2022-2023学年第二学期高二物理人教版（2019）选择性必修一 1.3动量守恒定律 课时作业（含解析））

1.3动量守恒定律
一、单选题
1．一研究小组为了探究影响小球动能大小的因素，把两个相同质量的小球用等长的细线悬挂起来，使两球并排靠在一起．拉开右边的小球，将它从不同高度处释放，去撞击左边的小球,如图所示．左边小球被撞后摆起的最大高度的可能情况是
A．右球释放位置越低，左球被撞后摆得越高
B．右球释放位置越高，左球被撞后摆得越低
C．右球释放位置越高，左球被撞后摆得越高
D．右球从不同高度处释放，左球被撞后都摆得一样高
2．两小船静止在水面，一人在甲船的船头用杆子推乙船，则在两船远离的过程中，它们一定相同的物理量是（　　）
A．速度的大小 B．动量变化量大小
C．动能 D．位移的大小
3．下列说法中正确的是（　　）
A．如果一个系统的合外力为零，则系统的机械能一定守恒
B．一对作用力与反作用力总是一个正功，一个做负功
C．如果一个系统的动量守恒，则系统的机械能不一定守恒
D．如果一个系统的合外力做功为零，则系统的动量一定守恒
4．如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中（　　）
A．小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒
B．小球向左摆动时，小车向右运动，系统机械能不守恒
C．小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车速度不为零
D．小球向左摆到最高点，小球的速度为零小车速度也为零
5．2021年12月9日我国首次实现太空授课直播。航天员叶光富在演示转身实验时，深吸了一口气，使劲吹出时，我们发现叶光富身体几乎没动，主要原因是（　　）
A．在太空空间站中，动量守恒定律不成立
B．叶光富一口气吹出的气体质量太小
C．叶光富吹出的气体速度太小
D．叶光富所受重力太大
6．把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、 弹、车，下列说法正确的是（ ）
A．枪和弹组成的系统，动量守恒 B．枪和车组成的系统，动量守恒
C．三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，故系统动量近似守恒 D．三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零
7．如图所示，A、B两物体的质量比mAmB=32，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法正确的是（　　）
①A、B系统动量守恒
②A、B、C系统动量守恒
③小车向左运动
④小车向右运动
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
8．已知如图，光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球A、B，带电量分别为﹣2Q与﹣Q，现在使它们以相同的初动能E0（对应的动量大小为p0）开始相向运动且刚好能发生接触，接触后两小球又各自反向运动，当它们刚好回到各自的出发点时的动能分别为E1和E2，动量大小分别为p1和p2，有下列说法︰
①E1＝E2＞E0，p1＝p2＞p0
②E1＝E2＝E0，p1＝p2＝p0
③接触点一定在两球初位置连线的中点右侧某点
④两球必将同时返回各自的出发点
其中正确的是（　　）
A．②④ B．②③ C．①④ D．③④
二、多选题
9．如图所示，一个质量为M的长条木块放置在光滑的水平面上，现有一颗质量为m、速度为v0的子弹射入木块并最终留在木块中，在此过程中，木块运动的距离为s，子弹射入木块的深度为d，木块对子弹的平均阻力为f，则下列说法正确的是（　　）
A．子弹射入木块前、后系统的机械能守恒 B．子弹射入木块前、后系统的动量守恒
C．f与d之积为系统损失的机械能 D．f与s之积为子弹减少的动能
10．如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M的木块正以速度v向左运动，一颗质量为m（mA．弹丸和木块的速率都是越来越小
B．弹丸在任一时刻的速率不可能为零
C．弹丸对木块一直做负功，木块对弹丸先做负功后做正功
D．弹丸对木块的水平冲量与木块对弹丸的水平冲量大小相等
11．对物理概念和物理规律的正确理解是学好物理的关键，下列表述正确的是（　　）
A．一个机械能守恒的系统动量一定守恒
B．一个动量守恒的系统机械能可能不守恒
C．一个物体在某过程中动能不变，那么这个过程中动量也不变
D．一个物体在某过程中动量不变，那么这个过程中动能也不变
12．如图，放烟花时烟花弹经历“发射”和“炸开”两个过程。烟花弹由发射筒底部火药引燃获得初速度，竖直向上运动到最高点时炸开，则烟花弹（ ）
A．“炸开”前瞬间的动能为零 B．“炸开”近似动量守恒
C．“发射”动量守恒 D．“发射”机械能守恒
三、解答题
13．某人站在平板车上，与车一起在光滑水平面上做匀速直线运动，当人相对于车竖直向上跳起时，车的速度大小将怎样变化？
14．如图所示，在空间存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出）和方向竖直向上的匀强电场，电场强度为E，磁感应强度为B。在某点无初速释放一个带电液滴a，它运动到最低点处恰与原来静止在该处的带正电液滴b相碰（b原来静止时只受重力和电场力），碰后两液滴合为一体，并沿水平方向做匀速直线运动。已知a、b质量相同，a的电量为b的电量的2倍，a与b间的库仑力可忽略不计。重力加速度为g。试求：
（1）判定a液滴带何种电荷？（不写分析过程）
（2）a、b液滴合为一体后，沿水平方向做匀速直线运动的速度多大？
（3）初始时刻a、b的高度差为多大？
15．如图所示，带有半径为R的光滑圆弧的小车的质量为m0，置于光滑水平面上，一质量为m的小球从圆弧的最顶端由静止释放，求小球离开小车时，小球和小车的速度。
参考答案：
1．C
【分析】动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，位置越高，重力势能越大．该题考查了动能、重力势能的影响因素以及动能和重力势能之间的转化．
【详解】右球运动过程中，高度逐渐降低，重力势能转化为动能；左球被撞后获得动能向左运动，动能转化为重力势能，右球释放位置越高，开始时重力势能越大，左球被撞后获得动能越大，左球被撞后摆得越高，右球释放位置越低，左球被撞后摆得越低，故ABD错误，C正确．
故本题选C．
2．B
【详解】A．甲乙两船远离过程中，所受外力合力为零，故动量守恒，即两船动量大小相等，两船质量关系不明，故速度大小关系不一定相同。故A错误；
B．根据A选项分析，可知两船动量大小相等，故动量变化量大小也相同。故B正确；
C．根据动能和动量的关系式
可知，两船质量关系不确定，故动能不一定相同。故C错误；
D．根据动量守恒定律易知，两船质量关系不明，故无法确定两船的速率是否相同，因而无法确定两船的位移是否相同。故D错误。
故选B。
3．C
【详解】A．机械能守恒的条件是只有重力或弹簧弹力对系统做功，而不是系统的合外力为零，故A错误；
B．一对作用力与反作用力不一定是一个正功，一个做负功，故B错误；
CD．系统动量守恒的条件是合外力为零，与机械能守恒的条件不符合，即动量是否守恒与机械能是否守恒无关，故C正确，D错误。
故选C。
4．D
【详解】AB．小球向左摆动时，小车向右运动，小球受到的重力使系统合外力不为零，故系统动量不守恒，但该过程只有重力做功，故系统机械能守恒，AB错误；
CD．系统在水平方向合外力为零，水平方向满足动量守恒，可得
故小球向左摆到最高点，小球的速度为零小车速度也为零，C错误，D正确。
故选D。
5．B
【详解】A．动量守恒定律不仅适用于宏观、低速领域，对高速（接近光速）、微观领域仍然适用，所以也适用在太空空间站中，A错误；
B．叶光富使劲吹出气时，气和身体是相互作用的两个物体，动量是守恒的，由于叶光富一口气吹出的气体质量太小，即口气的动量太小，所以叶光富身体几乎没动，B正确，
C．叶光富使劲吹出气体，气体的速度不小，C错误；
D．叶光富处于完全失重状态，与重力无关，D错误。
故选B。
6．D
【详解】A．当系统不受外力或所受的外力之和为零，系统动量守恒，枪和弹组成的系统中枪受到小车的作用力，外力不为零，系统动量不守恒，A错误；
B．在枪和车组成的系统中，枪受到子弹的作用力，系统外力不为零，B错误；
CD．枪、弹、车组成的系统，它们之间相互作用的力为内力，比如枪弹和枪筒之间的摩擦力，系统所受外力之和为零，系统动量守恒，故C错误，D正确。故选D。
7．B
【详解】①由于mA：mB=3：2，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，则A、B所受的摩擦力大小不等，所以A、B组成的系统合外力不为零，动量不守恒，故①错误；
②地面光滑，A、B、C系统受到的合外力为零，则系统动量守恒，故②正确；
③④由于A、B两木块的质量之比为mA：mB=3：2，由摩擦力公式f=μN=μmg知，A对小车向左的滑动摩擦力大于B对小车向右的滑动摩擦力，在A、B相对小车停止运动之前，小车的合力所受的合外力向左，会向左运动，故③正确；④错误。
故选B。
8．C
【详解】由动量观点看，系统动量守恒，两球的速度始终等值反向，也可得出结论：两球必将同时返回各自的出发点，且两球末动量大小和末动能一定相等；从能量观点看，两球接触后的电荷量都变为﹣1.5Q，在相同距离上的库仑斥力增大，返回过程中电场力做的正功大于接近过程中克服电场力做的功，由机械能定理，系统机械能必然增大，即末动能增大，末动量也变大。故①正确，②错误；
由牛顿定律的观点看，两球的加速度大小始终相同，相同时间内的位移大小一定相同，必然在连线中点相遇，又同时返回出发点。故③错误，④正确；
故选C。
9．BC
【详解】A．根据题意可知，在该过程中由于产生了内能，所以系统机械能减小，A错误；
B．系统所受合外力为零，所以系统动量守恒，B正确；
C．阻力与相对位移之积等于系统损失的机械能，即整个过程中的产热，C正确；
D．根据能量守恒可知，子弹减少的动能一部分转化成了木块的动能，一部分转化成内能，而根据动能定理可知f与s之积为物块增加的动能，小于子弹减少的动能，D错误。
故选BC。
10．CD
【详解】AB．弹丸击中木块前，由于mC．木块一直向左运动，弹丸对木块一直做负功，弹丸先向右运动后向左运动，则木块对弹丸先做负功后做正功，故C正确；
D．由牛顿第三定律知，弹丸对木块的水平作用力与木块对弹丸的水平作用力大小相等，相互作用的时间相等，由冲量的定义式
I＝Ft
可知，弹丸对木块的水平冲量与木块对弹丸的水平冲量大小相等，故D正确。
故选CD。
11．BD
【详解】A．只有重力（或弹簧的弹力）做功的系统机械能守恒，合外力为零的系统动量守恒，如物体自由下落，机械能守恒，但动量不守恒，故一个机械能守恒的系统动量不一定守恒，A错误；
B．一个动量守恒的系统机械能可能不守恒，如完全非弹性碰撞动量守恒，机械能减少，B正确；
C．物体的动能、动量的表达式为
，
一个物体在某过程中质量、速度大小不变，但速度方向改变，该物体动能不变，但动量改变，C错误；
D．一个物体在某过程中动量不变，即质量、速度不变，那么这个过程中动能也不变，D正确。
故选BD
12．AB
【详解】A．“炸开”前烟花弹运动至最高点，则动能为零，A错误；
B．“炸开”时，内力远大于外力，则近似动量守恒，B正确；
C．“发射”过程烟花弹动量增大，C错误；
D．“发射”过程火药引燃对烟花弹做正功，烟花弹机械能增大，D错误。
故选AB。
13．不变
【详解】人和车组成的系统，在水平方向上不受外力，动量守恒，人竖直跳起时，水平方向上的速度与车的速度相等，根据动量守恒定律，可知车的速度大小不变。
14．（1）带负电；（2）；（3）
【详解】（1）带负电
（2）之前静止：
、合体后：
（3）释放到、相碰
，相碰时动量守恒，
15．，方向水平向左；，方向水平向右
【详解】球和车组成的系统虽然总动量不守恒，但在水平方向动量守恒，且全过程满足机械能守恒，设球车分离时，球的速度为v1，方向水平向左，车的速度为v2，方向水平向右，以水平向左为正方向，则
解得