人教版高中物理选修1 第1章 第1单元 动量定理和动量守恒定律(word版含答案)
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修1 第1章 第1单元 动量定理和动量守恒定律(word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 449.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-09 15:12:52 | ||
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文档简介
人教版高中物理选修1 第1章 第1单元 动量定理和动量守恒定律
一、单项选择题（共8小题；）
1. 如图所示的装置中，木块 与水平桌面间的接触是光滑的，子弹 沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中
A. 动量守恒、机械能守恒 B. 动量不守恒、机械能不守恒
C. 动量守恒、机械能不守恒 D. 动量不守恒、机械能守恒
2. 质量为 的小球以速度 与竖直墙壁垂直相碰后以原速率反向弹回，以小球碰前的速度为正方向，关于小球的动能变化和动量变化，以下正确的是
A. ， B. ， C. ， D. ，
3. 高楼高空抛物是非常危险的事。设质量为 的小球从 楼上做自由落体运动落到地面，与水泥地面接触时间为 ，则小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
4. 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为 ，远地点高度约为 ；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空 的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为 ，东方红二号的加速度为 ，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为 ，则 、 、 的大小关系为
A. B. C. D.
5. 某弹射管每次弹出的小球速度相等。在沿光滑竖直轨道自由下落过程中，该弹射管保持水平，先后弹出两只小球。忽略空气阻力，两只小球落到水平地面的
A. 时刻相同，地点相同 B. 时刻相同，地点不同
C. 时刻不同，地点相同 D. 时刻不同，地点不同
6. 如图所示， 、 两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中 受到的摩擦力
A. 方向向左，大小不变 B. 方向向左，逐渐减小
C. 方向向右，大小不变 D. 方向向右，逐渐减小
7. “女排精神”是中国女子排球队顽强战斗、勇敢拼搏精神的总概括。她们在世界排球赛中，凭着顽强战斗、勇敢拼搏的精神，五次蝉联世界冠军，为国争光，为人民建功。如图所示，垫球是排球运动中通过手臂的迎击动作使来球从垫击面上反弹出去的一项击球技术，若某次从垫击面上反弹出去竖直向上运动的排球，之后又落回到原位置，设整个运动过程中排球所受阻力大小不变，则
A. 排球从击出到落回的时间内，重力的冲量为零
B. 排球从击出到落回的时间内，空气阻力的冲量为零
C. 排球上升阶段阻力的冲量小于下降阶段阻力的冲量
D. 若不计阻力，排球上升阶段动量的变化量小于下降阶段动量的变化量
8. 如图，连接有轻弹簧的物块 静止于光滑水平面上，物块 以一定初速度向左运动。下列关于 、 两物块的动量 随时间 的变化关系图象，不合理的是
A. B.
C. D.
二、双项选择题（共4小题；）
9. 如图所示，平面上叠放着木块 ，。轻推木块 ， 会跟着一起动，若猛击一下木块 ， 就不会跟着一起动，这说明 .
A. 轻推木块 时， 给 的冲量小
B. 轻推木块 时， 给 的冲量大
C. 猛击木块 时， 给 的冲量小
D. 猛击木块 时， 给 的冲量大
10. 如图所示，一辆小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上，由图中位置无初速释放，则小球在下摆过程中，下列说法正确的是 （提示：小球的轨迹不是圆周）
A. 绳对小球的拉力不做功 B. 小球的机械能守恒
C. 小车机械能不守恒 D. 绳对小球的拉力做负功
11. 下列说法中正确的是 .
A. 物体受到的冲量越大，则它的动量一定越大
B. 物体受到的冲量越大，则它的动量变化越大
C. 物体动量变化的方向一定与物体所受合外力的冲量方向相同
D. 物体沿斜面下滑，斜面对物体的支持力对物体不做功，支持力的冲量也为零
12. “世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把 个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备 火箭（含燃料）、椅子、风筝等 总质量为 ，点燃火箭后在极短的时间内，质量为 的炽热燃气相对地面以 的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为 ，则
A. 火箭的推力来源于燃气对它的反作用力
B. 在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
C. 喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为
D. 在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒
三、解答题（共4小题；）
13. 年 月 日 时，嫦娥 号探测器在近月点制动成功，由椭圆环月轨道变为近圆形环月轨道。设探测器质量为 ，变轨前瞬间速度为 ，变轨后圆形轨道半径为 ，环月周期为 ，若制动时喷出气体的质量为 ，求气体喷出时的速度。
14. 如图所示，一质量为 的小物块放在水平地面上的 点，小物块以 的初速度从 点沿 方向运动，与墙发生碰撞（碰撞时间极短为 ，碰前瞬间的速度 ，碰后以 反向运动直至静止。已知小物块与地面间的动摩擦因数 ，取 。求：
（1） 点距墙面的距离 ；
（2）碰撞过程中，墙对小物块平均作用力的大小。（碰撞时物块与地面间摩擦忽略不计）
15. 如图所示， 、 、 质量分别为 ，，， 为套在细绳上的圆环， 与水平桌面的动摩擦因数 ，另一圆环 固定在桌边，离地面高 ，当 、 从静止下降 ， 穿环而过， 被 挡住，不计绳子质量和滑轮的摩擦，取 ，若开始时 离桌边足够远。试求：
（1）物体 穿环瞬间的速度。
（2）物体 能否到达地面 如果能到达地面，其速度多大
16. 静止在水平地面上的两小物块 、 ，质量分别为 ，；两者之间有一被压缩的微型弹簧（长度不计），其弹性势能为 ， 与其右侧的竖直墙壁距离 ，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使 、 瞬间分离，两物块获得的速度之比是 。释放后， 沿着与墙壁垂直的方向向右运动。 、 与地面之间的动摩擦因数均为 。重力加速度取 。 与墙壁碰撞前后动能不变且碰撞时间不计。求：
（1）弹簧释放后瞬间 、 速度的大小；
（2）物块 、 中有一个停下来时， 与 之间的距离。
四、实验题（共2小题；）
17. 某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图所示，由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
下面是实验的主要步骤：
a.安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
b.向气垫导轨通入压缩空气；
c.接通光电计时器（光电门）；
d.把滑块 静止放在气垫导轨的中间；
e.滑块 挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
f.释放滑块 ，滑块 通过光电门 后与左侧固定弹簧的滑块 碰撞，碰后滑块 和滑块 依次通过光电门 ，两滑块通过光电门后依次被制动；
g.读出滑块通过光电门的挡光时间，滑块 通过光电门 的挡光时间 ，通过光电门 的挡光时间 ，滑块 通过光电门 的挡光时间 ；
h.测出挡光片的宽度 ，测得滑块 （包括挡光片）的质量为 ，滑块 （包括弹簧和挡光片）质量为 。
（1）实验中气垫导轨的作用是：A. ；B. 。
（2）碰撞前滑块 的速度 为 ；碰撞后物块系统的总动量 （结果保留两位有效数字）。
18. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）为完成此实验，以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是 。
①天平 ②秒表 ③刻度尺 ④打点计时器
A.①②
B.①③
C.②③
D.③④
（2）关于本实验，下列说法中正确的是 。
A.同一组实验中，入射小球不必从同一位置由静止释放
B.入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C.轨道倾斜部分必须光滑，轨道末端必须水平
（3）图 中 点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置 由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置 ，测出平抛射程 。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置 由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为 、 。已得知入射小球和被碰小球的质量 、 ，实验中还需要测量的有 。
A.小球抛出点距地面的高度
B.入射小球开始的释放高度
C.两球相碰后的平抛射程 、
（4）在某次实验中，记录的落点平均位置 、 几乎与 在同一条直线上，在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，则可以认为两球碰撞前后在 方向上的总动量守恒[用（）中测量的量表示]。
（5）某同学在上述实验中更换了两个小球的材质，且入射小球和被碰小球的质量关系为 ，其它条件不变。两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如图 所示。他将米尺的零刻线与 点对齐，测量出 点到三处平均落地点的距离分别为 、 、 。该同学通过测量和计算发现，两小球在碰撞前后动量是守恒的。根据上一问的结论，由于质量之比为 ，那么上式就有：，以下分析正确的是 。
A. 点只能是本图中的 点，即被碰小球碰撞后的落地点
B. 点是本图中的 点，即入射小球碰撞后的落地点
C. 点是此图中的 点，即未放被碰小球，入射小球的落地点
答案
第一部分
1. B
【解析】方法一：
系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中，墙壁对弹簧有力的作用，所以系统所受的合外力不为零，所以系统动量不守恒，在整个过程中，由于子弹射入木块的碰撞过程为完全非弹性碰撞，有内能产生，所以系统机械能不守恒，故B正确。
方法二：
在木块与子弹一起向左运动压缩弹簧的过程中，木块、子弹、弹簧所组成的系统所受合外力不为零，则系统动量不守恒；在子弹击中木块的过程中，要克服摩擦力做功，系统的部分机械能转化为内能，系统机械能不守恒，因此子弹、木块和弹簧所组成的系统，在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，动量不守恒、机械能不守恒。
2. C
3. D
【解析】设自由下落的时间为 ，则有：，
与水泥地面接触时间为 ，
下落的整个过程中，根据动量定理可得：，
解得：。
根据计算可知小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是 倍，故A错误；
根据计算可知小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是 倍，故B错误；
根据计算可知小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是 倍，故C错误；
根据计算可知小球对地面冲击力是小球重力的倍数大约是 倍，故D正确。
4. D
【解析】对于东方红一号与东方红二号，由 得：，由此式可知 。对于地球同步卫星东方红二号和地球赤道上的物体，由 可知，。综上可见，，故D正确。
5. B
6. A
【解析】， 保持相对静止地向右做匀减速直线运动，以 ， 为整体，受到向左的滑动摩擦力作用，其加速度为 ，对物体 ，其加速度为 ，方向向左，所受的摩擦力为静摩擦力，由牛顿第二定律得 ，A 正确。
7. C
【解析】整个过程中，重力不为零，作用时间不为零，根据 可知，重力的冲量不为零，故A错误；
由于整个过程中，阻力都做负功，所以上升阶段的平均速度大于下降阶段的平均速度，即上升过程所用时间比下降过程所用时间短，根据 可知上升阶段阻力的冲量小于下降阶段阻力的冲量，整个过程中阻力冲量不为零，故B错误，C正确；
若不计阻力，并规定竖直向上为正方向，设初速度为 ，则上升阶段，动量变化量为 ，下降阶段，动量变化量为 ，两者相等，故D错误。
8. A
【解析】 与弹簧接触后，弹力慢慢增大，故两物体的加速度一定先增大后减小，故A不合理，故A正确；
与弹簧接触后，压缩弹簧， 做减速动， 做加速运动，且在运动过程中系统的动量守恒，如果 的质量较小，可能出现 反弹的现象，故B合理，故B错误；
由B中分析可知，两球满足动量守恒定律，并且如果 两球的质量相等，则可以出现符合运动过程，故C合理，故C错误；
由B中分析可知，两球满足动量守恒定律，如果 的质量很小，可能出现符合的运动过程，故D合理，故D错误。
第二部分
9. B， C
10. C， D
11. B， C
12. A， B
【解析】火箭的推力是燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，故A正确；在燃气喷出后的瞬间，万户及所携设备组成的系统动量守恒，设火箭的速度大小为 ，规定火箭运动方向为正方向，则有 ，解得火箭的速度大小为 ，故B正确；喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动，根据运动学公式可得上升的最大高度为 ，故C错误；在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒，故D错误。
第三部分
13.
【解析】探测器制动过程，时间较短，内力远大于外力，可认为动量守恒，则根据动量守恒定律得
解得气体喷出速度
14. （1）
【解析】小物块由 到 做匀减速运动，由动能定理可得：
，
代入数据解得：。
（2）
【解析】选物块初速度方向为正方向，由动量定理得：
，
代入数据解得：。
故墙对小物块平均作用力大小为 ，方向水平向左。
15. （1）
（2） 能到达；
16. （1） ；
【解析】弹簧释放后瞬间，弹性势能转化为 、 动能 ，，联立得 ，。
（2）
【解析】 、 加速度大小相等，，
速度较小先停下，所用时间 。
向左位移 ，
该时间内的路程 ，
与 之间的距离 。
第四部分
17. （1） 大大减小滑块和导轨之间的摩擦力，从而减小实验误差；保证两个滑块碰撞前后的速度都在同一条直线上
【解析】实验中气垫导轨的作用有两个，一是大大减小滑块和导轨之间的摩擦力，从而减小实验误差，二是保证两个滑块碰撞前后的速度都在同一条直线上。
（2） ；
【解析】碰撞前滑块 的速度
碰撞后滑块 的速度
滑块 的速度
。
18. （1） B
【解析】本实验必须使用的有天平，用来测小球的质量，还有刻度尺，用来测小球平抛的水平位移，故选B。
（2） B
【解析】同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放即可，轨道倾斜部分不必光滑，故AC错误；
入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，才能使两球碰后均向前运动，B正确。
（3） C
【解析】实验中还需要测量的有入射小球和被碰小球的质量 、 ，两球相碰后的平抛射程 、 ，故选C。
（4）
【解析】若碰撞过程动量守恒，应满足 ，小球做平抛运动竖直位移相同，故运动时间相同，由 可知，平抛初速度与水平位移成正比，故应满足的表达式为 。
（5） C
【解析】若入射小球和被碰小球的质量关系为 ，则表达式为 ，由图可知 、 、 ，带入上式对比可得 ，故 点是未放被碰小球时入射球的落地点， 处是被碰小球碰撞后的落地点， 是入射小球碰撞后的落地点；故选C。
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一、单项选择题（共8小题；）
1. 如图所示的装置中，木块 与水平桌面间的接触是光滑的，子弹 沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中
A. 动量守恒、机械能守恒 B. 动量不守恒、机械能不守恒
C. 动量守恒、机械能不守恒 D. 动量不守恒、机械能守恒
2. 质量为 的小球以速度 与竖直墙壁垂直相碰后以原速率反向弹回，以小球碰前的速度为正方向，关于小球的动能变化和动量变化，以下正确的是
A. ， B. ， C. ， D. ，
3. 高楼高空抛物是非常危险的事。设质量为 的小球从 楼上做自由落体运动落到地面，与水泥地面接触时间为 ，则小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
4. 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为 ，远地点高度约为 ；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空 的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为 ，东方红二号的加速度为 ，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为 ，则 、 、 的大小关系为
A. B. C. D.
5. 某弹射管每次弹出的小球速度相等。在沿光滑竖直轨道自由下落过程中，该弹射管保持水平，先后弹出两只小球。忽略空气阻力，两只小球落到水平地面的
A. 时刻相同，地点相同 B. 时刻相同，地点不同
C. 时刻不同，地点相同 D. 时刻不同，地点不同
6. 如图所示， 、 两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中 受到的摩擦力
A. 方向向左，大小不变 B. 方向向左，逐渐减小
C. 方向向右，大小不变 D. 方向向右，逐渐减小
7. “女排精神”是中国女子排球队顽强战斗、勇敢拼搏精神的总概括。她们在世界排球赛中，凭着顽强战斗、勇敢拼搏的精神，五次蝉联世界冠军，为国争光，为人民建功。如图所示，垫球是排球运动中通过手臂的迎击动作使来球从垫击面上反弹出去的一项击球技术，若某次从垫击面上反弹出去竖直向上运动的排球，之后又落回到原位置，设整个运动过程中排球所受阻力大小不变，则
A. 排球从击出到落回的时间内，重力的冲量为零
B. 排球从击出到落回的时间内，空气阻力的冲量为零
C. 排球上升阶段阻力的冲量小于下降阶段阻力的冲量
D. 若不计阻力，排球上升阶段动量的变化量小于下降阶段动量的变化量
8. 如图，连接有轻弹簧的物块 静止于光滑水平面上，物块 以一定初速度向左运动。下列关于 、 两物块的动量 随时间 的变化关系图象，不合理的是
A. B.
C. D.
二、双项选择题（共4小题；）
9. 如图所示，平面上叠放着木块 ，。轻推木块 ， 会跟着一起动，若猛击一下木块 ， 就不会跟着一起动，这说明 .
A. 轻推木块 时， 给 的冲量小
B. 轻推木块 时， 给 的冲量大
C. 猛击木块 时， 给 的冲量小
D. 猛击木块 时， 给 的冲量大
10. 如图所示，一辆小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上，由图中位置无初速释放，则小球在下摆过程中，下列说法正确的是 （提示：小球的轨迹不是圆周）
A. 绳对小球的拉力不做功 B. 小球的机械能守恒
C. 小车机械能不守恒 D. 绳对小球的拉力做负功
11. 下列说法中正确的是 .
A. 物体受到的冲量越大，则它的动量一定越大
B. 物体受到的冲量越大，则它的动量变化越大
C. 物体动量变化的方向一定与物体所受合外力的冲量方向相同
D. 物体沿斜面下滑，斜面对物体的支持力对物体不做功，支持力的冲量也为零
12. “世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把 个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备 火箭（含燃料）、椅子、风筝等 总质量为 ，点燃火箭后在极短的时间内，质量为 的炽热燃气相对地面以 的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为 ，则
A. 火箭的推力来源于燃气对它的反作用力
B. 在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
C. 喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为
D. 在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒
三、解答题（共4小题；）
13. 年 月 日 时，嫦娥 号探测器在近月点制动成功，由椭圆环月轨道变为近圆形环月轨道。设探测器质量为 ，变轨前瞬间速度为 ，变轨后圆形轨道半径为 ，环月周期为 ，若制动时喷出气体的质量为 ，求气体喷出时的速度。
14. 如图所示，一质量为 的小物块放在水平地面上的 点，小物块以 的初速度从 点沿 方向运动，与墙发生碰撞（碰撞时间极短为 ，碰前瞬间的速度 ，碰后以 反向运动直至静止。已知小物块与地面间的动摩擦因数 ，取 。求：
（1） 点距墙面的距离 ；
（2）碰撞过程中，墙对小物块平均作用力的大小。（碰撞时物块与地面间摩擦忽略不计）
15. 如图所示， 、 、 质量分别为 ，，， 为套在细绳上的圆环， 与水平桌面的动摩擦因数 ，另一圆环 固定在桌边，离地面高 ，当 、 从静止下降 ， 穿环而过， 被 挡住，不计绳子质量和滑轮的摩擦，取 ，若开始时 离桌边足够远。试求：
（1）物体 穿环瞬间的速度。
（2）物体 能否到达地面 如果能到达地面，其速度多大
16. 静止在水平地面上的两小物块 、 ，质量分别为 ，；两者之间有一被压缩的微型弹簧（长度不计），其弹性势能为 ， 与其右侧的竖直墙壁距离 ，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使 、 瞬间分离，两物块获得的速度之比是 。释放后， 沿着与墙壁垂直的方向向右运动。 、 与地面之间的动摩擦因数均为 。重力加速度取 。 与墙壁碰撞前后动能不变且碰撞时间不计。求：
（1）弹簧释放后瞬间 、 速度的大小；
（2）物块 、 中有一个停下来时， 与 之间的距离。
四、实验题（共2小题；）
17. 某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图所示，由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
下面是实验的主要步骤：
a.安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
b.向气垫导轨通入压缩空气；
c.接通光电计时器（光电门）；
d.把滑块 静止放在气垫导轨的中间；
e.滑块 挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
f.释放滑块 ，滑块 通过光电门 后与左侧固定弹簧的滑块 碰撞，碰后滑块 和滑块 依次通过光电门 ，两滑块通过光电门后依次被制动；
g.读出滑块通过光电门的挡光时间，滑块 通过光电门 的挡光时间 ，通过光电门 的挡光时间 ，滑块 通过光电门 的挡光时间 ；
h.测出挡光片的宽度 ，测得滑块 （包括挡光片）的质量为 ，滑块 （包括弹簧和挡光片）质量为 。
（1）实验中气垫导轨的作用是：A. ；B. 。
（2）碰撞前滑块 的速度 为 ；碰撞后物块系统的总动量 （结果保留两位有效数字）。
18. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）为完成此实验，以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是 。
①天平 ②秒表 ③刻度尺 ④打点计时器
A.①②
B.①③
C.②③
D.③④
（2）关于本实验，下列说法中正确的是 。
A.同一组实验中，入射小球不必从同一位置由静止释放
B.入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C.轨道倾斜部分必须光滑，轨道末端必须水平
（3）图 中 点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置 由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置 ，测出平抛射程 。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置 由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为 、 。已得知入射小球和被碰小球的质量 、 ，实验中还需要测量的有 。
A.小球抛出点距地面的高度
B.入射小球开始的释放高度
C.两球相碰后的平抛射程 、
（4）在某次实验中，记录的落点平均位置 、 几乎与 在同一条直线上，在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，则可以认为两球碰撞前后在 方向上的总动量守恒[用（）中测量的量表示]。
（5）某同学在上述实验中更换了两个小球的材质，且入射小球和被碰小球的质量关系为 ，其它条件不变。两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如图 所示。他将米尺的零刻线与 点对齐，测量出 点到三处平均落地点的距离分别为 、 、 。该同学通过测量和计算发现，两小球在碰撞前后动量是守恒的。根据上一问的结论，由于质量之比为 ，那么上式就有：，以下分析正确的是 。
A. 点只能是本图中的 点，即被碰小球碰撞后的落地点
B. 点是本图中的 点，即入射小球碰撞后的落地点
C. 点是此图中的 点，即未放被碰小球，入射小球的落地点
答案
第一部分
1. B
【解析】方法一：
系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中，墙壁对弹簧有力的作用，所以系统所受的合外力不为零，所以系统动量不守恒，在整个过程中，由于子弹射入木块的碰撞过程为完全非弹性碰撞，有内能产生，所以系统机械能不守恒，故B正确。
方法二：
在木块与子弹一起向左运动压缩弹簧的过程中，木块、子弹、弹簧所组成的系统所受合外力不为零，则系统动量不守恒；在子弹击中木块的过程中，要克服摩擦力做功，系统的部分机械能转化为内能，系统机械能不守恒，因此子弹、木块和弹簧所组成的系统，在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，动量不守恒、机械能不守恒。
2. C
3. D
【解析】设自由下落的时间为 ，则有：，
与水泥地面接触时间为 ，
下落的整个过程中，根据动量定理可得：，
解得：。
根据计算可知小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是 倍，故A错误；
根据计算可知小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是 倍，故B错误；
根据计算可知小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是 倍，故C错误；
根据计算可知小球对地面冲击力是小球重力的倍数大约是 倍，故D正确。
4. D
【解析】对于东方红一号与东方红二号，由 得：，由此式可知 。对于地球同步卫星东方红二号和地球赤道上的物体，由 可知，。综上可见，，故D正确。
5. B
6. A
【解析】， 保持相对静止地向右做匀减速直线运动，以 ， 为整体，受到向左的滑动摩擦力作用，其加速度为 ，对物体 ，其加速度为 ，方向向左，所受的摩擦力为静摩擦力，由牛顿第二定律得 ，A 正确。
7. C
【解析】整个过程中，重力不为零，作用时间不为零，根据 可知，重力的冲量不为零，故A错误；
由于整个过程中，阻力都做负功，所以上升阶段的平均速度大于下降阶段的平均速度，即上升过程所用时间比下降过程所用时间短，根据 可知上升阶段阻力的冲量小于下降阶段阻力的冲量，整个过程中阻力冲量不为零，故B错误，C正确；
若不计阻力，并规定竖直向上为正方向，设初速度为 ，则上升阶段，动量变化量为 ，下降阶段，动量变化量为 ，两者相等，故D错误。
8. A
【解析】 与弹簧接触后，弹力慢慢增大，故两物体的加速度一定先增大后减小，故A不合理，故A正确；
与弹簧接触后，压缩弹簧， 做减速动， 做加速运动，且在运动过程中系统的动量守恒，如果 的质量较小，可能出现 反弹的现象，故B合理，故B错误；
由B中分析可知，两球满足动量守恒定律，并且如果 两球的质量相等，则可以出现符合运动过程，故C合理，故C错误；
由B中分析可知，两球满足动量守恒定律，如果 的质量很小，可能出现符合的运动过程，故D合理，故D错误。
第二部分
9. B， C
10. C， D
11. B， C
12. A， B
【解析】火箭的推力是燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，故A正确；在燃气喷出后的瞬间，万户及所携设备组成的系统动量守恒，设火箭的速度大小为 ，规定火箭运动方向为正方向，则有 ，解得火箭的速度大小为 ，故B正确；喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动，根据运动学公式可得上升的最大高度为 ，故C错误；在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒，故D错误。
第三部分
13.
【解析】探测器制动过程，时间较短，内力远大于外力，可认为动量守恒，则根据动量守恒定律得
解得气体喷出速度
14. （1）
【解析】小物块由 到 做匀减速运动，由动能定理可得：
，
代入数据解得：。
（2）
【解析】选物块初速度方向为正方向，由动量定理得：
，
代入数据解得：。
故墙对小物块平均作用力大小为 ，方向水平向左。
15. （1）
（2） 能到达；
16. （1） ；
【解析】弹簧释放后瞬间，弹性势能转化为 、 动能 ，，联立得 ，。
（2）
【解析】 、 加速度大小相等，，
速度较小先停下，所用时间 。
向左位移 ，
该时间内的路程 ，
与 之间的距离 。
第四部分
17. （1） 大大减小滑块和导轨之间的摩擦力，从而减小实验误差；保证两个滑块碰撞前后的速度都在同一条直线上
【解析】实验中气垫导轨的作用有两个，一是大大减小滑块和导轨之间的摩擦力，从而减小实验误差，二是保证两个滑块碰撞前后的速度都在同一条直线上。
（2） ；
【解析】碰撞前滑块 的速度
碰撞后滑块 的速度
滑块 的速度
。
18. （1） B
【解析】本实验必须使用的有天平，用来测小球的质量，还有刻度尺，用来测小球平抛的水平位移，故选B。
（2） B
【解析】同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放即可，轨道倾斜部分不必光滑，故AC错误；
入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，才能使两球碰后均向前运动，B正确。
（3） C
【解析】实验中还需要测量的有入射小球和被碰小球的质量 、 ，两球相碰后的平抛射程 、 ，故选C。
（4）
【解析】若碰撞过程动量守恒，应满足 ，小球做平抛运动竖直位移相同，故运动时间相同，由 可知，平抛初速度与水平位移成正比，故应满足的表达式为 。
（5） C
【解析】若入射小球和被碰小球的质量关系为 ，则表达式为 ，由图可知 、 、 ，带入上式对比可得 ，故 点是未放被碰小球时入射球的落地点， 处是被碰小球碰撞后的落地点， 是入射小球碰撞后的落地点；故选C。
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