广州市白云中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：1.2动量 动量守恒定律 同步练习（含解析）

1.2动量动量守恒定律
1．如图所示，小球A和小球B的质量相同，球B置于光滑水平面上，当球A从高为h处由静止摆下，到达最低点恰好与B相撞，并黏合在一起继续摆动时，它们能上升的最大高度是 ( )
A．h B． C． D．
2．跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上完全，这是因为（ ）
A．人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上小
B．人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小
C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小
D．人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上小
3．从高处跳到低处时，为了安全，一般都要屈腿(如图所示)，这样做是为了(　 　)
A．减小冲量
B．减小动量的变化量
C．增大与地面的冲击时间，从而减小冲力
D．增大人对地面的压强，起到安全作用
4．下列说法正确的是（　　）
A．速度、磁感应强度和冲量均为矢量
B．速度公式和电流公式均采用比值定义法
C．弹簧劲度系数k的单位用国际单位制基本单位表达是
D．将一个带电小球看成是一个不计大小的点电荷采用的是等效处理方法
5．将一物体从地面以速度v0竖直上抛，物体上抛运动过程中所受的空气阻力大小恒定，设物体在地面时的重力势能为零，则物体从抛出到落回原地过程中，如图所示的四个图中不正确的（　　）
A．B．C．D．
6．一滴水的质量为0.05g，水滴间隔相等的时间从距石头上方5m处由静止下落，水滴和石头的撞击时间为0.01s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。若在一滴水撞击石头的同时下一滴水开始落下，则一天时间内水滴对石头作用力的总冲量大小约为（　　）
A．1N?s B．10N?s C．20N?s D．40N?s
7．如图所示，在真空云室中的矩形ABCD区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，静止放置在O点的铀238原子核发生衰变，放出射线后变成某种新的原子核，两段曲线是反冲核（新核）和射线的径迹，曲线OP为圆弧，x轴过O点且平行于AB边。下列说法正确的是（ ）
A．铀238原子核发生的是β衰变，放出的射线是高速电子流
B．曲线OP是射线的径迹，曲线OQ是反冲核的径迹
C．改变磁感应强度的大小，反冲核和射线圆周运动的半径关系随之改变
D．曲线OQ是α射线的径迹，其圆心在x轴上，半径是曲线OP半径的45倍
8．质量分别为m甲和m乙（m甲＞m乙）的甲、乙两条船静止停放在岸边，某同学以相同的水平对地速度v分别由甲、乙两船跳上岸，忽略水的阻力。该同学 （　　）
A．从甲船跳上岸消耗的能量较多 B．从乙船跳上岸消耗的能量较多
C．对甲船的冲量较大 D．对乙船的冲量较大
9．一气球由地面匀速上升，当气球下的吊梯上站着的人沿梯子上爬时，下列说法正确的是（ ）
A．气球可能匀速上升 B．气球可能相对地面静止
C．气球可能下降 D．气球运动速度不发生变化
10．一质量为m的物体静止在光滑水平面上，现对其施加两个水平作用力，两个力随时间变化的图象如图所示，由图象可知在t2时刻物体的（　　）
A．加速度大小为 B．速度大小为
C．动量大小为 D．动能大小为
11．动量是_______ 量（填标或矢），其方向与________的方向相同．质量为5kg的物体运动速度为3m/s,则其动量为____________；如果一个物体所受合力为5N，则5s的动量变化为___________．
12．质量为2kg的物体静止在光滑水平面上，当给物体一个5N的水平作用力并持续了4s时间，则此力在这4s内对这个物体的冲量是______ Ns，4s末物体的速度为______ m/s．
13．质量为1kg的小球从离地面5m高处自由落下，碰地后反弹的高度为0.8m，碰地的时间为0.05s.设竖直向上速度为正方向，则碰撞过程中，小球动量的增量为______kg·m/s，小球对地的平均作用力为______，方向______
14．如图所示，A、B两小物块通过平行于斜面的轻细线相连，均静止于斜面上，以平行于斜面向上的恒力拉A，使A、B同时由静止起以加速度a沿斜面向上运动，经时间，细线突然被拉断，再经时间，B上滑到最高点，已知A、B的质量分别为、，细线断后拉A的恒力不变，求B到达最高点时A的速度.
15．一个物体同时受到两个力、的作用，、与时间t的关系如图所示，如果该物体从静止开始运动，经过后，、以及合力的冲量各是多少？
参考答案
1．C
【解析】
设球A与球B碰撞前一瞬间，球A的速度大小为
根据机械能守恒得：
球A和球B碰撞过程动量守恒，即：
设两球粘到一起后，能上升的最大高度为
由机械能守恒得：
联立各式解得：
故本题正确答案选C。
2．D
【解析】
人在下落中接触地面的瞬间速度不变，故跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量是相等的．故A错误；人跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量是相等的，到人的动量变成0，动量的变化是相等的．故B错误；人跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量变化是相等的，则由动量定理mv=Ft可知，人受到的冲量也是相等的，但在沙坑中由于沙的缓冲，使减速时间延长，故人受到的冲力将小于人在地面上的冲力，故人跳到沙坑里要安全；故C错误，D正确．故选D．
3．C
【解析】
从同一高度跳下，速度的变化量相等，所以动量的改变量相等，先让脚尖着地，可以增大人与地面的接触时间，根据公式，从而使在发生相等的动量变化量的情况下人受到地面的冲力减小，
A.减小冲量与分析不符，故选项A不符合题意
B.减小动量的变化量，故选项B不符合题意
C.增大与地面的冲击时间，从而减小冲力,故选项C符合题意
D.增大人对地面的压强，起到安全作用, 故选项D不符合题意
4．A
【解析】
A．速度、磁感应强度和冲量均为有大小和方向的物理量，均为矢量，选项A正确；
B．速度公式采用比值定义法，而电流公式不是采用比值定义法，选项B错误；
C．弹簧劲度系数k的单位用国际单位制基本单位表达是，选项C错误；
D．将一个带电小球看成是一个不计大小的点电荷采用的是理想模型法，选项D错误。
故选A。
5．B
【解析】
A．物体在运动过程中受到重力和空气阻力，则上升过程中由牛顿第二定律得
下降过程中由牛顿第二定律得
可判断
上升过程中速度方向向上，下降过程中速度方向向下，根据动量定义可知上升过程中动量方向向上，下降过程中动量方向向下，故A正确；
B．根据公式可知合外力的冲量方向始终向下，故B错误；
CD．克服空气阻力做的功
为物体运动的路程，上升过程，下落过程总路程，根据功能关系可知，机械能逐渐减小，则有
故C、D正确；
不正确的故选B。
6．D
【解析】
设一滴水与石头撞击时的作用力为，水与石头撞击时的速度为
设向上为正方向，由动量定理得
水滴间隔
一天时间内有N滴水撞击石头，则有
一天时间内水滴对石头作用力的总冲量大小
联立解得
故ABC错误，D正确。
故选D。
7．D
【解析】
AD．衰变过程中动量守恒，因初动量为零，故衰变后两粒子动量大小相等，方向相反，由图像可知，原子核发生的是α衰变，粒子做圆周运动向心力等于洛伦兹力
得
由于反冲核的电荷量比α射线大，则半径更小，即曲线OQ是射线的径迹，曲线OP是反冲核的径迹，由于曲线OP为圆弧，则其圆心在x轴上，射线初速度与x轴重直，新核初速度与x轴垂直，所以新核做圆周运动的圆心在x轴上
由质量数守恒和电荷数守恒可知反冲核的电荷量是α粒子的45倍，由半径公式可知，轨道半径之比等于电荷量的反比，则曲线OQ半径是曲线OP半径的45倍，故A错误，D正确。
BC．由动量守恒可知
粒子做圆周运动向心力等于洛伦兹力
得
由于反冲核的电荷量比α射线大，则半径更小，即曲线OQ是射线的径迹，曲线OP是反冲核的径迹，反冲核的半径与射线的半径之比等于电荷量的反比，由于电荷量之比不变，则改变磁感应强度的大小，反冲核和射线圆周运动的半径关系不变，故BC错误。
故选D。
8．B
【解析】
CD．由动量守恒有，对船由动量定理有，故该同学对两船的冲量一样大。故CD错误；
AB．由能量守恒，可知该同学消耗的能量
由于m甲＞m乙，所以从乙船跳上岸消耗的能量较多。故A错误，B正确。
故选B。
9．ABC
【解析】
ABC．设气球和梯子的总质量为M，人的质量为m，由于匀速上升，所以受到的合力为零，则系统动量守恒，有

解得气球的速度
由表达式可知可能为正、零、负，说明气球可能匀速上升、相对地面静止、匀速下降。故ABC正确；
D．若气球运动速度不发生变化，即，则由的表达式可推出。因为人相对于气球运动，所以，矛盾，说明假设错误，气球的运动速度一定发生变化，故D错误。
故选ABC。
10．AD
【解析】
A．由图象可知在时刻物体的加速度由牛顿第二定律可得
故A正确；
BC．由图像可知在0~t1时间段内两个力等大反向，物体静止，在t1时刻后物体开始运动，由动量定理和图象面积可得
解得
故B错误，C错误；
D．因为
联立可得动量和动能的关系
所以有
故D正确。
故选AD。
11．矢 速度 15kg.m/s 25N.s
【解析】
动量是矢量，其方向与速度的方向相同，根据可知；
根据动量定理可得知5s的动量变化为．
12．20 10
【解析】
这段时间内力的冲量：I=Ft=5×4 Ns=20 Ns．
根据动量定理得，I=△P=P-0=mv-0，
解得：．
点睛：本题考查了冲量和动量的基本运算，知道合力的冲量等于动量的变化量，基础题．
13．14 290N 竖直向上
【解析】
[1]小球碰地前的速度为
小球碰地后的速度大小为
设竖直向上速度为正方向，则动量的变化量为：
[2][3]根据动量定理得
解得
方向竖直向上，根据牛顿第三定律知，小球对地的作用力方向竖直向下．
14．
【解析】
由于恒力大小、斜面的倾角及A、B与斜面间的动摩擦因数均未知，故分别对A、B运动的每一个过程应用动量定理建立方程时有定的困难，但若以系统为研究对象，系统所受合外力为
且注意到，细绳拉断前后，系统所受各个外力均未变化，全过程中，B的动量增量为零，对系统运动的全过程，有
解得
故B到达最高点时A的速度为
15．50N·s -50N·s 0
【解析】
图像中图线与坐标轴围成的面积表示冲量由此得，经过.
的冲量
.
的冲量
合力F的冲量