB′＝1.5 m/s
【答案】B　
5、（双选）如图甲所示，在光滑平台上，物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车上，车与水平面间的摩擦不计；图乙为物体A与小车B的v t图像，由此可计算出(　　)
A．小车上表面的长度
B．物体A与小车B的质量之比
C．物体A与小车B上表面之间的动摩擦因数
D．小车B获得的动能
【答案】BC　
6、滑块a、b沿水平面上同一条直线发生碰撞，碰撞后两者粘在一起运动，两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。滑块a、b的质量之比为(　　)
A．5∶4 B．1∶8 C．8∶1 D．4∶5
【答案】B　
7、21世纪初某年的8月11日超强台风“利奇马”登陆青岛，导致部分高层建筑顶部的广告牌损毁。台风“利奇马”登陆时的最大风力为9级，最大风速为23 m/s。如图所示，某高层建筑顶部广告牌的尺寸为高5 m、宽20 m，空气密度ρ＝1.2 kg/m3，空气吹到广告牌上后速度瞬间减为0，则该广告牌受到的最大风力约为(　　)
A．3.9×104 N B．6.3×104 N C．1.0×104 N D．9.0×104 N
【答案】B　
8、如图所示，将质量为M、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，左侧靠墙。今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下，与半圆槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是(　　)
A．半圆槽离开墙后，将不会再次与墙接触
B．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动
C．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统在水平方向上动量守恒
D．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒
【答案】A　
9、如图所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体的质量为M，顶端高度为h。今有一质量为m的小物块，沿光滑斜面下滑，当小物块从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是(　　)
A． B． C． D．
【答案】C　
10、冰壶是一种深受观众喜爱的运动，图(a)为冰壶运动员将冰壶掷出去撞击对方静止冰壶的镜头，图(b)显示了此次运动员掷出冰壶时刻两冰壶的位置，虚线圆圈为得分区域。冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰。若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置，可能是下图中的(　　)
【答案】C　
11、(多选)如图所示，质量为M的长木板A静止在光滑的水平面上，有一质量为m的小滑块B以初速度v0从左侧滑上木板，且恰能滑离木板，滑块与木板间动摩擦因数为μ。下列说法中正确的是(　　)
A．若只增大v0，则滑块滑离木板过程中系统产生的热量增加
B．若只增大M，则滑块滑离木板过程中木板所受到的冲量减小
C．若只减小m，则滑块滑离木板时木板获得的速度减小
D．若只减小μ，则滑块滑离木板过程中滑块对地的位移减小
【答案】BCD　
12、人的质量m＝60 kg，船的质量M＝240 kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5 m时，人可以跃上岸。若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸最多为(不计水的阻力，两次人消耗的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等)(　　)
A．1.5 m B．1.2 m C．1.34 m D．1.1 m
【答案】C　
二、填空含实验题。
13、某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，本实验必须测量的物理量是______。(填选项前字母)
A．小球a、b的质量ma、mb
B．小球a、b的半径r
C．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
D．小球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差h
E．小球a、b离开斜槽轨道后做平抛运动的飞行时间
F．记录纸上O点到两小球的平均落点位置A、B、C的距离sOA、sOB、sOC
【答案】AF
14、用如图所示的装置来研究碰撞中的动量守恒。质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点，质量为mB的钢球B放在离地面高为H的小支柱上，O点到钢球A球心的距离为L，钢球释放前悬线伸直且悬线与竖直方向的夹角为α。小球A释放后到最低点与钢球B发生正碰，碰撞后B做平抛运动，钢球A把轻杆指针OC推移到与竖直方向成夹角γ的位置，在地面上铺一张带有复写纸的白纸D。保持夹角α不变，多次重复，在白纸上记录了多个钢球B的落地点。(mA、mB为已知量，其余物理量为未知量)
(1)图中的x应该是钢球B所处位置到________的水平距离。
(2)为了验证两球碰撞过程中的动量守恒，需要测________等物理量。
(3)用测得的物理量表示碰撞前后钢球A和碰撞前后钢球B的质量与速度的乘积依次为________、________、________、________。
【答案】(1)钢球B各次落地点所在最小圆的圆心　(2)x、H、L、α、γ　(3)mA mA　0　mBx
【解析】(1)x应为钢球B所处位置到钢球B各次落地点所在最小圆的圆心的水平距离。
(2)要验证碰撞中的动量守恒，即验证mAvA＝mAvA′＋mBvB′，需要测量的物理量有碰撞前后的速度vA、vA′、vB′。对于钢球A，从某一固定位置摆动到最低点与钢球B碰撞时的速度可以由机械能守恒定律算出，mAvA2＝mAgL(1－cos α)，由此可以看出，需要测出从悬点到钢球A的球心间的距离L和摆线与竖直方向的夹角α。碰撞后，钢球A继续摆动并推动轻杆一起运动，碰后的速度也可以由机械能守恒定律算出，由mAvA′2＝mAgL(1－cos γ)可以看出，需要测出γ。对于小球B，碰撞后做平抛运动，由平抛运动知识H＝gt2和x＝vB′t，得vB′＝x ，由此可以看出需要测量x、H。
(3)碰撞前后钢球A和钢球B的质量与速度的乘积依次为mA、mA、0、mBx。
三、计算类题。
15、（计算题）如图所示，某同学的质量为60 kg，在军事训练中要求他从岸上以2 m/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140 kg，原来的速度是0.5 m/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。
【答案】0.25 m/s，方向向右
【解析】规定向右为正方向，设人上船后人、船的共同速度为v，由动量守恒定律得：
m人v人－m船v船＝(m人＋m船)v
解得v＝0.25 m/s，方向向右。
16、（计算题）如图所示：
甲车的质量是2 kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1 kg的小物体(可视为质点)，乙车质量为4 kg，以5 m/s的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度，物体滑到乙车上，若乙车足够长，上表面与物体间的动摩擦因数为0.2，g取10 m/s2，求：
(1)两车碰撞后的瞬间乙车的速度大小；
(2)物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止。
【答案】(1)1 m/s 　(2)0.4 s
【解析】(1)乙车与甲车组成的系统在碰撞过程中动量守恒，以向左为正方向
则由动量守恒定律得m乙v乙＝m乙v乙′＋m甲v甲′
解得v乙′＝1 m/s。
(2)以向左为正方向，小物体从滑上乙车至与乙车有共同速度v的过程，对小物体与乙车组成的系统，运用动量守恒定律得
m乙v乙′＝(m＋m乙)v，解得v＝0.8 m/s
对小物体应用牛顿第二定律得a＝μg＝2 m/s2
t＝，代入数据得t＝0.4 s。
17、（计算题）两块质量都为m的木块A和B在光滑水平面上均以速度向左匀速运动，中间用一根劲度系数为k的轻弹簧连接着，如图所示。现从水平方向迎面射来一颗子弹，质量为，速度为v0，子弹射入木块A并留在其中。求：
(1)在子弹击中木块A后的瞬间木块A、B的速度vA和vB的大小。
(2)在子弹击中木块A后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。
【答案】(1)　　 (2)mv02
【解析】(1)在子弹打入木块A的瞬间，由于相互作用的时间极短，弹簧来不及发生形变，A、B都不受弹力的作用，故vB＝；
由于此时A不受弹力，木块A和子弹构成的系统在这极短过程中不受外力作用，选向左为正方向，由系统动量守恒得m－v0＝vA，解得vA＝。
(2)由于木块A、木块B运动方向相同且vA设弹簧压缩量最大时共同速度为v，弹簧的最大弹性势能为Epm，取vA的方向为正方向，由动量守恒定律，
得mvA＋mvB＝v，
由机械能守恒定律得
×mvA2＋mvB2＝v2＋Epm，
联立解得v＝v0，Epm＝mv02。