2025-2026学年高中物理人教版选择性必修一单元测试 第一章 动量守恒定律（含解析）
文档属性
| 名称 | 2025-2026学年高中物理人教版选择性必修一单元测试 第一章 动量守恒定律（含解析） |
|
|
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-12-23 00:00:00 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
2025-2026学年高中物理人教版选择性必修一单元测试 第一章 动量守恒定律
一、单选题
1．如图所示为高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，5节质量均为m的车厢编组运行，只有1号车厢为动力车厢.列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度.列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为零，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同.已知空气密度为ρ，1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S.不计其他阻力，忽略2号、3号、4号、5号车厢受到的空气阻力.当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时，3号车厢对4号车厢的作用力大小为( )
A. B. C. D.
2．2024年在与菲律宾南海岛礁对峙中，我国海警船装备的大功率水炮沉重地打击了挑衅者的嚣张气焰.水炮配备的大功率水泵将水以很大的速度从喷口喷出，利用冲击力毁伤被冲击物体.水的密度为，水炮喷口处水的压强为（若喷口处放一挡板，水冲击挡板时速度减为零，水对挡板冲击力产生的压强），则水从喷口处喷出的速度大小为( )
A.12 m/s B.120 m/s C.14.4 m/s D.144 m/s
3．物理学在军事、国防上有很多的应用，下列说法正确的是( )
A.炮弹从倾斜的炮口射出而炮身后退，这是因为它们组成的系统动量守恒
B.我国自主研发的空间站“天宫”里面的物体处于平衡状态
C.部队过桥时不能齐步走，是为了防止出现共振
D.航母上采用的“电磁弹射”助力舰载机起飞过程，舰载机机械能守恒
4．一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下.游客从跳台下落直到最低点过程中( )
A.弹性势能减小 B.重力势能减小
C.机械能保持不变 D.绳一绷紧动能就开始减小
5．“小小头盔头上戴，安全出行离不开”我国规定摩托车、电动车、自行车骑乘人员必须依法佩戴具有防护作用的安全头盔。小明在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测，某次他在头盔中装入质量为5.0 kg的物体，物体与头盔紧密接触，使其从1.80 m的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了0.03 m时，物体的速度减为0，如图所示，挤压过程中视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A.物体做自由下落运动的时间为0.8 s
B.物体在自由下落过程中重力的冲量大小为30 N·s
C.物体做匀减速直线过程中动量变化量为，方向竖直向上
D.匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为3000 N
6．如图所示，一辆小车静止放置在光滑的水平地面上，小车左端是一个光滑的圆弧，右端竖直挡板内侧涂有一层粘性胶，小车水平段上表面粗糙且与圆弧在c点相切。从a点自由下落的小物块刚好从圆弧顶端上的b点沿切线进入圆弧，最后在d点与右端竖直挡板粘在一起。对小物块和小车组成的系统，下列说法正确的是( )
A.小物块从b点滑到c点的过程，系统动量守恒，机械能守恒
B.小物块从b点滑到c点的过程，系统水平方向动量守恒，机械能守恒
C.小物块从c点滑到d点的过程（碰前），系统动量不守恒，机械能不守恒
D.小物块与右端挡板碰撞瞬间，系统动量不守恒，机械能不守恒
7．如图所示，用高压水枪水力采煤，假设水枪的喷嘴直径为D，水流喷出的速度为v，不考虑水在空中的速度变化，并假设水流冲击煤层后顺着煤层流下。已知水的密度为ρ，则煤层受到水的平均冲击力大小为( )
A. B. C. D.
8．男子蹦床比赛中，运动员某次下落从最高点到着网点用时0.8s，从着网点到最低点用时0.4s。运动员的质量为60kg，不计空气阻力，该过程中网对运动员的平均作用力约为( )
A.600N B.1200N C.1800N D.2400N
9．如图所示为一个沙漏，其中玻璃容器的质量为M，沙子的总质量为m，阀门K距离容器底部的高度为H。现在将该沙漏放在水平台秤上，当打开阀门K时，沙子从漏口随时间均匀漏下时，初速度可近似认为为0，忽略空气阻力，不计沙子间的相互影响，下列说法正确的是( )
A.沙子在空中下落的过程中处于超重状态
B.出口下方范围内沙子数比范围内沙子数多
C.如果沙子下落的总时间为t，则玻璃容器底部受到的冲击力大小为
D.由于沙子在下落，处于失重状态，台秤的示数一直小于沙漏的总重力
10．图为环卫工人用高压水枪冲洗马路情景：射向地面的水看成横截面积为S的水柱，以速度大小为v（方向与地面成角）喷到水平地面，随即以与地面成角被溅起，溅起时的速率为，设水对地面作用力与地面成角，则的正切值为( )
A. B. C. D.
11．帆船是利用风力航行的船，是继舟、筏之后的一种古老的水上交通工具。如图所示，在某次航行时，一艘帆船在水平风力的作用下，以速度沿风的方向匀速前行，风与帆作用的有效面积为S，气流的平均密度为ρ，帆船行驶过程水平方向上所受阻力恒为f。假设气流与帆作用后速度与帆船前行速度相等，则风速大小为( )
A. B. C. D.
12．中国人民解放军成功试射了一枚弹道导弹，导弹运动轨迹如图所示。导弹运动到轨迹最高点时，在爆炸螺栓作用下弹头与助推火箭分离。分离前导弹速度为v，总质量为M；分离瞬间助推火箭速度为，方向与原运动方向相反，质量为m。此时弹头的速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题
13．用高压水枪清洗汽车的照片如图所示。设水枪喷出水柱截面为圆形，直径为D，水流速度为v，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后沿原方向的速度为零。高压水枪的质量为M，手持高压水枪操作，已知水的密度为。下列说法正确的是( )
A.水柱对汽车的平均冲力为
B.高压水枪单位时间喷出的水的质量为
C.高压水枪喷出水柱的直径D减半时，水柱对汽车的平均冲力加倍
D.当高压水枪的出水速度变为原来2倍时，压强变为原来的4倍
14．蹦床运动中，体重为60 kg的运动员在时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示.假设运动过程中运动员身体始终保持竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平.忽略空气阻力，重力加速度大小取.下列说法正确的是( )
A.时，运动员的重力势能最大
B.时，运动员的速度大小为10 m/s
C.时，运动员恰好运动到最大高度处
D.运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600 N
15．如图所示，上表面粗糙的小车c静止在光滑水平面上，其上放有两个质量不同的物块a、b，a、b间有一根被压缩的轻弹簧。弹簧突然释放后，两物块发生滑动，下列说法正确的是( )
A.若a、b两物体材料相同，则a、b组成的系统机械能不守恒、动量也不守恒
B.若a、b两物体材料相同，则a、b、c组成的系统机械能不守恒、动量也不守恒
C.若a、b两物体材料不同，则a、b组成的系统动量可能守恒、机械能一定不守恒
D.若a、b两物体材料不同，则a、b、c组成的系统机械能可能守恒、动量可能守恒
16．如图所示，斜面体质量为M，物块质量为m，一开始两者都静止，所有接触面均光滑，重力加速度为g。经过t时间后，物块到达斜面底部。下列说法正确的是( )
A.斜面体、物块与地球组成的系统机械能守恒
B.斜面体、物块组成的系统动量守恒
C.斜面体对地面的压力大于
D.斜面体对物块的支持力做负功
三、填空题
17．碰撞与缓冲的实例分析
（1）利用：要利用碰撞时产生的冲击力，就要设法增大动量或______作用力的作用时间，如冲床、粒子加速器。
（2）防止：要防止冲击力带来的危害，就要减小动量或______作用力的作用时间，如安全气囊、安全带。
18．动量
（1）定义：物理学中，把物体______与______的乘积称为物体的动量，通常用符号p表示。
（2）公式：。
（3）单位：在国际单位制中，动量的单位是kg· m/s。
（4）方向：动量是矢量，其方向与物体______的方向相同。
四、实验题
19．如图所示，某实验小组用气垫导轨、小球和轻质细线做验证动量守恒定律的实验，轻质细线一端固定，另一端拴住小球，小球静止时恰与滑块在同一水平导轨上，且小球与导轨不接触。重力加速度大小为g，实验步骤如下：
（1）用天平测出滑块（含挡光片）的质量为，小球的质量为；
（2）用刻度尺测量悬点到小球球心的长度为L，用游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示，则挡光片的宽度_______cm；
（3）调节气垫导轨水平，给滑块一向右的瞬时速度，使滑块向右运动通过光电门，测出挡光时间为；滑块与小球发生碰撞后反弹，再次通过光电门，测出挡光时间和悬线偏离竖直方向的最大偏角θ，则碰后小球的速度大小为_______（用g、L、θ表示）；若碰撞过程中系统动量守恒，则应满足的关系式为_______（用题给字母表示）；
（4）若碰撞过程中系统动量、机械能都守恒，则需要满足表达式_______成立。
五、计算题
20．如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O转动.在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为2R.在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物.重物由静止下落，带动鼓形轮转动.重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为ω.绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g.求：
（1）重物落地后，小球线速度的大小v；
（2）重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小F；
（3）重物下落的高度h.
21．一篮球质量为，一运动员使其从距地面高度为处由静止自由落下，反弹高度为.若使篮球从距地面的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球，球落地后反弹的高度也为1.5 m.假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为；该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变.重力加速度大小取，不计空气阻力.求：
（1）运动员拍球过程中对篮球所做的功；
（2）运动员拍球时对篮球的作用力的大小.
参考答案
1．答案：A
解析：车厢碰到空气前空气的速度为零，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，以一定质量的空气为研究对象，设时间内与列车相遇的空气的质量为m，列车对空气的平均作用力大小为，根据动量定理有，联立解得，由牛顿第三定律可知，1号车厢受到的空气阻力，设列车以额定功率运行的最大速度为，对应的最大阻力为，则有，当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时，设列车的牵引力大小为，受空气阻力大小为，加速度大小为a，对整体受力分析，根据牛顿第二定律有，又，对4、5节车厢整体受力分析，得3号车厢对4号车厢的作用力大小为，联立解得，A正确.
2．答案：B
解析：设喷口处放一挡板的面积为S，根据压强的计算公式有，在时间内，水的质量为，根据动量定理有，解得，B正确.
3．答案：C
解析:A.炮弹从倾斜的炮口射出而炮身后退，这是因为它们组成的系统水平方向动量守恒，故A错误；
B.我国自主研发的空间站＂天官＂里面的物体随＂天官＂一起绕地球做匀速圆周运动，，不是处于平衡状态，故B错误；
C.部队过桥时不能齐步走，是为了防止出现共振，故C正确；
D.航母上采用的＂电磁弹射＂助力舰载机起飞过程，弹射器给舰载机做正功，舰载机机械能增加，故D错误；故选C。
4．答案：B
解析：游客从跳台下落，开始阶段橡皮绳未拉直，只受重力作用做匀加速运动，下落到一定高度时橡皮绳开始绷紧，游客受重力和向上的弹力作用，弹力从零逐渐增大，游客所受合力先向下减小后向上增大，速度先增大后减小，到最低点时速度减小到零，弹力达到最大值.
选项 分析 正误
A 橡皮绳绷紧后，弹性势能一直增大 ×
B 游客高度一直降低，重力一直做正功，重力势能一直减小 √
C 橡皮绳绷紧后对游客做负功，游客的机械能逐渐减小 ×
D 绳刚开始绷紧一段时间内，弹力小于重力，合力向下，对游客做正功，游客动能在增加；当弹力大于重力后，合力向上，对游客做负功，游客动能逐渐减小 ×
5．答案：B
解析：物体做自由下落运动的时间为，故A错误；物体在自由下落过程中重力的冲量大小为，故B正确；落地的速度，向下为正方向，则物体做匀减速直线过程中动量变化量为，方向竖直向上，故C错误；设匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为F，根据动能定理，解得，故D错误。故选B。
6．答案：B
解析：AB.小物块从b点滑到c点的过程，小物块和小车组成的系统竖直方向动量不守恒，但系统水平方向所受外力之和为0，所以系统水平方向动量守恒；该过程由于圆弧光滑，水平地面光滑，所以只有重力对系统做功，系统满足机械能守恒，故A错误，B正确；C.小物块从c点滑到d点的过程（碰前），小物块和小车组成的系统所受外力之和为0，所以系统满足动量守恒；由于小车水平段上表面粗糙，所以会产生摩擦热，系统不满足机械能守恒，故C错误；D.小物块与右端挡板碰撞瞬间，小物块和小车组成的系统所受外力之和为0，所以系统满足动量守恒；由于碰撞后小物块与挡板粘在一起，属于完全非弹性碰撞，碰撞过程不满足机械能守恒，故D错误。故选B。
7．答案：C
解析:设时间内水枪射出水的质量为，则有
以这小段水柱为研究对象，选取初速度的方向为正方向，根据动量定理有联立解得平均冲击力大小故选C。
8．答案：C
解析:最高点到着网点过程，根据动能定理有选择向上为正方向，对运动员进行分析，根据动量定理有解得故选C。
9．答案：B
解析:A.沙子在空中下落过程中是自由落体运动，加速度竖直向下，处于失重状态，故A错误。
B.沙子从漏口随时间均匀漏下，时间间隔相等，由题意沙子下落位移有，，由自由落体运动公式有，
代入数据解得，
显然，所以出口下方范围内沙子数比范围内沙子数多，故B正确。
C.根据自由落体运动公式有
设沙子落到容器底部与容器底部作用时间为，玻璃容器底部受到的冲击力大小为F，根据牛顿第三定律沙子受到容器底部的作用力大小也为F，则根据动量定理有
联立解得，故C错误。
D.刚开始下落时，沙子没有与容器底部接触，空中下落沙子处于完全失重状态，台秤示数小于总重力，当沙子与容器底部接触后，是否大于总重力取决于玻璃容器底部受到的冲击力大小F，无法确定台秤示数是否小于总重力，故D错误。
故选B。
10．答案：C
解析:选取质量为的水为研究对象，设水与地面的作用时间为，取向右为正方向，水平方向根据动量定理得
取竖直向上为正方向，竖直方向根据动量定理得
解得
故选C。
11．答案：A
解析：时间内冲击船帆的空气的体积为，时间内冲击船帆的空气质量为，空气的动量改变量为，取船速方向为正，设帆对空气的作用力大小为F，由动量定理可得，即，又帆船匀速前行，根据平衡条件，联立解得，故选A。
12．答案：A
解析：分离瞬间，弹头与助推火箭水平方向上动量近似守恒，根据动量守恒定律有
解得
故选A。
13．答案：ABD
解析:A.由动量定理有解得水柱对汽车的平均冲力为所以A正确；
BC.高压水枪单位时间喷出的水的质量为所以B正确，C错误；
D.高压水枪喷口的出水压强为与面积无关，与速度的平方成正比，所以D正确。故选ABD。
14．答案：BD
解析：根据牛顿第三定律可知，时蹦床对运动员的作用力最大，运动员在最低点，重力势能最小，A错误；由题图可知，时运动员离开蹦床做竖直上抛运动，时落回蹦床，竖直上抛运动总时间为2 s，则上升时间为1 s，在时，运动员运动到最大高度处，由可得运动员竖直上抛的初速度大小为10 m/s，B正确，C错误；取竖直向上为正方向，运动员每次与蹦床接触到离开蹦床过程，由动量定理得，运动员与蹦床作用时间，解得，D正确.
15．答案：AC
解析:A.若a、b两物体材料相同，由于质量不同，则a、b两物体受到的摩擦力大小不相等，则a、b组成的系统所受合外力不为0，动量不守恒；由于a、b两物体的动能均增加，所以a、b组成的系统机械能不守恒，故A正确；
B.若a、b两物体材料相同，由于水平面光滑，所以a、b、c组成的系统所受合外力为0，动量守恒；由于a、b、c的动能均增加，所以a、b、c组成的系统机械能不守恒，故B错误；
C.若a、b两物体材料不同，当a、b两物体受到的摩擦力大小相等时，则a、b组成的系统所受合外力为0，动量守恒；由于a、b两物体的动能均增加，所以a、b组成的系统机械能不守恒，故C正确；
D.若a、b两物体材料不同，由于水平面光滑，所以a、b、c组成的系统所受合外力为0，动量守恒；由于a、b两物体的动能均增加，c的动能也可能增加，所以a、b、c组成的系统机械能不守恒，故D错误。
故选AC。
16．答案：AD
解析:A.斜面体、物块与地球组成的系统除重力外没有其它力做功，所以系统机械能守恒，故A正确；
B.斜面体、物块组成的系统水平方向上的动量守恒，竖直方向所受合外力不为零，动量不守恒，故B错误；
C.物块m有竖直向下的分加速度，处于失重状态，斜面体对地面的压力小于，故C错误；
D.物块下滑的同时，斜面向右运动，斜面体对物块的支持力与物块位移的夹角为钝角，支持力做负功，故D正确。故选AD。
17．答案：减少；延长
解析：
18．答案：质量；速度；速度
解析：
19．答案：（2）1.240（3）;（4）
解析：（2）20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知挡光片的宽度为
（3）碰后小球向上摆动过程，根据机械能守恒可得
可得碰后小球的速度大小为
若碰撞过程中系统动量守恒，有
又，
联立可得
（4）若碰撞过程中系统动量、机械能都守恒，有，
联立化简可得
20．答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）由线速度得小球线速度的大小.
（2）小球做匀速圆周运动时所受的向心力，
设F与水平方向的夹角为α，则，
解得.
（3）落地前瞬间，重物的速度大小为，由机械能守恒定律得，
解得.
21．答案：（1）4.5 J
（2）9 N
解析：（1）设篮球第一次与地面碰撞前的速度大小为，碰撞后的速度大小为，第二次与地面碰撞前的速度大小为，碰撞后的速度大小为，根据动能定理得
，，
设篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值为k，解得，
运动员拍球时，根据动能定理得，，
，解得.
（2）根据上述分析可得，
运动员拍球时，根据牛顿第二定律得，
0.2 s末篮球的速度大小为，
前0.2 s内的位移大小为，
从0.2 s末到落地前的位移大小为，
总位移大小为，
解得.
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
2025-2026学年高中物理人教版选择性必修一单元测试 第一章 动量守恒定律
一、单选题
1．如图所示为高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，5节质量均为m的车厢编组运行，只有1号车厢为动力车厢.列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度.列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为零，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同.已知空气密度为ρ，1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S.不计其他阻力，忽略2号、3号、4号、5号车厢受到的空气阻力.当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时，3号车厢对4号车厢的作用力大小为( )
A. B. C. D.
2．2024年在与菲律宾南海岛礁对峙中，我国海警船装备的大功率水炮沉重地打击了挑衅者的嚣张气焰.水炮配备的大功率水泵将水以很大的速度从喷口喷出，利用冲击力毁伤被冲击物体.水的密度为，水炮喷口处水的压强为（若喷口处放一挡板，水冲击挡板时速度减为零，水对挡板冲击力产生的压强），则水从喷口处喷出的速度大小为( )
A.12 m/s B.120 m/s C.14.4 m/s D.144 m/s
3．物理学在军事、国防上有很多的应用，下列说法正确的是( )
A.炮弹从倾斜的炮口射出而炮身后退，这是因为它们组成的系统动量守恒
B.我国自主研发的空间站“天宫”里面的物体处于平衡状态
C.部队过桥时不能齐步走，是为了防止出现共振
D.航母上采用的“电磁弹射”助力舰载机起飞过程，舰载机机械能守恒
4．一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下.游客从跳台下落直到最低点过程中( )
A.弹性势能减小 B.重力势能减小
C.机械能保持不变 D.绳一绷紧动能就开始减小
5．“小小头盔头上戴，安全出行离不开”我国规定摩托车、电动车、自行车骑乘人员必须依法佩戴具有防护作用的安全头盔。小明在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测，某次他在头盔中装入质量为5.0 kg的物体，物体与头盔紧密接触，使其从1.80 m的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了0.03 m时，物体的速度减为0，如图所示，挤压过程中视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A.物体做自由下落运动的时间为0.8 s
B.物体在自由下落过程中重力的冲量大小为30 N·s
C.物体做匀减速直线过程中动量变化量为，方向竖直向上
D.匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为3000 N
6．如图所示，一辆小车静止放置在光滑的水平地面上，小车左端是一个光滑的圆弧，右端竖直挡板内侧涂有一层粘性胶，小车水平段上表面粗糙且与圆弧在c点相切。从a点自由下落的小物块刚好从圆弧顶端上的b点沿切线进入圆弧，最后在d点与右端竖直挡板粘在一起。对小物块和小车组成的系统，下列说法正确的是( )
A.小物块从b点滑到c点的过程，系统动量守恒，机械能守恒
B.小物块从b点滑到c点的过程，系统水平方向动量守恒，机械能守恒
C.小物块从c点滑到d点的过程（碰前），系统动量不守恒，机械能不守恒
D.小物块与右端挡板碰撞瞬间，系统动量不守恒，机械能不守恒
7．如图所示，用高压水枪水力采煤，假设水枪的喷嘴直径为D，水流喷出的速度为v，不考虑水在空中的速度变化，并假设水流冲击煤层后顺着煤层流下。已知水的密度为ρ，则煤层受到水的平均冲击力大小为( )
A. B. C. D.
8．男子蹦床比赛中，运动员某次下落从最高点到着网点用时0.8s，从着网点到最低点用时0.4s。运动员的质量为60kg，不计空气阻力，该过程中网对运动员的平均作用力约为( )
A.600N B.1200N C.1800N D.2400N
9．如图所示为一个沙漏，其中玻璃容器的质量为M，沙子的总质量为m，阀门K距离容器底部的高度为H。现在将该沙漏放在水平台秤上，当打开阀门K时，沙子从漏口随时间均匀漏下时，初速度可近似认为为0，忽略空气阻力，不计沙子间的相互影响，下列说法正确的是( )
A.沙子在空中下落的过程中处于超重状态
B.出口下方范围内沙子数比范围内沙子数多
C.如果沙子下落的总时间为t，则玻璃容器底部受到的冲击力大小为
D.由于沙子在下落，处于失重状态，台秤的示数一直小于沙漏的总重力
10．图为环卫工人用高压水枪冲洗马路情景：射向地面的水看成横截面积为S的水柱，以速度大小为v（方向与地面成角）喷到水平地面，随即以与地面成角被溅起，溅起时的速率为，设水对地面作用力与地面成角，则的正切值为( )
A. B. C. D.
11．帆船是利用风力航行的船，是继舟、筏之后的一种古老的水上交通工具。如图所示，在某次航行时，一艘帆船在水平风力的作用下，以速度沿风的方向匀速前行，风与帆作用的有效面积为S，气流的平均密度为ρ，帆船行驶过程水平方向上所受阻力恒为f。假设气流与帆作用后速度与帆船前行速度相等，则风速大小为( )
A. B. C. D.
12．中国人民解放军成功试射了一枚弹道导弹，导弹运动轨迹如图所示。导弹运动到轨迹最高点时，在爆炸螺栓作用下弹头与助推火箭分离。分离前导弹速度为v，总质量为M；分离瞬间助推火箭速度为，方向与原运动方向相反，质量为m。此时弹头的速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题
13．用高压水枪清洗汽车的照片如图所示。设水枪喷出水柱截面为圆形，直径为D，水流速度为v，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后沿原方向的速度为零。高压水枪的质量为M，手持高压水枪操作，已知水的密度为。下列说法正确的是( )
A.水柱对汽车的平均冲力为
B.高压水枪单位时间喷出的水的质量为
C.高压水枪喷出水柱的直径D减半时，水柱对汽车的平均冲力加倍
D.当高压水枪的出水速度变为原来2倍时，压强变为原来的4倍
14．蹦床运动中，体重为60 kg的运动员在时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示.假设运动过程中运动员身体始终保持竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平.忽略空气阻力，重力加速度大小取.下列说法正确的是( )
A.时，运动员的重力势能最大
B.时，运动员的速度大小为10 m/s
C.时，运动员恰好运动到最大高度处
D.运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600 N
15．如图所示，上表面粗糙的小车c静止在光滑水平面上，其上放有两个质量不同的物块a、b，a、b间有一根被压缩的轻弹簧。弹簧突然释放后，两物块发生滑动，下列说法正确的是( )
A.若a、b两物体材料相同，则a、b组成的系统机械能不守恒、动量也不守恒
B.若a、b两物体材料相同，则a、b、c组成的系统机械能不守恒、动量也不守恒
C.若a、b两物体材料不同，则a、b组成的系统动量可能守恒、机械能一定不守恒
D.若a、b两物体材料不同，则a、b、c组成的系统机械能可能守恒、动量可能守恒
16．如图所示，斜面体质量为M，物块质量为m，一开始两者都静止，所有接触面均光滑，重力加速度为g。经过t时间后，物块到达斜面底部。下列说法正确的是( )
A.斜面体、物块与地球组成的系统机械能守恒
B.斜面体、物块组成的系统动量守恒
C.斜面体对地面的压力大于
D.斜面体对物块的支持力做负功
三、填空题
17．碰撞与缓冲的实例分析
（1）利用：要利用碰撞时产生的冲击力，就要设法增大动量或______作用力的作用时间，如冲床、粒子加速器。
（2）防止：要防止冲击力带来的危害，就要减小动量或______作用力的作用时间，如安全气囊、安全带。
18．动量
（1）定义：物理学中，把物体______与______的乘积称为物体的动量，通常用符号p表示。
（2）公式：。
（3）单位：在国际单位制中，动量的单位是kg· m/s。
（4）方向：动量是矢量，其方向与物体______的方向相同。
四、实验题
19．如图所示，某实验小组用气垫导轨、小球和轻质细线做验证动量守恒定律的实验，轻质细线一端固定，另一端拴住小球，小球静止时恰与滑块在同一水平导轨上，且小球与导轨不接触。重力加速度大小为g，实验步骤如下：
（1）用天平测出滑块（含挡光片）的质量为，小球的质量为；
（2）用刻度尺测量悬点到小球球心的长度为L，用游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示，则挡光片的宽度_______cm；
（3）调节气垫导轨水平，给滑块一向右的瞬时速度，使滑块向右运动通过光电门，测出挡光时间为；滑块与小球发生碰撞后反弹，再次通过光电门，测出挡光时间和悬线偏离竖直方向的最大偏角θ，则碰后小球的速度大小为_______（用g、L、θ表示）；若碰撞过程中系统动量守恒，则应满足的关系式为_______（用题给字母表示）；
（4）若碰撞过程中系统动量、机械能都守恒，则需要满足表达式_______成立。
五、计算题
20．如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O转动.在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为2R.在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物.重物由静止下落，带动鼓形轮转动.重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为ω.绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g.求：
（1）重物落地后，小球线速度的大小v；
（2）重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小F；
（3）重物下落的高度h.
21．一篮球质量为，一运动员使其从距地面高度为处由静止自由落下，反弹高度为.若使篮球从距地面的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球，球落地后反弹的高度也为1.5 m.假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为；该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变.重力加速度大小取，不计空气阻力.求：
（1）运动员拍球过程中对篮球所做的功；
（2）运动员拍球时对篮球的作用力的大小.
参考答案
1．答案：A
解析：车厢碰到空气前空气的速度为零，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，以一定质量的空气为研究对象，设时间内与列车相遇的空气的质量为m，列车对空气的平均作用力大小为，根据动量定理有，联立解得，由牛顿第三定律可知，1号车厢受到的空气阻力，设列车以额定功率运行的最大速度为，对应的最大阻力为，则有，当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时，设列车的牵引力大小为，受空气阻力大小为，加速度大小为a，对整体受力分析，根据牛顿第二定律有，又，对4、5节车厢整体受力分析，得3号车厢对4号车厢的作用力大小为，联立解得，A正确.
2．答案：B
解析：设喷口处放一挡板的面积为S，根据压强的计算公式有，在时间内，水的质量为，根据动量定理有，解得，B正确.
3．答案：C
解析:A.炮弹从倾斜的炮口射出而炮身后退，这是因为它们组成的系统水平方向动量守恒，故A错误；
B.我国自主研发的空间站＂天官＂里面的物体随＂天官＂一起绕地球做匀速圆周运动，，不是处于平衡状态，故B错误；
C.部队过桥时不能齐步走，是为了防止出现共振，故C正确；
D.航母上采用的＂电磁弹射＂助力舰载机起飞过程，弹射器给舰载机做正功，舰载机机械能增加，故D错误；故选C。
4．答案：B
解析：游客从跳台下落，开始阶段橡皮绳未拉直，只受重力作用做匀加速运动，下落到一定高度时橡皮绳开始绷紧，游客受重力和向上的弹力作用，弹力从零逐渐增大，游客所受合力先向下减小后向上增大，速度先增大后减小，到最低点时速度减小到零，弹力达到最大值.
选项 分析 正误
A 橡皮绳绷紧后，弹性势能一直增大 ×
B 游客高度一直降低，重力一直做正功，重力势能一直减小 √
C 橡皮绳绷紧后对游客做负功，游客的机械能逐渐减小 ×
D 绳刚开始绷紧一段时间内，弹力小于重力，合力向下，对游客做正功，游客动能在增加；当弹力大于重力后，合力向上，对游客做负功，游客动能逐渐减小 ×
5．答案：B
解析：物体做自由下落运动的时间为，故A错误；物体在自由下落过程中重力的冲量大小为，故B正确；落地的速度，向下为正方向，则物体做匀减速直线过程中动量变化量为，方向竖直向上，故C错误；设匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为F，根据动能定理，解得，故D错误。故选B。
6．答案：B
解析：AB.小物块从b点滑到c点的过程，小物块和小车组成的系统竖直方向动量不守恒，但系统水平方向所受外力之和为0，所以系统水平方向动量守恒；该过程由于圆弧光滑，水平地面光滑，所以只有重力对系统做功，系统满足机械能守恒，故A错误，B正确；C.小物块从c点滑到d点的过程（碰前），小物块和小车组成的系统所受外力之和为0，所以系统满足动量守恒；由于小车水平段上表面粗糙，所以会产生摩擦热，系统不满足机械能守恒，故C错误；D.小物块与右端挡板碰撞瞬间，小物块和小车组成的系统所受外力之和为0，所以系统满足动量守恒；由于碰撞后小物块与挡板粘在一起，属于完全非弹性碰撞，碰撞过程不满足机械能守恒，故D错误。故选B。
7．答案：C
解析:设时间内水枪射出水的质量为，则有
以这小段水柱为研究对象，选取初速度的方向为正方向，根据动量定理有联立解得平均冲击力大小故选C。
8．答案：C
解析:最高点到着网点过程，根据动能定理有选择向上为正方向，对运动员进行分析，根据动量定理有解得故选C。
9．答案：B
解析:A.沙子在空中下落过程中是自由落体运动，加速度竖直向下，处于失重状态，故A错误。
B.沙子从漏口随时间均匀漏下，时间间隔相等，由题意沙子下落位移有，，由自由落体运动公式有，
代入数据解得，
显然，所以出口下方范围内沙子数比范围内沙子数多，故B正确。
C.根据自由落体运动公式有
设沙子落到容器底部与容器底部作用时间为，玻璃容器底部受到的冲击力大小为F，根据牛顿第三定律沙子受到容器底部的作用力大小也为F，则根据动量定理有
联立解得，故C错误。
D.刚开始下落时，沙子没有与容器底部接触，空中下落沙子处于完全失重状态，台秤示数小于总重力，当沙子与容器底部接触后，是否大于总重力取决于玻璃容器底部受到的冲击力大小F，无法确定台秤示数是否小于总重力，故D错误。
故选B。
10．答案：C
解析:选取质量为的水为研究对象，设水与地面的作用时间为，取向右为正方向，水平方向根据动量定理得
取竖直向上为正方向，竖直方向根据动量定理得
解得
故选C。
11．答案：A
解析：时间内冲击船帆的空气的体积为，时间内冲击船帆的空气质量为，空气的动量改变量为，取船速方向为正，设帆对空气的作用力大小为F，由动量定理可得，即，又帆船匀速前行，根据平衡条件，联立解得，故选A。
12．答案：A
解析：分离瞬间，弹头与助推火箭水平方向上动量近似守恒，根据动量守恒定律有
解得
故选A。
13．答案：ABD
解析:A.由动量定理有解得水柱对汽车的平均冲力为所以A正确；
BC.高压水枪单位时间喷出的水的质量为所以B正确，C错误；
D.高压水枪喷口的出水压强为与面积无关，与速度的平方成正比，所以D正确。故选ABD。
14．答案：BD
解析：根据牛顿第三定律可知，时蹦床对运动员的作用力最大，运动员在最低点，重力势能最小，A错误；由题图可知，时运动员离开蹦床做竖直上抛运动，时落回蹦床，竖直上抛运动总时间为2 s，则上升时间为1 s，在时，运动员运动到最大高度处，由可得运动员竖直上抛的初速度大小为10 m/s，B正确，C错误；取竖直向上为正方向，运动员每次与蹦床接触到离开蹦床过程，由动量定理得，运动员与蹦床作用时间，解得，D正确.
15．答案：AC
解析:A.若a、b两物体材料相同，由于质量不同，则a、b两物体受到的摩擦力大小不相等，则a、b组成的系统所受合外力不为0，动量不守恒；由于a、b两物体的动能均增加，所以a、b组成的系统机械能不守恒，故A正确；
B.若a、b两物体材料相同，由于水平面光滑，所以a、b、c组成的系统所受合外力为0，动量守恒；由于a、b、c的动能均增加，所以a、b、c组成的系统机械能不守恒，故B错误；
C.若a、b两物体材料不同，当a、b两物体受到的摩擦力大小相等时，则a、b组成的系统所受合外力为0，动量守恒；由于a、b两物体的动能均增加，所以a、b组成的系统机械能不守恒，故C正确；
D.若a、b两物体材料不同，由于水平面光滑，所以a、b、c组成的系统所受合外力为0，动量守恒；由于a、b两物体的动能均增加，c的动能也可能增加，所以a、b、c组成的系统机械能不守恒，故D错误。
故选AC。
16．答案：AD
解析:A.斜面体、物块与地球组成的系统除重力外没有其它力做功，所以系统机械能守恒，故A正确；
B.斜面体、物块组成的系统水平方向上的动量守恒，竖直方向所受合外力不为零，动量不守恒，故B错误；
C.物块m有竖直向下的分加速度，处于失重状态，斜面体对地面的压力小于，故C错误；
D.物块下滑的同时，斜面向右运动，斜面体对物块的支持力与物块位移的夹角为钝角，支持力做负功，故D正确。故选AD。
17．答案：减少；延长
解析：
18．答案：质量；速度；速度
解析：
19．答案：（2）1.240（3）;（4）
解析：（2）20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知挡光片的宽度为
（3）碰后小球向上摆动过程，根据机械能守恒可得
可得碰后小球的速度大小为
若碰撞过程中系统动量守恒，有
又，
联立可得
（4）若碰撞过程中系统动量、机械能都守恒，有，
联立化简可得
20．答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）由线速度得小球线速度的大小.
（2）小球做匀速圆周运动时所受的向心力，
设F与水平方向的夹角为α，则，
解得.
（3）落地前瞬间，重物的速度大小为，由机械能守恒定律得，
解得.
21．答案：（1）4.5 J
（2）9 N
解析：（1）设篮球第一次与地面碰撞前的速度大小为，碰撞后的速度大小为，第二次与地面碰撞前的速度大小为，碰撞后的速度大小为，根据动能定理得
，，
设篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值为k，解得，
运动员拍球时，根据动能定理得，，
，解得.
（2）根据上述分析可得，
运动员拍球时，根据牛顿第二定律得，
0.2 s末篮球的速度大小为，
前0.2 s内的位移大小为，
从0.2 s末到落地前的位移大小为，
总位移大小为，
解得.
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)