第一章 动量守恒定律单元检测题（一）（含解析） 高中物理人教版选择性必修第一册

动量守恒定律单元检测题（一）
一、单项选择题
1．如图，质量为m的人站在质量为M的车的一端，m>M，车相对于地面静止。在人由一端走到另一端的过程中，人重心高度不变，空气阻力、车与地面间的摩擦力均可以忽略不计（　　）
A．人对车的冲量大小大于车对人的冲量大小
B．人发生的位移大小大于车发生的位移大小
C．人运动越快，人和车的总动量越大
D．不管人运动多快，车和人的总动量不变
2．质量为M的木块静止在光滑水平面上，一颗质量为m的子弹以水平速度v0击中木块，经过时间t穿透木块，子弹穿出时的速度为v1，木块的速度为v2。已知子弹在木块中运动时受到的阻力大小为F，木块的长度为d，则下列关系式正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示，动量分别为，的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用、表示两小球动量的变化量，则下列选项中可能正确的是（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
4．如图所示，轻弹簧一端固定在质量为2m的小球A上，静止在光滑水平面，质量为m的小球B以速度v0向右运动，压缩弹簧然后分离，（取向右为正方向）下列说法正确的是（　　）
A．小球A和小球B机械能守恒
B．弹簧最短时小球A的速度为
C．弹簧最大弹性势能为mv
D．小球B最终运动的速度为
5．光滑水平面和竖直光滑曲面相切于曲面的最低点，大小相同的弹性小球A、B质量分别为mA和mB。B静止于曲面的最低点，让球A从曲面上一定高度h滑下，在最低点与球B发生正碰，碰撞过程无机械能损失，水平面足够长。下列说法正确的是（　　）
A．两小球不可能发生第二次碰撞
B．当时，两小球只能发生一次碰撞
C．增大h可能让两小球发生第二次碰撞
D．若mA6．“娱乐风洞”是项将科技与惊险相结合的娱乐项。表演者调整身体的姿态，通过改变受风面积（表演者在垂直风力方向的投影面积，来改变所受向上风力的大小，使人产生在天空的感觉。其简化模型如图所示，一质量为m的游客恰好静止在直径为d的圆柱形竖直风洞内，已知气流密度为，游客受风面积（游客在垂直风力方向的投影面积）为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定，重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零，则下列说法正确的是（　　）
A．风对人的冲量与人对风的冲量相同
B．风的动量变化量为零
C．气流速度大小为
D．单位时间内流过风洞内横截面的气体体积为
二、多项选择题
7．某同学自制总质量为M的火箭，现从地面竖直向上发射，火箭在极短的时间内，将质量为m的气体以相对地面为v0的速度竖直向下喷出后，火箭开始做竖直上抛运动。已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）
A．火箭受到的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
B．气体喷出的过程中，火箭和气体组成的系统机械能守恒
C．火箭获得的最大速度为
D．火箭上升的最大高度为
8．如图所示，质量为M、内壁间距为L的盒子放在光滑的水平面上，盒子上表面粗糙，盒内正中间放有一块质量为m的物体，某时刻给物体一水平向右的初速度，物体在与盒子前后壁往复碰撞N次后，最终又恰好停在了盒子正中间，与盒子保持相对静止，已知盒子与物体间的动摩擦因数为，物体与盒子内壁的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A．盒子的最终速度为，方向水平向右
B．盒子的最终速度为，方向水平向右
C．系统损失的动能为
D．系统损失的动能为
9．冰雪运动逐渐受到人们喜爱。冰壶运动是运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶的运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。如图甲所示，蓝壶静止在圆形区域内，已知冰壶质量m=20kg，运动员用等质量的红壶撞击蓝壶，两壶发生正碰。若碰撞前、后两壶的v一t图像如图乙所示。关于冰壶的运动，下列说法正确的是（　　）
A．碰撞后在冰面上滑行的过程中，蓝壶受到阻力的冲量大小比红壶的大
B．碰撞后蓝壶运动的加速度大小为0.1m/s2
C．若两壶碰撞时间为0.2s，则红壶在碰撞过程中所受的平均作用力为60N
D．两壶碰撞过程中，系统损失的机械能为4.8J
10．如图甲，物块A、B的质量分别是mA=4.0kg和mB=3.0kg，两物块之间用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触；另有一物块C从t=0时，以一定速度向右运动。在t=4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的v-t图象如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．墙壁对物块B的弹力在4~12s的时间内对B的冲量I的大小为12N·s
B．物块C的质量为2kg
C．B离开墙后的过程中，弹簧具有的最大弹性势能为8J
D．B离开墙后的过程中，弹簧具有的最大弹性势能为4J
三、实验题
11．如图所示为某小组验证动量守恒的实验，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，弹簧压缩并锁定，在金属管两端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管径且与弹簧不相连），现解除弹簧锁定，两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射，然后按下列步骤进行实验：
①用天平测出两球质量、；
②用刻度尺测出小球1的落点P到管口M的水平距离
③用刻度尺测出两管口离地面的高度h；
回答下列问题：
(1)还需要测量的一个物理量是____________；
(2)利用上述测得的实验数据，验证动量守恒的表达式是_________________；
(3)已知当地重力加速度为g，则解除弹簧锁定前，弹簧的的弹性势能是______________。
12．在“探究碰撞中的不变量”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的方法来进行实验，实验装置如图甲所示，实验原理如图乙所示。
（1）实验室有如下A、B、C三个小球，则入射小球应该选取_______进行实验（填字母代号）；
（2）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次试验，白纸上留下了10个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图丙中画的三个圆最合理的是_____；
A．A B．B C．C
（3）关于本实验，下列说法正确的是________；
A．小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放
B．必须测量出斜槽末端到水平地面的高度
C．实验中需要用到重垂线
D．斜槽必须足够光滑且末端保持水平
（4）若两球发生弹性碰撞，用刻度尺测量M、P、N距O点的距离、、，及第（1）题结论，通过验证等式___________（用题中所给字母表示）是否成立，从而验证动量守恒定律；
（5）若两球发生弹性碰撞，则下列式子成立的是___________；
A． B． C．
（6）某同学通过测量和计算发现，两小球碰撞时动量守恒，但有机械能损失，并得到图丁所示的落点痕迹，由此可以判断出图丁中的P点是：___________。
A．未放被碰小球，入射小球的落地点
B．入射小球碰撞后的落地点
C．被碰小球碰撞后的落地点
四、解答题
13．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5.0kg的物体，物体与头盔紧密接触，使其从1.80m的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了0.03m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10m/s2。求：
（1）头盔触地前瞬间的速度大小；
（2）物体做匀减速直线运动的时间；
（3）匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小。
14．水平光滑的地面上，质量为m的木块放在质量为M的平板小车的左端，M>m，它们一起以大小为的速度向右做匀速直线运动，木块与小车之间的动摩擦因数为 ，小车与竖直墙碰后立即以v0向左运动，m没从M上掉下。 求：
（1）它们的最后速度？
（2）木块在小车上滑行的时间？
（3）小车至少多长？
15．轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为12m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接，AB是长度为5l的水平轨道，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示．物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5。用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度l，然后释放，P开始沿轨道运动，运动到B点与Q物块碰撞后粘在一起，PQ均可看成质点，重力加速度大小为g。 求：
（1）当弹簧被压缩到时的弹性势能；
（2）若P、Q的质量均为m，求P到达B点时速度的大小和与Q物块碰撞后的速度大小；
（3）PQ运动到D点时对轨道的压力。
参考答案
1．D 2．C 3．A 4．C 5．B 6．C 7．CD 8．BD 9．ACD 10．BD
11．还需要测量球2的落点Q到管口M的水平距离x2； m1x1=m2x2
12．B C AC A C
13．（1）头盔自由下落过程，据动能定理可得
解得v=6m/s
（2）物体做匀减速直线运动的过程，据位移公式可得
解得t=0.01s
（3）物体做匀减速直线运动的过程，以向下为正方向，据动量定理可得
解得头盔对物体的平均作用力大小F=3050N
14． (1)小车与墙壁碰撞后，小车与滑块系统动量守恒，有
解得
(2)滑块相对与平板的滑动过程，根据动量定理，有
解得
(3)对小车和滑块系统运用功能关系列式，有
解得
15．（1）由弹簧和12m的物体组成的系统机械能守恒定律
（2）A到B对P用动能定理
又因为
解得
由P、Q动量守恒
解得
（3）B到D过程PQ的机械能守恒
在D点由牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律可知，PQ运动到D点时对轨道的压力为0。