高二物理粤教版（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．如图所示，下列情形都忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．若子弹击入沙袋时间极短，可认为击入过程子弹和沙袋组成的系统，水平方向动量守恒
B．若子弹击入杆的时间极短，可认为子弹和固定杆组成系统动量守恒
C．圆锥摆系统动量守恒
D．以上说法都不正确
2．在光滑水平地面上放置一辆小车，车上放置有木盆，在车与木盆以共同的速度向右运动时，有雨滴以极小的速度竖直落入木盆中而不溅出，如图所示，则在雨滴落入木盆的过程中，小车速度将（　　）
A．保持不变 B．变大 C．变小 D．不能确定
3．如图，一轻弹簧左端固定在长木块M的左端，右端与小物块m连接，且m、M及M与地面间接触光滑。开始时，m和M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2，从两物体开始运动以后的整个运动过程中，对m、M和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是（ ）
A．由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒
B．F1、F2分别对m、M做正功，故系统动量不断增加
C．F1、F2分别对m、M做正功，故系统机械能不断增加
D．当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m、M的动能最大
4．水平面上质量分别为0.1kg和0.2kg的物体相向运动，过一段时间则要相碰，它们与水平面的动摩擦因数分别为0.2和0.1，假定除碰撞外，在水平方向这两个物体只受摩擦力作用，则碰撞过程中这两个物体组成的系统（　　）
A．动量不守恒 B．动量不一定守恒
C．动量守恒 D．以上都有可能
5．如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是
A．男孩和木箱组成的系统动量守恒
B．小车与木箱组成的系统动量守恒
C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量不守恒
6．如图所示，在光滑的水平面上有两辆小车（不栓接），中间夹一根压缩了的轻质弹簧，两手分别按住小车使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中不正确的是（　　）
A．只要两手同时放开后，系统的总动量始终为零
B．先放开左手，后放开右手，动量不守恒
C．先放开左手，后放开右手，总动量向右
D．无论怎样放开两手，系统的总动能一定不为零
7．如图所示，一小车停在光滑水平面上，车上一人持枪向车的竖直挡板连续平射，所有子弹全部嵌在挡板内没有穿出，当射击持续了一会儿后停止，则小车
A．速度为零
B．将向射击方向作匀速运动
C．将向射击相反方向作匀速运动
D．无法确定
8．关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是（ ）
A．只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒
B．系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒
C．只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒
D．只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒
9．如图所示，木块A、B置于光滑水平桌面上，木块A沿水平方向向左运动与B相碰，碰后粘连在一起，将弹簧压缩到最短．则木块A、B和弹簧组成的系统，从A、B相碰到弹簧压缩至最短的整个过程中（　　）
A．动量不守恒、机械能守恒 B．动量不守恒、机械能不守恒
C．动量守恒、机械能守恒 D．动量守恒、机械能不守恒
10．如图所示，光滑水平面上木块A、B用一根弹性良好的压缩了的轻质弹簧连在一起，左右手分别按住A、B木块，使它们静止。对木块A、B及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（　　）
A．当双手同时放开后，系统总动量始终为零
B．当双手同时放开后，系统总动量不一定为零
C．若先放开右手，后放开左手，系统总动量为零
D．若先放开左手，后放开右手，系统总动量方向向右
11．如图所示，A、B两个小车用轻弹簧连接，静止在光滑的水平面上，A车与竖直墙面接触。将小车B向左推，使弹簧压缩，再由静止释放小车B。则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧第一次恢复原长过程中，两车组成的系统动量守恒
B．弹簧第一次恢复原长过程中，弹簧对B车的冲量大于对A车的冲量
C．弹簧第一次被拉长的过程中，两车组成的系统动量守恒
D．弹簧第一次被拉长的过程中，A车与B车的动量变化量相同
12．质量分别为m1、m2的物体A、B静止在光滑的水平面上,两物体用轻弹簧连接,开始弹簧处于原长状态,其中m1A．两物体的动量一直增大
B．物体A、B的动量变化量之比为m2:m1
C．两物体与弹簧组成的系统机械能守恒
D．物体A、B的平均速度大小之比m2:m1
二、多选题
13．在光滑水平面上A、B两小车中间有一轻弹簧（弹簧不与小车相连），如图所示，用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态，将小车及弹簧看成一个系统，则（　　）
A．两手同时放开后，系统总动量始终为零
B．先放开左手，再放开右手后，系统动量不守恒
C．先放开左手，再放开右手后，系统动量守恒
D．无论何时放手，两手放开后，系统总动量都保持不变
14．如图所示，带有斜面的小车A静止于光滑水平面上，现B以某一初速度冲上斜面，在冲到斜面最高点的过程中 （ ）
A．若斜面光滑，系统动量守恒，系统机械能守恒
B．若斜面光滑，系统动量不守恒，系统机械能守恒
C．若斜面不光滑，系统水平方向动量守恒，系统机械能不守恒
D．若斜面不光滑，系统水平方向动量不守恒，系统机械能不守恒
15．如图所示,水平地面上固定一竖直挡板,倾角为θ、质量为M的斜面体右侧用楔子P固定于地面,一质量为m的球体静止于挡板与斜面之间,设所有接触面均光滑:若将固定斜面体的楔子P取走,小球下落且未脱离斜面的过程中,下列说法正确内是
A．球将做自由落体运动
B．球对竖直挡板压力相对于球静止时减小
C．球体、地球与斜面体组成系统机械能守恒
D．球体与斜面体组成系统动量守恒
三、解答题
16．如图，竖直固定轨道abcd段光滑，长为L=1．0m的平台de段粗糙，abc段是以O为圆心的圆弧．小球A和B紧靠一起静止于e处，B的质量是A的4倍．两小球在内力作用下突然分离，A分离后向左始终沿轨道运动, 与de段的动摩擦因数μ=0．2，到b点时轨道对A的支持力等于A的重力的 , B分离后平抛落到f点，f到平台边缘的水平距离s= 0．4m,平台高h=0．8m，g取10m/s2，求：
（1）AB分离时B的速度大小vB；
（2）A到达d点时的速度大小vd；
（3）圆弧 abc的半径R．
17．如图所示，一质量为m／3的人站在质量为m的小船甲上，以速度v0在水面上向右运动．另一完全相同小船乙以速率v0从右方向左方驶来，两船在一条直线上运动．为避免两船相撞，人从甲船以一定的速率水平向右跃到乙船上，求：为能避免两船相撞，人水平跳出时相对于地面的速率至少多大？
参考答案：
1．A
【详解】A．子弹击入沙袋时间极短，水平方向合外力为零，故可认为击入过程子弹和沙袋组成的系统，水平方向动量守恒。A正确；
B．若子弹击入杆，杆的固定端对杆有力的作用，合外力不为零，动量不守恒。B错误；
C．圆锥摆系统做圆周运动，故圆锥摆系统合外力不为零，动量不守恒，C错误；
D．A正确，D错误。
故选A。
2．C
【详解】雨滴落入木盆的过程中，小车、木盆、雨滴组成的系统水平方向满足动量守恒，设小车、木盆的总质量为，雨滴的质量为，则有
解得
在雨滴落入木盆的过程中，小车速度将变小。
故选C。
3．D
【详解】ABC．由于F1、F2等大反向，系统所受合外力为零，所以系统动量守恒，系统机械能先增加后减小，ABC错误；
D．当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m、M加速终止，m、M速度最大，以后开始减速，D正确。
故选D。
4．C
【详解】两个物体相向运动，所受摩擦力方向相反，根据滑动摩擦力公式
可知两个物体所受摩擦力大小相等。所以两个物体组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒。所以ABD错误，C正确。
故选C。
5．C
【详解】在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中；
A. 男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；
B. 小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动能不守恒，故B错误；
CD. 男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合力为零，系统动量守恒，故C正确，D错误；
故选C
6．C
【详解】当两手同时放开时，系统的合外力为零，所以系统的动量守恒，又因为开始时总动量为零，故系统总动量始终为零，故A不符合题意；先放开左手，左边的小车就向左运动，当再放开右手后，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，且开始时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也向左，即先放开左手，后放开右手，动量不守恒，系统的总动能一定不为零，故C符合题意，BD不符合题意．
故选C．
7．A
【详解】整个系统水平方向上不受外力，动量守恒，由于初动量为零，因此当子弹向右飞行时，车一定向左运动，当子弹簧向入挡板瞬间，车速度减为零，因此停止射击时，车速度为零，A正确，BCD错误
8．A
【详解】A．根据动量守恒定律的条件可知，只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒，故A正确；
B．系统中所有物体的加速度为零时，系统所受的合外力为零，即系统的总动量一定守恒，故B错误；
C．若系统内存在着摩擦力，而系统所受的合外力为零，系统的动量仍守恒，故C错误；
D．系统中有一个物体具有加速度时，系统的动量也可能守恒，比如碰撞过程，两个物体的速度都改变，都有加速度，单个物体受外力作用，但系统的动量却守恒，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】AB及弹簧组成的系统，在相碰到弹簧压缩最短的过程中，由于左侧墙壁对弹簧有弹力的存在，合外力不为零，故系统动量不守恒。
由于AB碰撞过程中会损失能量，之后AB的动能转化为弹簧的弹性势能，则从A、B相碰到弹簧压缩至最短的整个过程中，系统机械能不守恒。
故选B。
10．A
【详解】AB．系统初动量为零，双手同时放开后，系统所受合外力为零，根据动量守恒定律可知，系统总动量始终为零，故A正确，B错误；
C．若先放开右手，后放开左手，则从放开右手到放开左手的这段时间内，系统所受合外力不为零，动量不守恒，即放开左手瞬间，系统的总动量不为零，根据动量守恒定律可知，之后系统的总动量也不为零，故C错误；
D．若先放开左手，后放开右手，根据前面分析同理可知系统总动量方向向左，故D错误。
故选A。
11．C
【详解】AB．弹簧静止释放到第一次恢复到原长前，墙壁对A有作用力，系统受到的合外力不为零，动量不守恒；此过程中弹簧对A车和B车的弹力大小相等，方向相反，作用时间相同，故弹簧对B车的冲量大小等于对A车的冲量大小，故A错误，B错误；
CD．弹簧第一次被拉长的过程中，A离开墙壁，以A、B、弹簧为系统竖直方向受力平衡，水平方向只受弹簧弹力作用，系统动量守恒；此过程中A车速度增加，动量增加，B车速度减小，动量减小，两车动量变化的大小相同，方向不同，故C正确，D错误。
故选C。
12．D
【详解】A、当水平外力大于弹簧的弹力时，两物体做加速运动，则两物体的速度一直增大,动量一直增大，当水平外力小于弹簧的弹力时，两物体做减速运动，速度减小，动量减小，故选项A错误；
B、以两物体以及弹簧组成的系统为研究对象，因合外力为零则系统的动量守恒，以物体运动方向为正方向，由动量守恒定律得，则有成立，又物体动量的变化量为，物体动量的变化量为，可知两物体动量变化量之比为1:1，故选项B错误；
C、从施加外力到弹簧的伸长量最大的过程中，水平外力一直做正功，则两物体与弹簧组成的系统机械能一直增大，故选项C错误；
D、由于任意时刻两物体的动量均等大反向，则平均速度之比为，故选项D正确．
13．ACD
【详解】A．若两手同时放开，系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初动量为零，则系统总动量始终为零，故A正确；
BCD．无论何时放手，两手放开后，系统所受合外力为零，系统动量守恒，如果不同时放手，系统总动量守恒且不为零，故B错误，CD正确。
故选ACD。
14．BC
【详解】无论斜面是否光滑，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，但竖直方向物体B受力不平衡，竖直动量不守恒；斜面光滑情况下机械能守恒，斜面粗糙情况下机械能不守恒，选项BC正确，AD错误。
故选BC。
15．BC
【详解】A．小球下落过程中，受到斜面体以及挡板的作用力，则不能做自由落体运动，选项A错误；
B．球加速下落，处于失重状态，可知球对竖直挡板压力相对于球静止时减小，选项B正确；
C．因此过程中只有球的重力对系统做功，则球体、地球与斜面体组成系统机械能守恒，选项C正确；
D．球体与斜面体组成系统水平方向受挡板的弹力作用，水平方向动量不守恒；竖直方向受合外力也不为零，竖直方向动量也不守恒，则系统的动量不守恒，选项D错误.
16．（1）1 m/s ；（2） ；（3）0.5m
【详解】（1）B分离后做平抛运动,由平抛运动规律可知:
代入数据得:
（2）AB分离时，由动量守恒定律得
A球由 e到d根据动能定理得
代入数据得
（3）A球由d到b根据机械能守恒定律得
A球在b由牛顿第二定律得
代入数据得
17．
【详解】设向右为正，两船恰好不相撞，最后具有共同速度v1，由动量守恒定律：
解得：
设人跳出甲船的速度为v2，人从甲船跃出的过程满足动量守恒定律：
解得：