人教版（2019）选择性必修一 1.2 动量守恒定律及其应用 同步练习（含答案）

§动量定理
1.下列关于冲量与动量的说法中正确的是(　　)
A.物体所受合外力越大,其动量变化一定越快
B.物体所受合外力越大,其动量变化一定越大
C.物体所受合外力的冲量大,其动量变化可能小
D.物体所受合外力的冲量越大,其动量变化一定越快
2.“飞针穿玻璃”是一项高难度的绝技表演,曾一度引起质疑.为了研究该问题,通过以下测量能够得出飞针在穿越玻璃的时间内对玻璃平均冲击力大小的是(　　)
A.测出玻璃厚度和飞针穿越玻璃前后的速度
B.测出玻璃厚度和飞针穿越玻璃所用的时间
C.测出飞针质量、玻璃厚度和飞针穿越玻璃所用的时间
D.测出飞针质量、飞针穿越玻璃所用时间和穿越玻璃前后的速度
3.一枚30g的鸡蛋从17楼(离地面人的头部为45m高)落下,能砸破人的头骨.若鸡蛋壳与人头部的作用时间为4.5×10-4 s,人的质量为50 kg,重力加速度g取10 m/s2,则头骨受到的平均冲击力约为(　　)
A.1700 N B.2000 N C.2300 N D.2500 N
4.质量m=3 kg的小物体放在水平地面上,在F=15 N的水平恒力作用下开始运动.在0~2 s的时间内,力F的功率P随时间变化的关系图像如图所示,g取10 m/s2,则小物体与水平地面间的动摩擦因数为(　　)
A. 1/5 B. 2/5 C. 1/3 D.2/3
5.如图所示,a、b、c是三个相同的小球,a从光滑斜面顶端由静止开始滚下,同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛.下列说法正确的是 (　　)
A.它们同时到达同一水平面
B.它们的动量变化大小相等
C.它们的末动能相同
D.重力对它们的冲量相等
6.在水平地面上,质量为m=6kg的物体在大小为12N的水平拉力F的作用下做匀速直线运动.从x=2.5m位置处拉力逐渐减小,力F随位移x变化的规律如图K17-6所示,当x=7 m时拉力减为零,物体也恰好停下, g取10 m/s2.下列结论错误的是(　　)
A.物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2
B.合外力对物体所做的功为-27 J
C.物体做匀速运动时的速度大小为3 m/s
D.物体在减速阶段所受合外力的冲量大小为12 N·s
7.[2020·乐清模拟] 我国航天事业持续飞速发展,2019年1月,“嫦娥四号”探测器在太阳系最大的撞击坑内靠近月球南极的地点着陆月球背面.假设有一种宇宙飞船利用离子喷气发动机加速起飞,发动机加速电压为U,喷出二价氧离子,离子束电流为I,那么下列结论正确的是(基本电荷为e,原子质量单位为m0,飞船质量为M) (　　)
A.喷出的每个氧离子的动量p=2eU B.飞船所受到的推力为F=
C.飞船的加速度为a= D.推力做功的功率为2MeU
8.强台风往往造成巨大灾难.某台风登陆时中心附近最大风力达v=162km/h,空气的密度ρ=1.3 kg/m3,当这登陆的台风正对吹向一块长10m、宽4 m的玻璃幕墙时,假定风遇到玻璃幕墙后速度变为零,由此可估算出台风对玻璃幕墙的冲击力F大小最接近 (　　)
A.2.6×103 N B.5.3×104 N C.1.1×105 N D.1.4×106 N
9.质量为2 kg的物块放在粗糙水平面上,在水平拉力的作用下由静止开始运动,物块的动能Ek与其位移x之间的关系如图所示.已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,则下列说法错误的是 (　　)
A.x=1m时物块的速度大小为2m/s
B.x=3m时物块的加速度大小为1.25m/s2
C.在前2m的运动过程中物块所经历的时间为2s
D.在前4m的运动过程中拉力对物块做的功为25J
10.某同学研究重物与地面撞击的过程,利用传感器记录重物与地面的接触时间.他让质量为m=9 kg的重物(包括传感器)从高H=0.45 m处自由下落撞击地面,重物反弹高度h=0.20 m,重物与地面接触时间t=0.1 s.若重物与地面的形变很小,可忽略不计,空气阻力不计,g取10 m/s2,求:
(1)重物受到地面的平均冲击力大小.
(2)重物与地面撞击过程中损失的机械能.
11.(多选)水平面上有质量为ma的物体a和质量为mb的物体b,分别在水平推力Fa和Fb作用下开始运动,运动一段时间后撤去推力,两个物体都将再运动一段时间后停下.两物体运动的v-t图线如图所示,图中线段AC∥BD.以下说法正确的是 (　　)
A.若ma>mb,则FaB.若ma>mb,则Fa>Fb,且物体a克服摩擦力做功大于物体b克服摩擦力做功
C.若maD.若maFb,且物体a所受摩擦力的冲量小于物体b所受摩擦力的冲量
12.某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中.为计算方便起见,假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出;玩具底部为平板(面积略大于S);水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均匀散开.忽略空气阻力.已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g.求:
(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量;
(2)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度.
§动量守恒定律及其应用
1.如图所示,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,槽底部与水平面平滑连接,一个质量也为 m的小球从槽上高h处由静止开始下滑,则小球下滑过程中(　　)
A.小球和槽组成的系统动量守恒
B.槽对小球的支持力不做功
C.重力对小球做功的瞬时功率一直增大
D.地球、小球和槽组成的系统机械能守恒
2.如图甲所示,一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离.已知前部分的卫星质量为m1,后部分的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,如图乙所示,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1为(　　)
A.v0-v2
B.v0+v2
C.v0-v2
D.v0+(v0-v2)
3.如图所示,一辆小车静止在光滑水平面上,A、B两人分别站在车的两端,当两人同时相向运动时,下列说法正确的是(　　)
A.若小车不动,则两人速率一定相等
B.若小车向左运动,则A的动量一定比B的小
C.若小车向左运动,则A的动量一定比B的大
D.若小车向右运动,则A的动量一定比B的大
4.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.下列正确的是 (　　)
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
5.在光滑的水平面上有a、b两球,其质量分别为ma、mb,两球在t0时刻发生正碰,并且在碰撞过程中无机械能损失,两球在碰撞前后的速度图像如图所示.下列正确的是(　　)
A.ma>mb B.ma6.如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,一质量为m的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切.一质量为2m的小物块从槽顶端距水平面高h处由静止开始下滑,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　)
A.物块第一次滑到槽底端时,槽的动能为mgh
B.在下滑过程中物块和槽之间的相互作用力对物块始终不做功
C.全过程中物块、槽和弹簧所组成的系统机械能守恒,且水平方向上动量守恒
D.物块第一次被弹簧反弹后能追上槽,且能回到槽上距水平面高h处
7.一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰,测出碰撞后氢原子核的速度是7v;该未知粒子(速度不变)跟静止的氮原子核正碰时,测出碰撞后氮原子核的速度是v.已知氢原子核的质量是mH,氮原子核的质量是14mH,上述碰撞都是弹性碰撞,则下列说法正确的是 (　　)
A.碰撞前后未知粒子的机械能不变 B.未知粒子在两次碰撞前后均反向
C.未知粒子的质量为 D.未知粒子可能是α粒子
8.如图所示,小球A、B均静止在光滑水平面上.现给A球一个向右的初速度,之后与B球发生对心碰撞.关于碰后情况,下列说法正确的是(　　)
A.碰后小球A、B一定共速
B.若A、B球发生完全非弹性碰撞,A球质量等于B球质量, 则A 球将静止
C.若A、B球发生弹性碰撞,A球质量小于B球质量,则无论A球初速度大小是多少,A球都将反弹
D.若A、B球发生弹性碰撞,A球质量足够大,B球质量足够小,则碰后B球的速度可以是A球的3倍
9.质量为m、带有半圆形轨道的小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R.现将质量也为m的小球从A点正上方h0高处由静止释放,然后由A点进入半圆形轨道后从B点冲出,在空中上升的最大高度为h0(不计空气阻力),则(　　)
A.小球和小车组成的系统动量守恒 B.小车向左运动的最大距离为R
C.小球离开小车后做斜上抛运动
D.小球第二次能上升的最大高度h满足h010.汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一.设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时,安全气囊会爆开.某次试验中,质量m1=1600 kg的试验车以速度v1=36 km/h正面撞击固定试验台,经时间t1=0.10s碰撞结束,车速减为零,此次碰撞安全气囊恰好爆开.忽略撞击过程中地面阻力的影响.(1)求此过程中试验车受到试验台的冲量I0的大小及F0的大小;
(2)若试验车以速度v1撞击正前方另一质量m2 =1600 kg、速度v2 =18 km/h、同向行驶的汽车,经时间t2=0.16 s两车以相同的速度一起滑行.试通过计算分析这种情况下试验车的安全气囊是否会爆开.
11.如图所示,质量相等的五个物块在光滑水平面上间隔一定距离排成一条直线.具有初动能E0的物块1向其他4个静止的物块运动,依次发生碰撞,每次碰撞后不再分开,最后5个物块粘成一个整体.在首次碰撞和最后一次碰撞中,损失的动能的比值为(　　)
A.1 B.10 C.5 D.5/8
12.如图所示,一轻弹簧连着两球,现将弹簧压缩后用锁扣(图中未画出)锁住,放在足够大的光滑水平面上,B、C两球并排靠在一起但不粘连,A、B、C三球的质量均为m.现解除锁扣,弹簧第一次伸长到最长时,弹簧的弹性势能为Ep.下列说法正确的是(　　)
A.从解除锁扣到弹簧恢复到自然伸长状态的过程中,A、B和弹簧组成的系统动量守恒
B.C最终的速度大小为
C.弹簧压缩后被锁扣锁住时的弹性势能为Ep
D.弹簧第一次伸长到最长时,A的速度大小为
13.如图所示,一质量为M=2 kg、半径为R=0.3 m的四分之一光滑圆轨道A静止在光滑水平面上,轨道末端与水平面相切.现将质量为m=1 kg的滑块B(可视为质点)从弧形轨道顶端由静止释放,滑块B从弧形轨道滑上水平面后,与静止在水平面上的物块C发生弹性正碰.(g取10 m/s2)
(1)求滑块B滑到水平面上时的速度大小;
(2)若滑块B与C碰后能再次追上A,则C的质量m3应满足什么条件
§动量定理
A 2.D 3. B 4.B 5.B 6. D 7. B 8. C 9. A 10. (1)540N (2)22.5J 11. BD 12.(1) (2)
§动量守恒定律及其应用
1.D 2.D 3.C 4.C 5. B 6.A 7. C 8. C 9. B、D 10.(1) N.s N (2)不会 11.B 12.B 13.(1)2m/s (2)>3kg