【物理】动量守恒定律经典题型检测卷-高中物理人教版选择性必修第一册

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页第一章动量守恒定律经典题型检测卷-高中物理人教版选择性必修第一册一、单选题1．2023年10月3日，共有8支队伍参加杭州亚运会4×100米接力决赛，中国队以38秒29获得杭州亚运会田径项目男子4×100米接力决赛冠军。国际田联规定，以0.1秒为起跑反应标准，意思就是起跑反应时间在0.1秒以下的都视为抢跑。根据以上信息，下列说法正确的是（

）A．判定运动员是否抢跑的标准0.1s是时刻，中国队的夺冠成绩38秒29是时间B．参加4×100米接力决赛的队伍，其中一支队伍的平均速度可能为0C．研究接力运动员的交接棒技术时，教练员可以把运动员看成质点D．每支队参加接力的四位运动员，速度最快的运动员动量一定是最大的2．某实验小组测得在竖直方向飞行的无人机飞行高度y随时间t的变化曲线如图所示，E、F、M、N为曲线上的点，EF、MN段可视为两段直线，其方程分别为y=4t-26和y=-2t+140。无人机及其载物的总质量为2kg，取竖直向上为正方向。则（）A．EF段无人机的速度大小为2m/sB．FM段无人机的货物处于失重状态C．FN段无人机和载物总动量的变化量大小为4kg·m/sD．MN段无人机的机械能守恒3．质量为m的列车以速度v沿水平直轨道匀速行驶，突然以大小为F的力制动刹车直到列车停止，过程中恒受到大小为f的阻力，下列说法正确的是（）A．减速运动加速度大小B．力F的冲量大小为C．刹车距离为D．匀速行驶时牵引力的功率为4．春节期间很多骑行人员未按要求佩戴头盔，交管部门针对这一现象，进行专项整治，未按要求佩戴头盔人员将受到如下惩罚：举如图所示的广告牌，发朋友圈“集赞”。某同学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5kg的物体，物体与头盔紧密接触，使其从0.8m的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了0.02m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，下列说法正确的是（）A．物体落地瞬间的速度为8m/sB．匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为2050NC．物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为20kg·m/s，方向竖直向下D．物体在自由下落过程中重力的冲量大小为30N·s5．下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（）A．只有甲、乙 B．只有甲、丙 C．只有甲、丁 D．只有丙、丁6．小明利用如图所示的装置验证动量守恒定律，实验过程中需要满足的要求是（

）A．斜槽轨道必须光滑B．入射小球的半径大于被碰小球的半径C．入射小球的质量和被碰小球的质量相等D．入射小球每次从斜槽轨道的同一位置由静止释放7．质量为的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上，钢板处于平衡状态。一质量也为的物块从钢板正上方高为的处自由落下，打在钢板上并与钢板一起向下运动后到达最低点，已知重力加速度为，空气阻力不计。下列说法正确的是（

）A．物块和钢板一起运动到最低点过程物块的机械能守恒B．从物块下落到一起运动到最低点的过程物块、钢板和弹簧组成的系统机械能守恒C．物块和钢板一起运动到最低点过程中弹簧弹性势能的增加量为D．物块和钢板一起运动到最低点过程中弹簧弹性势能的增加量为8．总质量为m的返回式人造地球卫星沿半径为R的圆轨道绕地球运动到某点时，向原来运动方向喷出气体以降低卫星的速度，随后卫星转到与地球相切的椭圆轨道，要使卫星相对地面的速度变为原来的k倍（k＜1），则卫星在该点将质量为的气体喷出的对地速度大小应为（将连续喷气等效为一次性喷气，地球半径为，地球表面重力加速度为g）A． B．C． D．二、多选题9．一位士兵坐在皮划艇上用自动步枪沿水平方向连续射出2发子弹。此过程反冲力对枪的冲量大小为I，每发子弹离开枪口时的动量大小均为p，射出第1、2发子弹后，皮划艇的动量大小分别为和。若射击前皮划艇是静止的，不考虑一切阻力，则下列关系式成立的是（）A． B． C． D．10．在相互平行且足够长的两根水平光滑的硬杆上，穿着三个半径相同的刚性球A、B、C，三球的质量分别为，初状态B、C球之间连着一根轻质弹簧并处于静止状态，B、C连线与杆垂直并且弹簧刚好处于原长状态，A球以的速度向左运动，与同一杆上的B球粘在一起（作用时间极短），则下列关于碰后的判断，正确的是（

）A．A球与B球碰撞中损耗的机械能为20JB．在以后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能为9JC．在以后的运动过程中，B球的最小速度为1m/sD．在以后的运动过程中，C球的最大速度为2m/s11．如图1所示，物体、放在粗糙水平面上，、与地面间的动摩擦因数均为，，，、分别受到的随时间变化的力FA与FB，如图2所示。已知重力加速度，下列说法正确的是（）A．两物体在t=1.5s时分离 B．两物体分离时的速度为C．两物体分离时的速度为 D．两物体一起做加速运动12．如图所示，在光滑、绝缘水平面上有两个完全相同的带电金属小球a、b，它们的质量均为m，a所带电荷量为，b所带电荷量为，a以速度，b以速度v相向运动，两球先接触并发生弹性碰撞，之后分离各自反向运动。小球可视为质点，不计一切阻力，不考虑由于带电小球运动引起的电磁效应。下列说法正确的是（）A．两球碰撞位置在二者初始位置的连线中点左侧B．整个过程两小球组成系统动量守恒C．整个过程两小球组成系统机械能先减小后增大D．某时刻a球向左运动速度为时，系统减少的电势能为三、实验题13．某实验小组用如图（a）所示装置通过半径相同的小球1和2的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使小球1从斜槽顶端固定挡板处由静止开始释放，落到位于水平地面的记录纸上，重复上述操作10次。再把小球2放在记录纸上留下落点痕迹。重复这种操作10次，用最小的圆圈把所有落点圈在里面，圆心即为落点的平均位置，得到如图（b）所示的三个落点、和。点为斜槽末端在记录纸上的竖直投影点。(1)落点到点的距离为。(2)由图（b）信息可知，小球1和2的质量之比近似为________。（填正确答案标号）A． B． C．(3)由图（b）信息可知，在误差允许范围内，小球1和2碰撞弹性碰撞。（选填“是”或“不是”）四、解答题14．如图所示，光滑水平面上静止放置一个四分之一圆弧槽，圆弧的半径为R，槽面光滑。一个小球从水平面上以水平速度滑上圆弧槽，g为重力加速度，小球与圆弧槽的质量均为m。（1）求小球从圆弧槽上侧离开时的速度大小与小球离开圆弧槽后能上升的最大高度；（2）求小球从滑上圆弧槽到彻底离开圆弧槽整个过程中小球所受合力的冲量大小。15．如图所示，质量为的小车D静止在水平光滑轨道上，一根长为的细绳一端固定质量为的球A，细绳的另一端固定在小车D上，另一根长为的细绳一端固定质量为的球B，另一端固定在O点，两细绳自由下垂时两小球正好相切，且两球心在同一水平高度上。现将球B拉至细绳处于水平伸长状态后释放，设A、B发生碰撞时无机械能损失，重力加速度为g取。求：（1）球B在最低点时细绳拉力的大小；（2）碰撞结束后球A上升的最大高度h。16．如图所示，内壁光滑的管道AB，其形状是按照平抛运动的抛物线制作而成，固定安装在竖直平面内，入口点A的切线水平，出口B点的切线与水平方向的夹角为。先让质量为的小球甲（视为质点，直径略小于管道的内径）从A点由静止沿管道下滑，当到达B点时的速度为，半径为的光滑的四分之一圆弧轨道PA固定安装在竖直平面内，在A点与管道AB平滑对接，P点的切线竖直。再把小球甲重新静止放置在A点，让质量为的小球乙（视为质点）从P点由静止滑下，在A点与甲发生对心正碰，碰后甲向下运动的过程中与管道始终不接触，、重力加速度，求：（1）A、B两点的高度差；（2）在A点甲、乙碰撞结束时，甲的速度为多少；（3）甲乙碰撞过程中生成的热量为多少。17．如图甲所示，在粗糙水平地面上有三个小物块A、B、C，已知A、C质量均为m，小物块A紧靠竖直墙壁但不黏连；小物块B静止于P点，一劲度系数为k的轻弹簧将小物块A、B连接，开始时弹簧处于原长，小物块A、B均静止。小物块C固定于Q点，P、Q之间的距离用L表示，L为未知量，当物块C处于P、Q之间时总会受到水平向右的恒力，恒力大小为，小物块B在P、Q之间不会受到这一恒力。现释放小物块C，小物块C向右运动，一段时间后与小物块B发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞前后小物块C运动的v-t图像如图乙所示，图像中的和均为未知量，当时刻将小物块C锁定。碰撞之后小物块B向右运动压缩弹簧，一段时间后又被弹簧弹回开始向左运动，当小物块B向左运动的速度为零时小物块A恰好开始离开竖直墙壁。三个小物块A、B、C与水平地面间的动摩擦因数均相同，为未知量，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能可表示为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。求：（1）小物块B的质量；（2）三个小物块与地面间的动摩擦因数；（3）P、Q两点间的距离L。答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．B【详解】A．判定运动员是否抢跑的标准0.1s是时间，中国队的夺冠成绩38秒29是时间，故A错误；B．参加4×100米接力决赛的队伍，最内圈的队伍若始终在最内圈运动，则达到终点时位移为零，因此整个运动过程的平均速度为零，故B正确；C．研究接力运动员的交接棒技术时，要研究运动员之间相互交接棒的动作，不能忽略运动员的形状大小，因此教练员不能把运动员看成质点，故C错误；D．动量因此可知，每支队参加接力的四位运动员，速度最快的运动员动量不一定是最大的，故D错误。故选B。2．B【详解】A．根据EF段的方程y=4t-26可知，EF段无人机的速度大小故A错误；B．根据y-t图像的切线斜率表示无人机的速度可知，FM段无人机先向上做减速运动，后向下做加速运动，加速度方向一直向下，则无人机的货物处于失重状态，故B正确；C．根据MN段的方程y=-2t+140可知，MN段无人机的速度则有Δp=mv'-mv=2×（-2）kg·m/s-2×4kg·m/s=-12kg·m/s则FN段无人机和载物总动量变化量的大小为12kg·m/s，故C错误；D．MN段无人机向下做匀速直线运动，动能不变，重力势能减少，无人机的机械能不守恒，故D错误。故选B。3．C【详解】A．根据牛顿第二定律有可得减速运动加速度大小为故A错误；B．根据运动学公式有解得列车制动刹车的时间为故力F的冲量大小为方向与运动方向相反，故B错误；C．根据运动学公式有可得刹车距离为故C正确；D．匀速行驶时牵引力大小等于阻力大小，则牵引力的功率为故D错误。故选C。4．B【详解】A．物体落地瞬间的速度为A错误；B．物体匀减速过程中设竖直向下为正方向，根据动量定理得头盔对物体的平均作用力大小为B正确；C．物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为方向竖直向上，C错误；D．物体在自由下落过程中重力的冲量大小为得D错误。故选B。5．B【详解】甲图中子弹与木块组成的系统所受合外力为0，系统动量守恒；乙图中M与N组成的系统所受合外力不为0，系统动量不守恒；丙图中木球与铁球组成的系统所受合外力为0，系统动量守恒；丁图中斜面与木块组成的系统所受合外力不为0，系统动量不守恒，所以系统动量守恒的只有甲、丙。故选B。6．D【详解】AD．该实验中只需要让入射小球每次从斜槽轨道的同一位置由静止释放，即可获得相同的平抛速度，不需要斜槽轨道必须光滑，故A错误，D正确；B．为了让碰撞发生在水平方向，入射小球的半径需等于被碰小球的半径，故B错误；C．为了使入射小球碰撞后不反弹，入射小球的质量需大于被碰小球的质量，故C错误。故选D。7．C【详解】A．物块和钢板一起运动到最低点过程，钢板对物块的弹力做负功，则物块的机械能减少，故A错误；B．由于物块与钢板碰撞过程存在机械能损失，则从物块下落到一起运动到最低点的过程物块、钢板和弹簧组成的系统机械能不守恒，故B错误；CD．物块下落过程，做自由落体运动，则有物块与钢板碰撞过程，根据动量守恒可得解得物块和钢板一起运动到最低点过程中，根据能量守恒可得可得弹簧弹性势能的增加量为故C正确，D错误。故选C。8．C【详解】设原本速度，由万有引力提供向心力喷出后速度，相对地球速度，由动量守恒又解得故选C。9．AB【详解】射出第一发子弹后，根据动量守恒定律可得射出第二发子弹后，根据动量守恒可得联立可得AB正确；CD．沿水平方向连续射出2发子弹，此过程反冲力对枪的冲量大小为，根据动量定理可得则有CD错误。故选AB。10．BD【详解】A．A、B碰撞的过程中，满足动量守恒解得A球与B球碰撞中损耗的机械能A错误；B．在以后的运动过程中，AB的组合体与C的速度相等时，弹性势能最大，根据动量守恒解得最大弹性势能解得B正确；CD．当弹簧再次恢复原长时，根据动量守恒和能量守恒可知解得，此时A反向速度最大，根据动量守恒，B的最大速度为2m/s，而A由于速度由正向到反向，因此最小速度为零，C错误，D正确。故选BD。11．AC【详解】A．由图2知FA与t的关系式为与的关系式为的摩擦力为的摩擦力为物体、分离时，、加速度相等，速度相同，但、间无弹力，则对、受力分析，由牛顿第二定律可知，分离时物体物体当，即解得故A正确；BC．取向右为正，对整体分析从开始到分离过程由动量定理得由图2知图线围成的面积表示冲量可知在内，物体的冲量物体的冲量代入数据解得故B错误，C正确；D．A、B分离前一起加速，后不再一起加速运动，故D错误。故选AC。12．BCD【详解】A.对小球a、b有因为两小球完全相同，所以又由有对小球a对小球b得又得即在发生碰撞在右侧，故A错误；BC．整个过程两小球组成系统所受合外力为0，所以系统动量守恒，靠近时库仑力做负功，所以系统机械能减少，远离时库仑力做正功，所以机械能增加，故BC正确；D．根据动量守恒定律，设向右为正方向，对小球a、b有即，由功能关系有故D正确。故选BCD。13．(1)20.0(2)A(3)是【详解】（1）图中刻度尺的分度值，由图（b）可知落点到点的距离为。（2）设碰前瞬间小球1的速度为，碰后瞬间小球1、2的速度分别为、，由动量守恒定律得两小球竖直方向做自由落体运动，下落高度相同，运动时间相等，则有可得则小球1和2的质量之比为故选A。（3）假设小球1和2碰撞为弹性碰撞，根据机械能守恒可得又联立可得则有由图（b）可得假设成立，故小球1和2碰撞是弹性碰撞。14．（1）；；（2）【详解】（1）依题意，系统水平方向动量守恒，小球从圆弧槽上侧离开时二者具有相同的水平速度大小设为v，可得解得根据机械能守恒，可得解得设小球离开圆弧槽后能上升的最大高度为H，则有