第1章《动量机器守恒定律》单元测试卷-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册 Word版含答案

第1章《动量机器守恒定律》单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.关于系统动量守恒的条件，下列说法中正确的是(　　)
A．
只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不可能守恒
B．
只要系统中有一个物体具有加速度，系统的动量就不守恒
C．
只要系统所受的合外力为零，系统的动量就守恒
D．
系统中所有物体的加速度都为零时，系统的总动量不一定守恒
2.如图所示，半径为R的光滑圆槽质量为M，静止在光滑水平面上，其内表面有一质量为m的小球被细线吊着位于槽的边缘处，如将线烧断，小球滑行到最低点向右运动时，圆槽的速度为(　　)
A．
0
B．，向左
C．，向右
D．
不能确定
3.如图所示，自行火炮连同炮弹的总质量为M，当炮管水平，火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶中，发射一枚质量为m的炮弹后，自行火炮的速度变为v2，仍向右行驶．则炮弹相对炮筒的发射速度v0为(　　)
A．
B．
C．
D．
4.物体的动量变化量的大小为5
kg·m/s，这说明(　　)
A．
物体的动量在减小
B．
物体的动量在增大
C．
物体的动量大小也可能不变
D．
物体的动量大小一定变化
5.如图所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动；设甲同学和他的车的总质量为150
kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5
m/s；乙同学和他的车的总质量为200
kg，碰撞前向左运动，速度的大小为4.25
m/s，则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)(　　)
A．
1
m/s
B．
0.5
m/s
C．
－1
m/s
D．
－0.5
m/s
6.如图所示，质量为m的物体，在水平外力F作用下，以速度v沿水平面匀速运动，当物体运动到A点时撤去外力F，物体由A点继续向前滑行的过程中经过B点，则物体由A点到B点的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．v越大，摩擦力对物体的冲量越大；摩擦力做功越多
B．v越大，摩擦力对物体的冲量越大；摩擦力做功与v的大小无关
C．v越大，摩擦力对物体的冲量越小；摩擦力做功越少
D．v越大，摩擦力对物体的冲量越小；摩擦力做功与v的大小无关
7.关于冲量、动量、动量的增量的下列说法中正确的是(　　)
A．
冲量的方向一定和动量的方向相同
B．
冲量的大小一定和动量变化量的大小相同
C．
动量增量的方向一定和动量的方向相同
D．
动量增量的大小一定和动量大小的增量相同
8.如图所示，分别用恒力F1、F2先后将质量为m的同一物体由静止开始沿相同的固定粗糙斜面由底端推至顶端．第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向，两次所用时间相同，则在这两个过程中(　　)
A．F1做的功比F2做的功多
B．
第一次物体机械能的变化较多
C．
第二次合外力对物体做的功较多
D．
两次物体动量的变化量相同
9.两个质量相等的物体A和B，并排静止在光滑水平面上，现用一大小为F的水平恒力推物体A，同时给B物体一个与F同方向的瞬时冲量I，使两物体开始运动，当两物体重新相遇时所经历的时间为(　　)
A．
B．
C．
D．
10.人们在运动时穿着运动鞋感觉更加舒适，其物理学原理是(　　)
A．
减小了脚落地时的动量
B．
减小了脚落地过程中的动量变化量
C．
延长了运动中脚落地的缓冲时间
D．
缩短了运动中脚落地的缓冲时间
11.如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道，圆心O在S的正上方．在O和P两点各有一个质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑．以下说法正确的是(　　)
A．a比b先到达S，它们在S点的动量不相等
B．a与b同时到达S，它们在S点的动量不相等
C．a比b先到达S，它们在S点的动量相等
D．b比a先到达S，它们在S点的动量相等
12.如图所示，光滑圆槽的质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处，如果将线烧断，则小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为(　　)
A．
0
B．
向左
C．
向右
D．
无法确定
13.关于一对作用力与反作用力在作用过程中，它们的总功W和总冲量I，下列说法中正确的是(　　)
A．W一定等于零，I可能不等于零
B．W可能不等于零，I一定等于零
C．W和I一定都等于零
D．W和I可能都不等于零
14.我国女子短道速滑队在世锦赛上实现女子3
000
m接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面在水平方向上的相互作用，则(　　)
A．
甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B．
甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C．
甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D．
甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功
15.对物体所受的合外力与其动量之间的关系，叙述正确的是(　　)
A．
物体所受的合外力与物体的初动量成正比
B．
物体所受的合外力与物体的末动量成正比
C．
物体所受的合外力与物体动量变化量成正比
D．
物体所受的合外力与物体动量对时间的变化率成正比
二、填空题(共3小题)
16.长木板B放在光滑水平面上，小物体A以水平初速度v0滑上B的上表面，它们的速度随时间变化的情况如图所示，则A与B的质量之比为________；A克服摩擦力做的功与摩擦力对B做的功之比为________．
17.物体A，B的质量之比为mA∶mB＝4∶1，使它们以相同的初速度沿水平地面滑行，若它们受到的阻力相等，那么它们停下来所用的时间之比为tA∶tB＝________，若两物体与地面的动摩擦因数相同，那么它们停下来所用的时间之比为tA∶tB＝________.
18.总质量为M的热气球由于故障在高空以速度v竖直匀速下降，为了阻止其继续下降，在t＝0时刻，从热气球中释放了一个质量为m的沙袋．不计空气阻力，当t＝________时，热气球停止下降，此时沙袋的速度为________(此时沙袋未着地)．
三、简答题(共2小题)
19.如图是三级火箭示意图，发射时，先点燃第一级火箭，燃料用完后，空壳自动脱落，然后下一级火箭开始工作．三级火箭能及时地把空壳抛掉，使火箭的总质量减少，因而能达到很高的速度，可用来发射洲际导弹、人造卫星、宇宙飞船等．试通过计算说明火箭不是一次把燃气喷完，而是逐渐向后喷气以获得更大反冲速度的道理．(每次喷出的气体相对火箭的速度是相同的，不计火箭壳体质量)
20.质量分别为m1＝1
kg和m2＝3
kg的两个物体在光滑水平面上正碰，碰撞时间忽略不计，其s－t图象如图所示，试通过计算回答：碰撞前后m1v、m2v的总量是否守恒？
四、计算题(共3小题)
21.质量m1＝10
g的小球在光滑的水平桌面上以v1＝30
cm/s的速率向右运动，恰遇上质量为m2＝50
g的小球以v2＝10
cm/s的速率向左运动，碰撞后，小球m2恰好停止，则碰后小球m1的速度大小和方向如何？
22.如图所示，有n个相同的质点静止在光滑水平面上的同一直线上，相邻的两个质点间的距离都是1
m，在某时刻给第一个质点一个初速度v，依次与第二个、第三个…质点相碰，且每次碰后相碰的质点都粘在一起运动，求从第一个质点开始运动到与第n个质点相碰所经历的时间．
23.质量为m1、m2的滑块分别以速度v1和v2沿斜面匀速下滑，斜面足够长，如图所示，已知v2>v1，有一轻弹簧固定在m2上，求弹簧被压缩至最短时m1的速度多大？
答案解析
1.【答案】C
【解析】动量守恒的条件是系统所受外力的矢量和为零，故C正确；系统内存在摩擦力，若系统所受的合外力为零，动量也守恒，A错误；系统内各物体之间有着相互作用，对单个物体来说，合外力不一定为零，加速度不一定为零，但整个系统所受的合外力仍可为零，动量守恒，B错误；系统内所有物体的加速度都为零时，各物体的速度恒定，动量恒定，总动量一定守恒，D错误．
2.【答案】B
3.【答案】B
【解析】将自行火炮和炮弹看做一个系统，自行火炮水平匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，系统动量守恒设向右为正方向，发射前系统动量之和为Mv1，发射后系统的动量之和为(M－m)v2＋m(v0＋v2)．
由Mv1＝(M－m)v2＋m(v0＋v2)
解得v0＝.
4.【答案】C
【解析】动量是矢量，动量变化了5
kg·m/s，物体动量的大小可能在增大，也可能在减小，还可能不变．若物体以大小为5
kg·m/s的动量做匀速圆周运动时，物体的动量大小保持不变，当末动量方向与初动量方向间的夹角为60°时，物体的动量变化量的大小为5
kg·m/s.故C正确．
5.【答案】D
【解析】两车碰撞过程动量守恒，m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v
得v＝＝m/s＝－0.5
m/s.
6.【答案】D
【解析】由题意可知A、B两点间距离一定，摩擦力对物体的冲量取决于摩擦力的大小和作用时间，物体从A滑到B的过程中平均速度越大，所用时间越短，摩擦力对物体的冲量越小，A、B错误；摩擦力做功取决于摩擦力的大小和物体运动的位移，由于A、B间的距离一定，摩擦力做功与物体速度无关，C错误，D正确．
7.【答案】B
【解析】冲量的方向和动量的方向不一定相同，比如平抛运动，冲量方向竖直向下，动量方向是轨迹的切线方向．A错误．根据动量定理，物体所受合力的冲量等于物体动量的变化，则冲量的大小一定和动量变化量的大小相同．B正确．动量增量的方向与合力的冲量方向相同，与动量的方向不一定相同，比如匀减速直线运动，动量增量的方向和动量的方向相反．故C错误．动量增量是矢量，按照平行四边形定则求解，而动量大小的增量按代数法则运算，两者大小不一定相等．
8.【答案】D
9.【答案】B
10.【答案】C
【解析】脚在落地前的速度大小相等，落地前的动量相等，脚落地后最后的速度均为零，说明动量的变化一定相等，A、B错误；由于运动鞋的底软硬度比较适中，适当延长了运动中脚落地的缓冲时间，从而导致冲击力较适中，感觉更加舒适，C正确，D错误．
11.【答案】A
12.【答案】A
【解析】小球和圆槽组成的系统在水平方向不受外力，故系统在水平方向上的动量守恒(Δpx＝0)．细线被烧断瞬间，系统在水平方向的总动量为零，又知小球到达最高点时，球与槽水平方向上有相同的速度，设为v′，设小球的质量为m，由动量守恒定律有0＝(M＋m)v′，所以v′＝0，故A正确．
13.【答案】B
【解析】相互作用的两个物体不一定都有位移，故作用力和反作用力不一定同时都做功，例如用黑板擦擦黑板，摩擦力对黑板擦做负功，由于黑板没有发生位移，摩擦力对黑板没有做功，所以它们的总功可能不等于零．而冲量是矢量，作用力与反作用力的方向始终相反，它们的冲量的矢量和I一定为零．
14.【答案】B
【解析】甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，方向相反，A项错误；甲、乙组成的系统动量守恒，动量变化量等大反向，B项正确；甲、乙相互作用时，虽然她们之间的相互作用力始终大小相等，方向相反，但相互作用过程中，她们的对地位移不一定相同，所以甲的动能增加量不一定等于乙的动能减少量，那么甲对乙做的功就不一定等于乙对甲做的功，C、D两项错误．
15.【答案】D
【解析】根据动量定理得，F合Δt＝Δp，得F合＝，即合外力与动量的变化率成正比，D正确．
16.【答案】1∶2　4∶1
17.【答案】4∶1　1∶1
【解析】由动量定理：Fft＝mv0，若它们受到的阻力相等，那么tA∶tB＝mA∶mB＝4∶1；若两物体与地面的动摩擦因数相同，那么，由动量定理：μmgt＝mv0，解出tA∶tB＝1∶1.
18.【答案】　
【解析】因为开始热气球匀速下降，所以热气球受到的浮力等于其重力，即F＝Mg，释放沙袋后，对热气球由动量定理(选择向下为正方向)，有[(M－m)g－F]·t＝0－(M－m)v
时间t＝
在沙袋落地之前，对系统(热气球及释放的沙袋)分析，该系统所受合外力为零，所以系统的动量守恒．取竖直向下为正方向，由动量守恒定律得Mv＝mv′，解得：v′＝
即热气球的速度减为零时，沙袋的速度为.
19.【答案】设运载物的质量为M，燃料的质量为m，燃料以相对于运载物的速率v1′向后喷气．如果三级火箭一次把燃料喷完，设运载物获得的速度为v，由动量守恒定律0＝Mv＋3m(v－v1′)，即v＝，如果三级火箭逐渐向后喷气后，运载物获得的速度依次为v1、v2、v3，则根据动量守恒定律有第一级火箭喷完气后(M＋2m)v1＋m(v1－v1′)＝0.得v1＝，第二级火箭喷完气后(M＋m)v2＋m(v2－v1′)＝(M＋2m)v1.得v2－v1＝，第三级火箭喷完气后Mv3＋m(v3－v1′)＝(M＋m)v2，得v3－v2＝，所以v3＝mv1′(＋＋)，而v＝＝mv1′(＋＋)，由于>>，所以v3>v.
【解析】
20.【答案】守恒
【解析】碰撞前：v1＝4
m/s，v2＝0，
m1v1＋m2v2＝4
kg·m/s碰撞后：v1′＝－2
m/s，v2′＝2
m/s，
m1v1′＋m2v2′＝4
kg·m/s，所以碰撞前后m1v、m2v的总量守恒．
21.【答案】20
cm/s　方向向左
【解析】碰撞过程中，两小球组成的系统所受合外力为零，动量守恒．设向右为正方向，则各小球速度为v1＝30
cm/s，v2＝－10
cm/s；v2′＝0.
由动量守恒定律列方程m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，
代入数据得v1′＝－20
cm/s.
故小球m1碰后的速度的大小为20
cm/s，方向向左．
22.【答案】
23.【答案】
【解析】两滑块匀速下滑所受合外力为零，相互作用时合外力仍为零，动量守恒．当弹簧被压缩时m1加速，m2减速，当压缩至最短时，m1、m2速度相等．
设速度相等时为v，则有
m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v
解得弹簧被压缩至最短时的速度v＝.