高二物理（粤教版2019）选择性必修一第一章《动量和动量守恒定律》重难点突破卷（含解析）

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第一章 动量和动量守恒定律--重难点突破卷
(考试时间：75分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．（23-24高一下·广西南宁·期末）如图所示，足够长的光滑斜面A静止在光滑水平面上，现物块B以某一初速度冲上斜面，在物块B从斜面底端冲到斜面最高点的过程中，对A、B组成的系统，下列说法正确的是（　　）
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
2．（23-24高二下·广西·阶段练习）在光滑水平地面上放置一质量为的物块，时刻将一水平方向的力F作用在物块上，力F随时间变化的图像如图所示。则时，物块的动量大小和方向分别为（　　）
A．、沿力F的正方向 B．、沿力F的负方向
C．、沿力F的正方向 D．、沿力F的负方向
3．（23-24高一下·辽宁·期末）“智能防摔马甲”是一款专门为老年人研发的科技产品。该装置通过马甲内的传感器和微处理器精准识别穿戴者的运动姿态，在其失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地避免摔倒带来的伤害。在穿戴者着地的过程中，安全气囊可以（　　）
A．减小穿戴者所受重力的冲量 B．减小地面对穿戴者的平均冲击力
C．减小穿戴者动量的变化量 D．减小穿戴者与地面的接触时间
4．（23-24高一下·辽宁大连·期中）如图，甲乙两人静止在冰面上，甲推乙后，两人向相反方向滑去，设甲推乙的力远大于冰面对人的摩擦力，两人与冰面间动摩擦因数相等，则下列说法正确的是（　　）
A．若，分开后乙先停下来
B．若，在推动过程中，甲对乙的冲量大于乙对甲的冲量
C．无论甲、乙质量关系如何，在推动过程中，甲、乙两人组成系统的总动量守恒
D．无论甲、乙质量关系如何，在运动过程中，甲、乙两人组成系统的总动量守恒
5．（23-24高二上·湖北黄冈·阶段练习）如图所示，一个质量为的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为，长绳的下端刚好和水平面接触。初始静止时人离地面的高度为。如果这个人开始沿长绳向下滑动，当他滑到长绳下端时，他离地面的高度大约是（可以把人看作质点）（　　）

A． B． C． D．
6．（24-25高二上·河北邯郸·阶段练习）在光滑水平地面上静止放置着由轻弹簧连接的物块A和B、开始时弹簧处于原长，一颗质量为m的子弹以水平初速度v射入物块A并留在其中（子弹与物块相互作用时间极短，可忽略不计），已知物块A和B的质量均为m，则在以后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值为（　　）
A． B． C． D．
7．（24-25高二上·全国·单元测试）滑板运动是由冲浪运动演变而成的一种极限运动项目。如图所示，一同学在水平地面上进行滑板练习，该同学站在滑板A前端与滑板以20m/s的共同速度做匀速直线运动，在滑板A正前方有一静止的滑板B。在滑板A接近滑板B时，该同学迅速从滑板A跳上滑板B，接着又从滑板B跳回滑板A，两滑板恰好不相撞（以相同速度运动）。该同学的质量为45kg，两滑板的质量均为2.5kg，不计滑板与地面间的摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．上述过程中该同学与滑板A和滑板B组成的系统动量守恒
B．该同学跳离滑板B的过程中，滑板B的速度减小
C．该同学跳回滑板A后，他和滑板A的共同速度为19m/s
D．该同学跳离滑板B的过程中，对滑板B的冲量大小为47.5N·s
8．（24-25高一上·湖南长沙·开学考试）太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B．图乙中，太阳能热水器通过热传递的方式将太阳能转化为水的内能
C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
9．（23-24高一下·广东湛江·期末）如图甲所示，“充气碰碰球”游戏是一项很减压的趣味运动项目．为了研究其中的碰撞规律，简化为如图乙所示的模型：直径相同的A球和B球碰撞前后都在同一水平直线上运动，碰前A球的动量，B球静止，碰后B球的动量变为。则两球质量与间的关系可能是（ ）
A． B． C． D．
10．（24-25高一上·全国·单元测试）如图甲所示，光滑水平面上停放着一辆上表面水平粗糙的平板车，质量为M，与平板车上表面等高的光滑平台上有一质量为m的滑块以水平初速度向着平板车滑来，从滑块刚滑上平板车开始计时，之后它们的速度随时间的变化规律如图乙所示，时刻滑块离开平板车，下列说法正确的是（重力加速度为g）（ ）
A．滑块离开平板车之前，滑块的加速度大小为
B．滑块与平板车上表面间的动摩擦因数为
C．滑块与平板车的质量之比
D．平板车上表面的长度为
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11．（6分）（23-24高二下·河南信阳·期中）某同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律。小球1的质量为，它从斜槽上某点滚下，离开斜槽末端时的速度记为（称为第一次操作）；小球2的量为，小球1第二次从斜槽上原位置滚下，跟小球2碰撞后离开斜槽末端的速度分别记为和（称为第二次操作）。
(1)该实验需要验证的关系式为： ；
(2)如果第二次操作时，小球1从斜槽上开始滚下时位置比原先低一些，实验将会得到的结果是 ；
(3)如果在第二次操作时，发现在第一次操作中，槽的末端是不水平的，有些向上倾斜，于是把它调水平，调整后的斜槽末端离地面高度跟原来相同。然后让小球在斜槽上原标记位置滚下进行第二次操作，分析时仍然和第一次操作的数据进行比较，其他实验操作都正确，且调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计。实验将会得到的结果是 。
12．（9分）（23-24高一下·广东江门·期末）用如图甲所示的装置“验证动量守恒定律”。水平放置的气垫导轨上有、两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块间用绳子连接，如图甲所示。气垫导轨正常工作后，将绳子烧断，两个滑块向相反方向运动，同时开始频闪拍摄，得到一幅多次曝光的数码照片，如图乙所示。已知频闪的频率为，滑块、的质量分别为、。
(1)由图可知，A、B离开弹簧后，应该做 运动，根据照片记录的信息，从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是 ；
(2)若不计此失误，分开后，A的动量大小为 ，的动量的大小为 ；
(3)本实验中得出“在实验误差允许范围内，两滑块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是 。
13．（8分）（23-24高三上·江苏连云港·期中）如图所示，质量为m的茶杯（视为质点）放在水平餐桌的转盘上，茶杯到转轴的距离为r，转盘以周期T匀速转动时，茶杯与转盘保持相对静止。求：
（1）茶杯所受的摩擦力大小f；
（2）时间内茶杯的动量变化量大小。

14．（13分）（23-24高二上·河北邢台·期末）如图所示，P为固定的竖直挡板，质量m1=2kg的长木板A静置于光滑水平面上（A的上表面略低于挡板P下端），质量m2=1.0kg的小物块B（可视为质点）以水平初速度v0=9m/s从A的左端向右滑上A的上表面，经过一段时间A、B第一次达到共同速度，此时B恰好未从A上滑落，一段时间后B与挡板P发生了弹性碰撞。B与挡板P发生碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短，已知A、B间的动摩擦因数μ=0.6，重力加速度大小g=10m/s2。求：
（1）木板A的长度L；
（2）A、B第二次达到共同速度时B离A左端的距离。
15.（18分）（23-24高一下·四川德阳·期末）如图所示，可看成质点的物体A静置在木板C右端，物块B以v0=1.8m/s的速度沿水平地面向右运动，与木板C发生弹性正碰（碰撞时间极短），最终物体A恰好能到达木板C的左端。已知物体A、B的质量都等于木板C质量的2倍，物体A与木板C之间的动摩擦因数μ=0.1，水平地面足够大且光滑，取重力加速度大小g=10m/s2，求：
(1)碰撞后物体B的速度大小；
(2)物体A在木板C上的加速时间t；
(3)物体A、B在运动方向上的最小距离d。
答案和解析
1．C
【详解】在物块B从斜面底端冲到斜面最高点的过程中，对A、B组成的系统，系统合外力不为零，动量不守恒，系统中只有重力做功，机械能守恒。
故选C。
2．B
【详解】图像的面积代表力F的冲量，由图可知，内，力F的冲量为
与力F的正方向相反。物块在光滑地面上，受到水平力F的作用，力F的冲量即为物块合外力的冲量，由动量定理
故物块在10s时的动量为，负号代表其方向与力F的正方向相反。
故选B。
3．B
【详解】设穿戴者所受合力为F，依题意，根据动量定理
可得
可知安全气囊的作用是延长了人与地面的接触时间，从而减小人所受到的合外力，即减小穿戴者动量的变化率，而穿戴者动量的变化量未发生变化，全气囊的作用是延长了人与地面的接触时间，则穿戴者所受重力的冲量增大了。
故选B。
4．C
【详解】BC．在推动过程中，甲对乙的冲量等于乙对甲的冲量；在推动过程中，由于甲推乙的力远大于冰面对人的摩擦力，则甲、乙两人组成系统的总动量守恒，故B错误，C正确；
D．在运动过程中，由于甲、乙两人受到冰面摩擦力作用，若甲、乙质量不相等，则甲、乙两人组成系统所受合外力不为0，则甲、乙两人组成系统的总动量不守恒，故D错误；
A．在推动过程中，甲、乙两人组成系统的总动量守恒，则有
设两人与冰面间的动摩擦因数为，分开后到停下所用时间分别为
，
所，则，可知分开后甲先停下来，故A错误。
故选C。
5．B
【详解】根据题意，设人的速度为，气球的速度为，人下滑的距离为，气球上升的距离为，根据人和气球动量守恒得
则有
解得
又有
则人下滑的距离为
气球上升的距离为
则此时人离地面的高度大约是。
故选B。
6．D
【详解】子弹打入木块A时由动量守恒
当A（包括子弹）和B共速时弹簧弹性势能最大，则由动量守恒和能量关系可知
联立解得
故选D。
7．C
【详解】A．题述过程中该同学与滑板A和滑板B组成的系统，在竖直方向上所受合外力不为0，在水平方向上所受合外力为0，则水平方向上动量守恒，A错误；
B．该同学跳离滑板B的过程中，他对滑板B的作用力向右，滑板B向右加速，速度增大，B错误；
C．从滑板B跳回滑板A，两滑板恰好不相撞，三者共速，设速度为v，由动量守恒定律可得
解得
C正确；
D．该同学跳离滑板B后，滑板B的动量为
该同学跳离滑板B的过程中，对滑板B的冲量大小等于动量变化量，小于47.5N·s，D错误。
故选C。
8．AB
【详解】A．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能，故A正确；
B．太阳能热水器中水吸收热量，内能增大，通过热传递的方式将太阳能转化为水的内能，故B正确；
C．太阳能交通信号灯是利用光电转换装置，将太阳能转化为电能，再将电能转化为信号灯的光能，故C错误；
D．首架环球航行的太阳能飞机是利用光电转换装置，将太阳能转化为电能，再将电能转化为飞机的机械能，故D错误。
故选AB。
9．ACD
【详解】碰撞过程系统动量守恒，以A球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
解得
根据碰撞过程总动能不增加，则有
解得
碰后两球同向运动，A的速度不大于B的速度，则有
解得
综上分析可知
故选ACD。
10．AB
【详解】AC. 滑块的加速度大小
位移大小
平板车的加速度大小
位移大小
根据题图乙可知，滑块的加速度大小
平板车的加速度大小
则滑块与平板车的加速度大小之比为，又滑块的加速度大小
平板车的加速度大小
则滑块与平板车的质量之比
A正确，C错误；
B. 滑块的加速度大小
又
则滑块与平板车上表面间的动摩擦因数
B正确；
D. 时间内，滑块的位移大小
平板车的位移大小
则平板车上表面的长度
D错误。
故选AB。
11．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）小球1碰前的动量为，碰撞后小球1和小球2的动量分别为和，则需要验证关系式
（2）如果第二次操作时，小球1从斜槽上开始滚下时位置比原来低一些，会使小球1到达斜槽末端的速度小一些，进而使计算式中的和变小，则有
（3）第一次操作中，斜槽的末端不水平，有些向上倾斜，会导致球1落地的水平距离减小，进而使计算式中的变小，则有
12．(1) 匀速直线 A、B两滑块的第一个间隔
(2) 0.018 0.018
(3)A、B两滑块作用前后总动量相等，均为0
【详解】（1）[1] A、B离开弹簧后，不受弹力，气垫导轨没有摩擦，则两滑块均做匀速直线运动；
[2]烧断细线后，在弹簧恢复原长的过程中，应先做加速运动，当弹簧恢复原长后，滑块做匀速直线运动，由图中闪光照片可知，滑块直接做匀速直线运动，没有加速过程，实际上A、B两滑块的第一个间隔都应该比后面匀速时相邻间隔的长度小，故A、B两滑块的第一个间隔与事实不符。
（2）[1][2]频闪照相的时间间隔为
滑块A的速度为
滑块B的速度为
A的动量为
B的动量为
（3）由此可见A、B的动量大小相等、方向相反，系统的总动量为0，与释放前的动量相等，因此系统动量守恒。
13．（1）；（2）
【详解】（1）茶杯做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力
（2）时间内杯子的动量变化量的大小
14．（1）4.5m；（2）2.5m
【详解】（1）设A、B第一次共速时速度大小为v1，根据物块和木板组成的系统动量守恒，有
根据能量守恒定律有
解得
（2）物块第一次与挡板碰撞后的速度大小不变、方向向左，设二者第二次碰撞前共速的速度大小为v2，取向右为正方向，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
此时物块距木板左端的距离
解得
15．(1)；(2)；(3)
【详解】（1）设木板C的质量为，物体A、B的质量为，B碰撞C由动量守恒定律可知
由机械能守恒可知
联立并代入数据解得
，
（2）A恰好达到C的最左端，A、C系统由动量守恒可知
解得
对物体A进行受力分析，根据牛顿第二定律可知
物体A加速的时间为
联立解得
（3）A与木板C系统，由能量守恒可知
则木板的长度为
A、B在运动方向上速度相同时，距离最小，运动时间为
解得
B、C碰撞后B做匀速直线运动，此时B的位移为
B、C碰撞后A做匀加速直线运动，此时A的位移为
A、B最初的距离为L，则A、B的距离最小为
联立并代入数据解得
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