2022春物理人教版（2019）选择性必修第一册第1章：动量守恒定律习题（Word版含答案）

2022春物理人教版（2019）选择性必修第一册第1章：动量守恒定律习题附含答案
人教（2019）人教版选择性必修第一册第1章：动量守恒定律
一、选择题。
1、如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为θ，质量为m的物体以速度v从斜面底端冲上斜面，达到最高点后又滑回原处，所用时间为t.对于这一过程，下列判断正确的是(　　)
A．斜面对物体的弹力的冲量为零
B．物体受到的重力的冲量大小为mgsin θ·t
C．物体受到的合力的冲量大小为零
D．物体动量的变化量大小为mgsin θ·t
2、（双选）如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为圆周的最低点．每根杆上都套着一个质量相同的小滑环(图中未画出)，三个小滑环分别从a、b、c处释放(初速度为零)，关于它们下滑的过程，下列说法正确的是(　　)
A．重力对它们的冲量相同 B．弹力对它们的冲量相同
C．合外力对它们的冲量相同 D．它们的动能增量不同
3、质量为M的沙车沿光滑水平面以速度v0做匀速直线运动，此时从沙车上方落入一个质量为m的铁球，如图所示，则铁球落入沙车后(　　)
A．沙车立即停止运动
B．沙车仍做匀速运动，速度仍为v0
C．沙车仍做匀速运动，速度小于v0
D．沙车做变速运动，速度不能确定
4、如图所示，小球A和小球B质量相同(可视为质点)，球B置于光滑水平面上，球A从高为h处由静止摆下，到达最低点恰好与B相撞，并粘合在一起继续摆动．它们能上升的最大高度是(　　)
A．h B. C. D.
5、（多选）下列属于反冲运动的是(　　)
A．喷气式飞机的运动 B．直升机的运动
C．火箭的运动 D．反击式水轮机的转动
6、（双选）如图(a)，一长木板静止于光滑水平桌面上，t＝0时，小物块以速度v0滑到长木板上，图(b)为物块与木板运动的v t图像，图中t1、v0、v1已知，重力加速度大小为g.由此可求得(　　)
A．木板的长度
B．物块与木板的质量之比
C．物块与木板之间的动摩擦因数
D．从t＝0开始到t1时刻，木板获得的动能
7、（双选）古时候有“守株待兔”的寓言．假设兔子的质量为2 kg，以15 m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1 m/s，取兔子初速度方向为正方向，则(　　)
A．兔子撞树前的动量大小为30 kg·m/s
B．兔子撞树过程中的动量变化量为28 kg·m/s
C．兔子撞树过程中的动量变化的方向与兔子撞树前的速度方向相同
D．兔子受到撞击力的冲量大小为32 N·s
8、如图所示，一个质量为0.5 kg的小球在离车底面高度20 m处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s的速度沿光滑的水平面向右匀速行驶的敝篷小车中，小车的底面上涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg，设小球在落到车的底面前瞬间的速度是25 m/s，则小球与小车相对静止时，小车的速度是(g＝10 m/s2)(　　)
A．5 m/s B．4 m/s C．8.5 m/s D．9.5 m/s
9、假设一个运动的微观粒子P碰撞一个静止的微观粒子Q，若没有发生对心碰撞，则粒子散射后(　　)
A．P粒子的运动方向可以与v在一条直线上
B．Q粒子的运动方向可以与v在一条直线上
C．P、Q运动方向可能在一条直线上
D．P、Q的合动量一定与v在一条直线上
10、（双选）如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时小车AB和木块C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是(　　)
A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动
B．C与B碰前，C与AB的速率之比为M?m
C．C与油泥粘在一起后，AB立即停止运动
D．C与油泥粘在一起后，AB继续向右运动
11、如图所示，放在光滑水平面上的两物体，它们之间有一个被压缩的轻质弹簧，用细线把它们拴住．已知两物体质量之比为m1∶m2＝2∶1，把细线烧断后，两物体被弹开，速度大小分别为v1和v2，动能大小分别为Ek1和Ek2，则下列判断正确的是(　　)
A．弹开时，v1∶v2＝1∶1 B．弹开时，v1∶v2＝2∶1
C．弹开时，Ek1∶Ek2＝2∶1 D．弹开时，Ek1∶Ek2＝1∶2
12、对于竖直向上抛出的物体，下面关于物体在上升阶段的动量和动量的变化量的说法中，哪个是正确的(　　)
A．物体的动量方向向上，动量变化量的方向也向上
B．物体的动量方向向上，动量变化量的方向向下
C．物体的动量方向向下，动量变化量的方向向上
D．物体的动量方向向下，动量变化量的方向也向下
二、填空含实验题。
13、（实验选择题）采用如图所示的实验装置进行验证动量守恒定律(图中小球半径相同、质量均已知，且mA>mB)，下列说法正确的是(　　)
A．实验中要求轨道末端必须保持水平
B．实验中要求轨道必须光滑
C．验证动量守恒定律，需测量OB、OM、OP和ON的距离
D．测量时发现N点偏离OMP这条直线，直接测量ON距离不影响实验结果
14、像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．
我们可以用带光电门E、F的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图乙所示，采用的实验步骤如下：
①a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB.
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平．
c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。
d．用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图丙所示．读出滑块的宽度d ＝________cm.
e．按下电钮放开卡销，光电门E、F各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10－3s和3.4×10－3s.滑块通过光电门E的速度v1＝______m/s，滑块通过光电门F的速度v2＝______m/s.
②利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________________。
三、计算类解答题。
15、（计算类综合题）在粗糙的水平面上静止放置一个质量为1.5 kg的物体，从t＝0时刻开始受到水平向右拉力F的作用，从静止开始做直线运动，拉力F随时间变化如图所示，物体与地面的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：
(1)在0～6 s时间内拉力F的冲量；
(2)物体在t＝6 s时的速度大小。
16、一辆车在水平光滑路面上以速度v匀速行驶．车上的人每次以相同的速度4v(对地速度)向行驶的正前方抛出一个质量为m的沙包．抛出第一个沙包后，车速减为原来的，则抛出第四个沙包后，此车的运动情况如何？
17、(要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)如图，质量为M＝0.2 kg的长木板静止在光滑的水平地面上，现有一质量为m＝0.2 kg的滑块以v0＝1.2 m/s的速度滑上长木板的左端，小滑块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.4，小滑块刚好没有滑离长木板，求：(g取10 m/s2)
(1)小滑块的最终速度v.
(2)在整个过程中，系统产生的热量Q.
(3)以地面为参照物，小滑块滑行的距离s为多少？
2022春物理人教版（2019）选择性必修第一册第1章：动量守恒定律习题附含答案
人教（2019）人教版选择性必修第一册第1章：动量守恒定律
一、选择题。
1、如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为θ，质量为m的物体以速度v从斜面底端冲上斜面，达到最高点后又滑回原处，所用时间为t.对于这一过程，下列判断正确的是(　　)
A．斜面对物体的弹力的冲量为零
B．物体受到的重力的冲量大小为mgsin θ·t
C．物体受到的合力的冲量大小为零
D．物体动量的变化量大小为mgsin θ·t
【答案】D　
2、（双选）如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为圆周的最低点．每根杆上都套着一个质量相同的小滑环(图中未画出)，三个小滑环分别从a、b、c处释放(初速度为零)，关于它们下滑的过程，下列说法正确的是(　　)
A．重力对它们的冲量相同 B．弹力对它们的冲量相同
C．合外力对它们的冲量相同 D．它们的动能增量不同
【答案】AD
3、质量为M的沙车沿光滑水平面以速度v0做匀速直线运动，此时从沙车上方落入一个质量为m的铁球，如图所示，则铁球落入沙车后(　　)
A．沙车立即停止运动
B．沙车仍做匀速运动，速度仍为v0
C．沙车仍做匀速运动，速度小于v0
D．沙车做变速运动，速度不能确定
【答案】C
4、如图所示，小球A和小球B质量相同(可视为质点)，球B置于光滑水平面上，球A从高为h处由静止摆下，到达最低点恰好与B相撞，并粘合在一起继续摆动．它们能上升的最大高度是(　　)
A．h B. C. D.
【答案】C
5、（多选）下列属于反冲运动的是(　　)
A．喷气式飞机的运动 B．直升机的运动
C．火箭的运动 D．反击式水轮机的转动
【答案】ACD
6、（双选）如图(a)，一长木板静止于光滑水平桌面上，t＝0时，小物块以速度v0滑到长木板上，图(b)为物块与木板运动的v t图像，图中t1、v0、v1已知，重力加速度大小为g.由此可求得(　　)
A．木板的长度
B．物块与木板的质量之比
C．物块与木板之间的动摩擦因数
D．从t＝0开始到t1时刻，木板获得的动能
【答案】BC
7、（双选）古时候有“守株待兔”的寓言．假设兔子的质量为2 kg，以15 m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1 m/s，取兔子初速度方向为正方向，则(　　)
A．兔子撞树前的动量大小为30 kg·m/s
B．兔子撞树过程中的动量变化量为28 kg·m/s
C．兔子撞树过程中的动量变化的方向与兔子撞树前的速度方向相同
D．兔子受到撞击力的冲量大小为32 N·s
【答案】AD
8、如图所示，一个质量为0.5 kg的小球在离车底面高度20 m处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s的速度沿光滑的水平面向右匀速行驶的敝篷小车中，小车的底面上涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg，设小球在落到车的底面前瞬间的速度是25 m/s，则小球与小车相对静止时，小车的速度是(g＝10 m/s2)(　　)
A．5 m/s B．4 m/s C．8.5 m/s D．9.5 m/s
【答案】A
9、假设一个运动的微观粒子P碰撞一个静止的微观粒子Q，若没有发生对心碰撞，则粒子散射后(　　)
A．P粒子的运动方向可以与v在一条直线上
B．Q粒子的运动方向可以与v在一条直线上
C．P、Q运动方向可能在一条直线上
D．P、Q的合动量一定与v在一条直线上
【答案】D
10、（双选）如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时小车AB和木块C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是(　　)
A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动
B．C与B碰前，C与AB的速率之比为M?m
C．C与油泥粘在一起后，AB立即停止运动
D．C与油泥粘在一起后，AB继续向右运动
【答案】BC
11、如图所示，放在光滑水平面上的两物体，它们之间有一个被压缩的轻质弹簧，用细线把它们拴住．已知两物体质量之比为m1∶m2＝2∶1，把细线烧断后，两物体被弹开，速度大小分别为v1和v2，动能大小分别为Ek1和Ek2，则下列判断正确的是(　　)
A．弹开时，v1∶v2＝1∶1 B．弹开时，v1∶v2＝2∶1
C．弹开时，Ek1∶Ek2＝2∶1 D．弹开时，Ek1∶Ek2＝1∶2
【答案】D　
12、对于竖直向上抛出的物体，下面关于物体在上升阶段的动量和动量的变化量的说法中，哪个是正确的(　　)
A．物体的动量方向向上，动量变化量的方向也向上
B．物体的动量方向向上，动量变化量的方向向下
C．物体的动量方向向下，动量变化量的方向向上
D．物体的动量方向向下，动量变化量的方向也向下
【答案】B
二、填空含实验题。
13、（实验选择题）采用如图所示的实验装置进行验证动量守恒定律(图中小球半径相同、质量均已知，且mA>mB)，下列说法正确的是(　　)
A．实验中要求轨道末端必须保持水平
B．实验中要求轨道必须光滑
C．验证动量守恒定律，需测量OB、OM、OP和ON的距离
D．测量时发现N点偏离OMP这条直线，直接测量ON距离不影响实验结果
【答案】A　
14、像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．
我们可以用带光电门E、F的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图乙所示，采用的实验步骤如下：
①a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB.
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平．
c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。
d．用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图丙所示．读出滑块的宽度d ＝________cm.
e．按下电钮放开卡销，光电门E、F各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10－3s和3.4×10－3s.滑块通过光电门E的速度v1＝______m/s，滑块通过光电门F的速度v2＝______m/s.
②利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________________。
【答案】①1.015　2.03　2.99　 ②mAv1＝mBv2
【解析】①d.滑块的宽度应该是主尺的示数1 cm与副尺的示数的和，而副尺共有20个小格，即精确到0.05 mm，由于第三个小格与主尺刻度线对齐，故读数为0.05 mm×3＝0.15 mm，所以滑块的宽度为d＝1 cm＋0.15 mm＝1 cm＋0.015 cm＝1.015 cm.
e．滑块通过光电门E的速度v1＝＝ m/s＝2.03 m/s，滑块通过光电门F的速度v2＝＝ m/s＝2.99 m/s.
②由于系统水平方向所受合外力为0，故系统水平方向动量守恒，在释放前系统的动量为0，故在释放后系统的动量仍然为0，则有mAv1＋mB(－v2)＝0，即mAv1＝mBv2．
三、计算类解答题。
15、（计算类综合题）在粗糙的水平面上静止放置一个质量为1.5 kg的物体，从t＝0时刻开始受到水平向右拉力F的作用，从静止开始做直线运动，拉力F随时间变化如图所示，物体与地面的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：
(1)在0～6 s时间内拉力F的冲量；
(2)物体在t＝6 s时的速度大小。
【答案】(1)39 N·s，方向向右　 (2)v＝2 m/s
【解析】(1)力和时间的图像的面积为F的冲量，0～6 s内
IF＝×(3＋9)×4 N·s＋×(6＋9)×2 N·s＝39 N·s，方向向右．
(2)在0～6 s内摩擦力的冲量
If＝×(3＋6)×2 N·s＋6×4 N·s＝－33 N·s.
设t＝6 s物体时的速度为v，由动量定理可知
I合＝IF＋If＝mv－0，
解得v＝4 m/s。
16、一辆车在水平光滑路面上以速度v匀速行驶．车上的人每次以相同的速度4v(对地速度)向行驶的正前方抛出一个质量为m的沙包．抛出第一个沙包后，车速减为原来的，则抛出第四个沙包后，此车的运动情况如何？
【答案】车以的速度向后退
【解析】设车的总质量为M，抛出第四个沙包后车速为v1，由全过程动量守恒得Mv＝(M－4m)v1＋4m·4v①
对抛出第一个沙包前后列方程有：
Mv＝(M－m)v＋m·4v②
将②式所得M＝13m代入①式，解得抛出第四个沙包后车速为v1＝－，负号表示向后退．
17、(要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)如图，质量为M＝0.2 kg的长木板静止在光滑的水平地面上，现有一质量为m＝0.2 kg的滑块以v0＝1.2 m/s的速度滑上长木板的左端，小滑块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.4，小滑块刚好没有滑离长木板，求：(g取10 m/s2)
(1)小滑块的最终速度v.
(2)在整个过程中，系统产生的热量Q.
(3)以地面为参照物，小滑块滑行的距离s为多少？
【答案】(1)0.6 m/s　(2)0.072 J　(3)0.135 m
【解析】(1)小滑块与长木板系统动量守恒，规定向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0＝(m＋M)v
解得最终速度为：v＝＝ m/s＝0.6 m/s
(2)由能量守恒定律得：mv＝(m＋M)v2＋Q
代入数据解得热量为：Q＝0.072 J
(3)对小滑块应用动能定理：－μmgs＝mv2－mv
代入数据解得距离为s＝0.135 m