1.3 动量守恒定律 同步练（含答案）高中物理人教版（2019）选择性 必修 第一册
文档属性
| 名称 | 1.3 动量守恒定律 同步练（含答案）高中物理人教版（2019）选择性 必修 第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 187.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-08-27 13:18:30 | ||
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文档简介
3 动量守恒定律
考点一 对动量守恒条件的理解
1．(2023·安徽蚌埠二中高二期中)关于动量守恒的条件，下列说法正确的有( )
A．只要系统内存在摩擦力，系统动量不可能守恒
B．只要系统所受外力做的功为零，系统动量守恒
C．只要系统所受到合外力的冲量为零，系统动量守恒
D．系统加速度为零，系统动量不一定守恒
2．(2021·全国乙卷)如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系(可视为惯性系)中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统( )
A．动量守恒，机械能守恒 B．动量守恒，机械能不守恒
C．动量不守恒，机械能守恒 D．动量不守恒，机械能不守恒
3．(2022·湖北荆州中学高二期末)如图所示，光滑水平面上木块A、B与一根弹性良好的压缩了的轻质弹簧接触但不相连，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
4.如图所示，A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上，木块C(可视为质点)以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行，最后停在木块B的右端，对此过程，下列叙述错误的是 ( )
A．当C在A上滑行时，A、C组成的系统动量守恒
B．当C在B上滑行时，B、C组成的系统动量守恒
C．无论C是在A上滑行还是在B上滑行，A、B、C三木块组成的系统动量都守恒
D．当C在B上滑行时，A、B、C组成的系统动量守恒
考点二 动量守恒定律的基本应用
5．(2023·江苏金沙中学高二阶段练习)如图所示，一平板车停在光滑的水平面上，某同学站在小车上，若他设计下列操作方案，最终能使平板车持续地向右驶去的是( )
A．该同学在图示位置用大锤连续敲打车的左端
B．只要从平板车的一端走到另一端即可
C．在车上装个电风扇，不停地向左吹风
D．他站在车的右端将大锤丢到车的左端
6．(2022·辽宁铁岭六校高二联考)质量相等的三个小球a、b、c，在光滑的水平面上以相同的速率运动，它们分别与原来静止的A、B、C三球发生碰撞，碰撞后a继续沿原方向运动，b静止，c沿反方向弹回，则碰撞后A、B、C三球中动量数值最大的是( )
A．A球 B．B球 C．C球 D．不能确定
7．甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1 m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1 m/s和2 m/s。则甲、乙两运动员的质量之比为( )
A．1∶2 B．2∶1 C．2∶3 D．3∶2
8.在光滑的水平面上有两个在同一直线上相向运动的小球，其中甲球的质量m1＝4 kg，乙球的质量m2＝1 kg，规定向左为正方向，碰撞前后甲球的v－t图像如图所示。已知两球发生碰撞后粘在一起，则碰前乙球速度的大小和方向分别为( )
A．3 m/s，向右 B．13 m/s，向左
C．13 m/s，向右 D．3 m/s，向左
9.(2022·江苏苏州外国语学校高二期末)如图所示，木块B与水平的轻弹簧相连放在光滑水平台面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内，入射时间极短，下列说法正确的是( )
A．子弹射入木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量不守恒
B．子弹射入木块的过程中，子弹与木块组成的系统机械能守恒
C．木块压缩弹簧的过程中，子弹、木块与弹簧组成的系统机械能守恒
D．弹簧最大的弹性势能一定大于整个过程中产生的热量
10．质量为M的木块在光滑水平面上以速度v1水平向右运动，质量为m的子弹以速度v2水平向左射入木块，要使木块停下来，必须使发射子弹的数目为(子弹留在木块中不穿出)( )
A. B.
C. D.
11．如图甲所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量mA＝1 kg。初始时刻B静止，A以一定的初速度向右运动，之后与B发生碰撞并一起运动，它们的位移—时间图像如图乙所示(规定向右为位移的正方向)，已知A、B碰撞时间极短(t＝0.01 s)，图乙中没有显示，则( )
A．物块B的质量为2 kg
B．物块B的质量为4 kg
C．A、B碰撞时的平均作用力大小为300 N
D．A、B碰撞时的平均作用力大小为100 N
12．(2023·甘肃金昌市第一中学期中)在光滑水平面上停着一辆质量为60 kg的小车，一个质量为40 kg的小孩以相对于地面5 m/s的水平速度从后面跳上车后和车保持相对静止。
(1)求小孩跳上车后和车保持相对静止时的速度大小；
(2)若此后小孩又向前跑，以相对于地面3.5 m/s的水平速度从前面跳下车，求小孩跳下车后车的速度大小。
13.如图所示，在光滑水平面上，有一质量M＝3 kg的薄板，板上有质量m＝1 kg的物块，两者以v0＝4 m/s的初速度朝相反方向运动，薄板与物块之间存在摩擦且薄板足够长，取水平向右为正方向，求：
(1)物块最后的速度；
(2)当物块的速度大小为3 m/s时，薄板的速度。
14．一辆车在水平光滑路面上以速度v匀速向右行驶，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，车减速为原来的，则抛出第四个沙包后，此车的运动情况如何？
3 动量守恒定律
1．C [只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒，与系统内是否存在摩擦力无关，故A错误；系统所受外力做的功为零，但系统所受合外力不一定为零，系统动量不一定守恒，故B错误；系统所受到合外力的冲量为零，则系统受到的合外力为零，系统动量守恒，故C正确；系统加速度为零，由牛顿第二定律可得，系统所受合外力为零，系统动量守恒，故D错误。]
2．B [撤去推力，系统所受合外力为0，动量守恒，滑块和小车之间有滑动摩擦力，由于摩擦生热，故系统机械能减少，B正确。]
3．A [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；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；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。]
4．A [当C在A上滑行时，对A、C组成的系统，B对A的作用力为外力，不等于0，系统动量不守恒，故选项A错误；当C在B上滑行时，A、B已分离，对B、C组成的系统，合外力为零，系统动量守恒，故选项B正确；若将A、B、C三木块视为一个系统，则所受合外力为零，系统动量守恒，故选项C、D正确。]
5．C [把人和车看成整体，用大锤连续敲打车的左端，根据动量守恒定律可以知道，系统的总动量为零，车不会持续地向右驶去，故A错误；人从平板车的一端走到另一端的过程中，系统水平方向不受外力，动量守恒，系统总动量为零，车不会持续地向右驶去，故B错误；电风扇向左吹风，电风扇会受到一个向右的反作用力，从而使平板车持续地向右驶去，故C正确；站在车的右端将大锤丢到车的左端的过程中，系统水平方向不受外力，动量守恒，系统总动量为零，车不会持续地向右驶去，故D错误。]
6．C [在小球发生碰撞的过程中，系统动量都是守恒的，根据动量守恒定律得mv0＝mv＋Mv′，整理可得Mv′＝mv0－mv，取初速度方向为正方向，可得出C球的动量数值是最大的，C正确。]
7．D [由动量守恒定律得m1v1－m2v2＝m2v2′－m1v1′，解得＝，代入数据得＝，故选D。]
8．C [由题图知，甲球碰撞前的速度为v1＝2 m/s，碰撞后的速度为v1′＝－1 m/s，则碰撞后，甲、乙的速度v＝－1 m/s，以甲、乙两球组成的系统为研究对象，碰撞过程，由动量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v，解得v2＝－13 m/s，负号表示方向与正方向相反，即方向向右。故选C。]
9．C [子弹射入木块的过程中，子弹与木块组成的系统所受的合外力等于零，系统动量守恒，A错误；子弹射入木块的过程中要克服阻力做功，产生内能，子弹与木块组成的系统机械能不守恒，B错误；木块压缩弹簧的过程中，只有弹簧的弹力做功，子弹、木块与弹簧组成的系统机械能守恒，C正确；弹簧的最大弹性势能等于子弹射入木块后子弹和木块的动能，不一定大于整个过程中产生的热量，D错误。]
10．C [设发射子弹的数目为n，n颗子弹和木块组成的系统在水平方向上所受的合外力为零，满足动量守恒的条件。选子弹运动的方向为正方向，由动量守恒定律有nmv2－Mv1＝0，得n＝，故C正确。]
11．C [由题图乙可知碰撞前vA＝4 m/s，vB＝0，碰撞后v＝ m/s＝1 m/s，则由动量守恒定律得mAvA＝(mA＋mB)v，可得mB＝＝3 kg，A、B错误；对物块B有Ft＝mBv－0，解得F＝300 N，C正确，D错误。]
12．(1)2 m/s (2)1 m/s
解析 (1)由题意知小孩和车组成的系统在水平方向上动量守恒，设小孩跳上车后和车保持相对静止时的速度大小为v1，则有mv0＝(m＋M)v1
解得v1＝2 m/s
(2)设小孩跳下车后车的速度大小为v3，对全程由动量守恒定律得mv0＝mv2＋Mv3
解得v3＝1 m/s。
13．(1)2 m/s，方向水平向右 (2) m/s，方向水平向右
解析 (1)由于地面光滑，物块与薄板组成的系统动量守恒，
设共同运动速度为v，向右为正方向，由动量守恒定律得Mv0－mv0＝(m＋M)v
代入数据解得v＝2 m/s，方向水平向右。
(2)由(1)知，物块速度大小为3 m/s时，方向水平向左，设此时薄板的速度为v′，由动量守恒定律得
Mv0－mv0＝－mv1＋Mv′
代入数据解得v′＝ m/s，方向水平向右。
14．车以的速度向左行驶
解析 设车的总质量为M，抛出第四个沙包后车速为v1，取车行驶的方向为正方向，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
联立①②式，解得抛出第四个沙包后车速为v1＝－，负号表示向左行驶。
考点一 对动量守恒条件的理解
1．(2023·安徽蚌埠二中高二期中)关于动量守恒的条件，下列说法正确的有( )
A．只要系统内存在摩擦力，系统动量不可能守恒
B．只要系统所受外力做的功为零，系统动量守恒
C．只要系统所受到合外力的冲量为零，系统动量守恒
D．系统加速度为零，系统动量不一定守恒
2．(2021·全国乙卷)如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系(可视为惯性系)中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统( )
A．动量守恒，机械能守恒 B．动量守恒，机械能不守恒
C．动量不守恒，机械能守恒 D．动量不守恒，机械能不守恒
3．(2022·湖北荆州中学高二期末)如图所示，光滑水平面上木块A、B与一根弹性良好的压缩了的轻质弹簧接触但不相连，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
4.如图所示，A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上，木块C(可视为质点)以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行，最后停在木块B的右端，对此过程，下列叙述错误的是 ( )
A．当C在A上滑行时，A、C组成的系统动量守恒
B．当C在B上滑行时，B、C组成的系统动量守恒
C．无论C是在A上滑行还是在B上滑行，A、B、C三木块组成的系统动量都守恒
D．当C在B上滑行时，A、B、C组成的系统动量守恒
考点二 动量守恒定律的基本应用
5．(2023·江苏金沙中学高二阶段练习)如图所示，一平板车停在光滑的水平面上，某同学站在小车上，若他设计下列操作方案，最终能使平板车持续地向右驶去的是( )
A．该同学在图示位置用大锤连续敲打车的左端
B．只要从平板车的一端走到另一端即可
C．在车上装个电风扇，不停地向左吹风
D．他站在车的右端将大锤丢到车的左端
6．(2022·辽宁铁岭六校高二联考)质量相等的三个小球a、b、c，在光滑的水平面上以相同的速率运动，它们分别与原来静止的A、B、C三球发生碰撞，碰撞后a继续沿原方向运动，b静止，c沿反方向弹回，则碰撞后A、B、C三球中动量数值最大的是( )
A．A球 B．B球 C．C球 D．不能确定
7．甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是1 m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1 m/s和2 m/s。则甲、乙两运动员的质量之比为( )
A．1∶2 B．2∶1 C．2∶3 D．3∶2
8.在光滑的水平面上有两个在同一直线上相向运动的小球，其中甲球的质量m1＝4 kg，乙球的质量m2＝1 kg，规定向左为正方向，碰撞前后甲球的v－t图像如图所示。已知两球发生碰撞后粘在一起，则碰前乙球速度的大小和方向分别为( )
A．3 m/s，向右 B．13 m/s，向左
C．13 m/s，向右 D．3 m/s，向左
9.(2022·江苏苏州外国语学校高二期末)如图所示，木块B与水平的轻弹簧相连放在光滑水平台面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内，入射时间极短，下列说法正确的是( )
A．子弹射入木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量不守恒
B．子弹射入木块的过程中，子弹与木块组成的系统机械能守恒
C．木块压缩弹簧的过程中，子弹、木块与弹簧组成的系统机械能守恒
D．弹簧最大的弹性势能一定大于整个过程中产生的热量
10．质量为M的木块在光滑水平面上以速度v1水平向右运动，质量为m的子弹以速度v2水平向左射入木块，要使木块停下来，必须使发射子弹的数目为(子弹留在木块中不穿出)( )
A. B.
C. D.
11．如图甲所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量mA＝1 kg。初始时刻B静止，A以一定的初速度向右运动，之后与B发生碰撞并一起运动，它们的位移—时间图像如图乙所示(规定向右为位移的正方向)，已知A、B碰撞时间极短(t＝0.01 s)，图乙中没有显示，则( )
A．物块B的质量为2 kg
B．物块B的质量为4 kg
C．A、B碰撞时的平均作用力大小为300 N
D．A、B碰撞时的平均作用力大小为100 N
12．(2023·甘肃金昌市第一中学期中)在光滑水平面上停着一辆质量为60 kg的小车，一个质量为40 kg的小孩以相对于地面5 m/s的水平速度从后面跳上车后和车保持相对静止。
(1)求小孩跳上车后和车保持相对静止时的速度大小；
(2)若此后小孩又向前跑，以相对于地面3.5 m/s的水平速度从前面跳下车，求小孩跳下车后车的速度大小。
13.如图所示，在光滑水平面上，有一质量M＝3 kg的薄板，板上有质量m＝1 kg的物块，两者以v0＝4 m/s的初速度朝相反方向运动，薄板与物块之间存在摩擦且薄板足够长，取水平向右为正方向，求：
(1)物块最后的速度；
(2)当物块的速度大小为3 m/s时，薄板的速度。
14．一辆车在水平光滑路面上以速度v匀速向右行驶，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，车减速为原来的，则抛出第四个沙包后，此车的运动情况如何？
3 动量守恒定律
1．C [只要系统所受合外力为零，系统动量就守恒，与系统内是否存在摩擦力无关，故A错误；系统所受外力做的功为零，但系统所受合外力不一定为零，系统动量不一定守恒，故B错误；系统所受到合外力的冲量为零，则系统受到的合外力为零，系统动量守恒，故C正确；系统加速度为零，由牛顿第二定律可得，系统所受合外力为零，系统动量守恒，故D错误。]
2．B [撤去推力，系统所受合外力为0，动量守恒，滑块和小车之间有滑动摩擦力，由于摩擦生热，故系统机械能减少，B正确。]
3．A [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；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；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。]
4．A [当C在A上滑行时，对A、C组成的系统，B对A的作用力为外力，不等于0，系统动量不守恒，故选项A错误；当C在B上滑行时，A、B已分离，对B、C组成的系统，合外力为零，系统动量守恒，故选项B正确；若将A、B、C三木块视为一个系统，则所受合外力为零，系统动量守恒，故选项C、D正确。]
5．C [把人和车看成整体，用大锤连续敲打车的左端，根据动量守恒定律可以知道，系统的总动量为零，车不会持续地向右驶去，故A错误；人从平板车的一端走到另一端的过程中，系统水平方向不受外力，动量守恒，系统总动量为零，车不会持续地向右驶去，故B错误；电风扇向左吹风，电风扇会受到一个向右的反作用力，从而使平板车持续地向右驶去，故C正确；站在车的右端将大锤丢到车的左端的过程中，系统水平方向不受外力，动量守恒，系统总动量为零，车不会持续地向右驶去，故D错误。]
6．C [在小球发生碰撞的过程中，系统动量都是守恒的，根据动量守恒定律得mv0＝mv＋Mv′，整理可得Mv′＝mv0－mv，取初速度方向为正方向，可得出C球的动量数值是最大的，C正确。]
7．D [由动量守恒定律得m1v1－m2v2＝m2v2′－m1v1′，解得＝，代入数据得＝，故选D。]
8．C [由题图知，甲球碰撞前的速度为v1＝2 m/s，碰撞后的速度为v1′＝－1 m/s，则碰撞后，甲、乙的速度v＝－1 m/s，以甲、乙两球组成的系统为研究对象，碰撞过程，由动量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v，解得v2＝－13 m/s，负号表示方向与正方向相反，即方向向右。故选C。]
9．C [子弹射入木块的过程中，子弹与木块组成的系统所受的合外力等于零，系统动量守恒，A错误；子弹射入木块的过程中要克服阻力做功，产生内能，子弹与木块组成的系统机械能不守恒，B错误；木块压缩弹簧的过程中，只有弹簧的弹力做功，子弹、木块与弹簧组成的系统机械能守恒，C正确；弹簧的最大弹性势能等于子弹射入木块后子弹和木块的动能，不一定大于整个过程中产生的热量，D错误。]
10．C [设发射子弹的数目为n，n颗子弹和木块组成的系统在水平方向上所受的合外力为零，满足动量守恒的条件。选子弹运动的方向为正方向，由动量守恒定律有nmv2－Mv1＝0，得n＝，故C正确。]
11．C [由题图乙可知碰撞前vA＝4 m/s，vB＝0，碰撞后v＝ m/s＝1 m/s，则由动量守恒定律得mAvA＝(mA＋mB)v，可得mB＝＝3 kg，A、B错误；对物块B有Ft＝mBv－0，解得F＝300 N，C正确，D错误。]
12．(1)2 m/s (2)1 m/s
解析 (1)由题意知小孩和车组成的系统在水平方向上动量守恒，设小孩跳上车后和车保持相对静止时的速度大小为v1，则有mv0＝(m＋M)v1
解得v1＝2 m/s
(2)设小孩跳下车后车的速度大小为v3，对全程由动量守恒定律得mv0＝mv2＋Mv3
解得v3＝1 m/s。
13．(1)2 m/s，方向水平向右 (2) m/s，方向水平向右
解析 (1)由于地面光滑，物块与薄板组成的系统动量守恒，
设共同运动速度为v，向右为正方向，由动量守恒定律得Mv0－mv0＝(m＋M)v
代入数据解得v＝2 m/s，方向水平向右。
(2)由(1)知，物块速度大小为3 m/s时，方向水平向左，设此时薄板的速度为v′，由动量守恒定律得
Mv0－mv0＝－mv1＋Mv′
代入数据解得v′＝ m/s，方向水平向右。
14．车以的速度向左行驶
解析 设车的总质量为M，抛出第四个沙包后车速为v1，取车行驶的方向为正方向，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
联立①②式，解得抛出第四个沙包后车速为v1＝－，负号表示向左行驶。