人教版选择性必修一 第一章 动量守恒定律 物理检测卷（含解析）

第页人教版选择性必修一第一章动量守恒定律物理检测卷一、单选题1.坐过山车时，人体会分泌大量肾上腺素和多巴胺，让人感觉惊险刺激。如图所示，某车厢中游客通过环形轨道攀升的一小段时间内速率不变，则该过程中（）A.该游客所受合力做功为零 B.该游客所受合力的冲量为零

C.该游客的机械能守恒 D.该游客所受重力的瞬时功率一定变大2.短道速滑接力赛上，“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，如图所示。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，则甲、乙组成的系统（）A.动量不守恒，机械能守恒 B.动量不守恒，机械能不守恒

C.动量守恒，机械能守恒 D.动量守恒，机械能不守恒3.一个质量为4kg的物体在合外力F的作用下从静止开始做直线运动。物体所受的合外力F随时间t变化图像如图所示。下列说法正确的是（）A.t=4s时物体的速度方向反向 B.前2s内合外力做的功为4J

C.t=4s时物体的动量大小为8kg·m/s D.前6s内合外力的冲量大小为12N·s4.蹦极是一项非常刺激的体育运动。如图所示，质量m=50kg的人身系弹性绳自高空自由下落，弹性绳绷直后在下降过程经过a点的速度大小为12m/s，落到最低点c后反弹至b点的速度大小为9m/s。人从a→c→b共用时3s，在此过程中弹性绳对人的平均作用力为（）A.350N B.450N C.550N D.850N5.某物理兴趣小组的同学为了研究瞬时冲量，设计了如图所示的实验装置。将内径为d的圆环水平固定在离地面一定高度的铁架台上，在圆环上放置直径为1.5d，质量为m的薄圆板，板上放质量为2m的物块，圆板中心、物块均在环的中心轴线上.对圆板施加指向圆心的瞬时冲量I，物块与圆板间的动摩擦因数为μ，不计圆板与圆环之间的摩擦力，重力加速度为g，不考虑圆板翻转，下列说法正确的是（）A.若物块可以从圆板滑落，物块与圆板相对滑动的位移与冲量I的大小有关 B.若物块可以从圆板滑落，则冲量I越大，物块离开圆板时的速度越小

C.当冲量I=45m2μgd时，物块一定会从圆板上掉落 6.如图，光滑水平地面上有一小车，一根细绳将车厢挡板与滑块相连，中间压缩一根弹簧，弹簧与车厢、滑块都相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦，剪断细绳后的过程中（）A.弹簧、滑块组成的系统动量守恒，机械能守恒B.弹簧、滑块组成的系统动量不守恒，机械能不守恒C.弹簧、滑块、小车组成的系统动量守恒，机械能守恒D.弹簧、滑块、小车组成的系统动量不守恒，机械能不守恒7.如图，质量为2m、带有半圆形轨道的小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量为m的小球从A点正上方ℎ0高处由静止释放，然后由A点进入半圆形轨道后从B点冲出，在空中上升的最大高度为3A.小球和小车组成的系统动量守恒 B.小球离开小车后做斜上抛运动

C.小车向左运动的最大距离为13R D.小球第二次上升距A8.如图所示，足够长的小平板车B的质量为M，以水平速度v0向右在光滑水平面上运动，与此同时，质量为m的小物体A从车的右端以水平速度v0沿车的粗糙上表面向左运动。若物体与车面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，则在足够长的时间内（）A.若M>m，物体A相对地面向左的最大位移是2MB.若M<m，平板车B相对地面向右的最大位移是MC.无论M与m的大小关系如何，摩擦力对平板车的冲量均为mv0D.无论M与m的大小关系如何，摩擦力的作用时间均为2M9.汽车的安全气囊是有效保护乘客的装置。如图甲所示，在安全气囊的性能测试中，可视为质点的质量M=2 kg头锤从离气囊表面高度为H=1.8 m处做自由落体运动，与正下方的气囊发生碰撞，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律可近似用图乙所示图像描述，以静止释放为计时起点，不计空气阻力。已知重力加速度大小取A.全程作用力F的冲量先向下，再向上 B.全程作用力F的冲量大小为80 N⋅s

C.碰撞结束时头锤的速度大小为2 m10.算盘是中国古老的计算工具，承载着我国古代劳动人民的智慧结晶和悠远文明。算盘一般由框、梁、档和算珠组成，中心带孔的相同算珠可在档上滑动，使用前算珠需要归零。若一水平放置的算盘中分别有一颗上珠和一颗顶珠未在归零位置，上珠靠梁，顶珠与框相隔d1=1cm，上珠与顶珠相隔d2=4A.算珠与档之间的动摩擦因数为0.1B.上珠从拨出到停下所用时间为0.2sC.上珠与顶珠发生的碰撞顶珠的速度0.1m/sD.顶珠碰撞后恰好能运动至归零位置11.燃放炮竹是我国很多地方春节期间的习俗，其中有一种“冲天炮”的炮竹，可以从地面上升到空中爆炸．若有一颗“冲天炮”从水平地面发射到达最高点时爆炸成质量比为m1:m2=1:2的两部分1和2，如图所示。已知爆炸后瞬间部分1的初速度大小为10m/s，方向斜向上与竖直方向成53∘A.爆炸后瞬间部分2的速度大小为20B.爆炸点离地的高度为9.8C.部分1、2落地的时间差为0.4D.部分1、2落地点间的距离为2012.近日，在贵阳某小区高层的一场消防救援过程中发现，消防栓因水带接口缺失无法正常使用，从而酿成了悲剧。在高楼出现火情时需要一种高架水炮消防车。某楼房的65m高处出现火情，高架水炮消防车正紧急灭火中。已知水炮炮口与楼房间距为15m，与地面距离为60m，水炮的出水量为3m3/min，水柱刚好垂直打入受灾房间窗户。则()A.地面对消防车的作用力方向竖直向上B.水炮炮口的水流速度为10m/sC.若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散，则冲力约为1500ND.水泵对水做功的功率约为3.8×13.喷砂除锈是将砂料以高速喷射到工件表面，通过磨料的冲击和切削作用，去除工件表面的铁锈污渍。若高速射流时间t内均匀喷出砂料的质量为m，平均密度为ρ，射流垂直喷到工件表面反弹后速度大小变为原来的k倍(k<1)。现对工件的某一平面进行除锈，需要高速射流在工件表面产生的压强为p。忽略高速射流在空中的形状变化与速度变化，则喷嘴横截面积的最大值为()A.(1+k)B.mC.(1+k)mD.m二、多选题14.如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球1、2发生正碰，两小球的质量分别为m1和m2．图乙为它们碰撞前后的位移一时间图像（x—t图像）．已知m1=0.1kg，由此可判断A.碰前小球2保持静止 B.碰后小球1和小球2都向右运动

C.两球的碰撞为弹性碰撞 D.小球2的质量m2=0.2kg15.如图所示，质量为m的小球A和小球B均用长为L的细线悬挂于O点，小球B处于静止状态，将小球A拉到一定的高度，使悬挂A球的细线与竖直方向的夹角为60∘，由静止释放小球A，小球A在竖直面内做圆周运动，小球A运动到最低点与小球B沿水平方向发生弹性正碰，碰撞时间极短，第一次碰撞结束后A、B向左、向右反弹的高度相同。小球A、B均可视为质点，重力加速度为gA.小球A与B第一次碰撞前瞬间，小球A的速度大小为gL B.小球B的质量为mB=2m

C.小球A与B第一次碰撞过程，A对B的冲量大小为32m16.如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度v0向右运动并压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x；现将弹簧一端连接另一质量为m的物体B，静止于光滑水平面上（如图乙所示），物体A以2v0的速度向右运动并压缩弹簧（如图乙所示），测得弹簧的最大压缩量仍为xA.A物体的质量为3m B.A物体的质量为2m

C.弹簧压缩量最大时的弹性势能为32mv017.三个完全相同的小球，质量均为m，其中小球A、B固定在竖直轻杆的两端，A球紧贴竖直光滑墙面，B球位于足够大的光滑水平地面上，小球C紧贴小球B，如图所示，三小球均保持静止。某时，小球A受到轻微扰动开始顺着墙面下滑，直至小球A落地前瞬间的运动过程中，三小球始终在同一竖直面上。已知小球C的最大速度为v，轻杆长为L，重力加速度为g，下列关于该过程的说法中正确的是（）A.A、B、C三球组成的系统动量守恒 B.竖直墙对小球A的冲量大小为3mv

C.小球A落地前瞬间，动能大小为mgL−58m18.如图甲是游乐设施——“反向蹦极”的示意图，游戏者(可视为质点)与固定在地面上的扣环连接，打开扣环，游戏者从A点由静止释放，像火箭一样竖直发射。游戏者上升到B位置时弹性绳恰好处于松弛状态，C为上升的最高点，P为弹性绳上端悬点，D点为速度最大点(未画出)，弹性绳的形变在弹性限度内，且遵从胡克定律，不计空气阻力，以A点为坐标原点，向上为正方向，作出游戏者上升过程中加速度与位移的关系如图乙。x1、xA.AB段的长度为xB.游戏者最大速度为2C.A点与D点间的距离大于D点与B点间的距离D.人从A点到D点和D点到C点合力的冲量大小相等三、实验题19.某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，其右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面。当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下：A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量ma、mC．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧（与a、b不连接），静止放置在平台上：D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；F．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s；G．改变弹簧压缩量，进行多次测量。(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为__________mm。(2)针对该实验装置和实验结果，a经过光电门的速度大小为_________；b离开平台水平速度vb(3)该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证a、b两物体弹开后的动量大小相等，即______________________（用上述实验所涉及物理量的字母表示）。20.某同学用如图1所示装置，验证碰撞中的动量守恒。图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影点。(1)下列说法正确且必要的实验操作要求是______。A．小球a和小球b的材质相同，半径相同B．小球a的质量大于小球b的质量C．测量小球a开始释放时的高度hD．测量抛出点距地面的高度HE．调节斜槽末端水平(2)实验时，先将质量为m1的a球从斜槽上某一固定位置S由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，在记录纸上留下10个落点痕迹，得到了如图1所示的落地点的平均位置P。再把质量为m2的b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让a球仍从位置S由静止开始滚下，和b球碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次，得到了如图1所示的这两个落地点的平均位置M、N。测出M、P、N到O点的距离分别为OM、OP、ON。若两球相碰前后的动量守恒，系统动量守恒的表达式可表示为________（用m1、m2、OM、OP、ON表示）。若还满足______（用OM、(3)另一同学在做实验中记录下小球三个落点的平均位置M、P、N，如图2所示，他发现M和N偏离了OP方向。这位同学猜想小球碰撞前后在OP方向上依然动量守恒，请你帮他写出验证这个猜想的办法___________。四、计算题21.如图，质量为1kg的薄木板静置于光滑水平地面上，半径为R=0.75m的竖直光滑圆弧轨道固定在地面，轨道底端与木板等高，轨道上端点和圆心连线与水平面成37°角。质量为2kg的小物块A以8ms的初速度从木板左端水平向右滑行，A与木板间的动摩擦因数为0.5。当A到达木板右端时，木板恰好与轨道底端相碰并被锁定，同时A沿圆弧切线方向滑上轨道。已知木板长度为1.3m，g取10m/(1)求木板与轨道底端碰撞前瞬间，物块A和木板的速度大小；(2)求物块A到达圆弧轨道最高点时受到轨道的弹力大小及离开轨道后距地面的最大高度；(3)物块A运动到最大高度时会炸裂成质量比为1:3的物块B和物块C，总质量不变，同时系统动能增加3J22.如图所示，质量m0=0.2kg的小球A系在细线的一端，细线的另一端固定在O点，O点到光滑水平面的高度ℎ=0.8m。物块B的质量m=1kg，置于水平传送带左端的水平面上且位于O点的正下方。传送带右端有一带半圆光滑轨道的小车，水平面、传送带及小车的上表面三者等高且平滑连接。现拉动小球A使细线水平伸直后由静止释放，小球A运动到最低点时与物块B发生正碰（碰撞时间极短），小球A反弹后上升到最高点到水平面的高度ℎ0=0.05m。传送带长L=3.5m，始终以v=6m/s的恒定速率顺时针运转，物块B刚好能滑到与圆心O1（1）小球A和物块B相碰后瞬间物块B的速度大小v1（2）物块B受到的摩擦力的冲量大小I；（3）小车上半圆轨道的半径R。23.冰车是小朋友们喜爱的冰上活动项目，如图，小华在光滑的水平冰面上放置一个光滑曲面体，曲面体的右端与冰面相切，小华坐在静止的冰车上用手扶住冰球。某时刻小华将冰球以v0=4m/s的对地速度向左推出后，球沿曲面体上升（球不会越过曲面体）。已知小华和冰车的总质量m1=40kg，冰球的质量m2=10kg，曲面体的质量m3=30kg。试求：（1）推出后，小华和冰车的速度大小；（2）球沿曲面体上升的最大高度；（3）小华能否再一次接住冰球，如能，试计算接住后他们的共同速度；如不能，请说明理由。人教版选择性必修一第一章动量守恒定律答案与解析一、单选题1.【答案】A【解析】根据题意可知，由于游客速率不变，则动能变化量为零，由动能定理可知，该游客所受合力做功为零。A正确；由于游客速率不变，游客做匀速圆周运动，该游客所受合力不为零，指向圆心提供做圆周运动的向心力，根据I=Ft，可知该游客所受合力的冲量不为零。B错误；游客匀速率上升，动能不变，重力势能增加，则该游客的机械能增加。C错误；若游客在环形轨道下半部分爬升，竖直分速度逐渐增大，重力的瞬时功率变大，若游客在环形轨道上半部分爬升，竖直分速度逐渐减小，重力的瞬时功率减小。D错误。故选A。2.【答案】D【解析】乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，忽略运动员与冰面在水平方向上的相互作用，系统合力为零，则动量守恒，因为在推甲的过程中消耗了乙的化学能，所以系统机械能不守恒。故选D。3.【答案】C【解析】由题图可知，t=4s时物体的速度大小是v=Ftm=2×44ms=2ms，可知在前4s内物体做加速运动，t=4s时合外力F的方向是负方向，物体开始做减速运动，但速度的方向不变，仍是正方向，A错误；在4s内物体的加速度为a=Fm=4.【答案】D【解析】取向上为正，根据动量定理有(T－mg)t=mvb－m(－va)，解得5.【答案】B【解析】设圆板获得的速度大小为v0，物块掉下时，圆板和物块的速度大小分别为v1和v2，物块位移为s，由动量定理，有I=mv0，由动能定理，对圆板有−2μmg(s+34d)=12mv12−6.【答案】B【解析】地面光滑，车厢水平底板粗糙，弹簧处于压缩状态，剪断细绳后，滑块会向右运动，小车会向左运动，两者相对滑动，产生滑动摩擦力，故弹簧、滑块组成的系统所受外力不为零，则该系统动量不守恒，摩擦产热，则该系统的机械能不守恒，A错误，B正确；地面光滑，虽然车厢水平底板粗糙，但弹簧的弹力和两者间的滑动摩擦力都是内力，系统动量守恒，但摩擦产热，系统机械能不守恒，CD错误。故选B。7.【答案】D【解析】小球与小车组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向上动量守恒；小球与小车组成的系统在竖直方向所受合外力不为零，系统在竖直方向上动量不守恒，因此小球和小车组成的系统动量不守恒，A错误；小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，系统水平方向动量为零，小球离开小车时两者在水平方向速度相等，则小球离开小车时小球与小车水平方向速度均为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，B错误；当小球向右运动时，设任一时刻小球速度的水平分量大小为v，小车的速度大小为v'，以向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒，得0=mv−2mv'，解得v=2v'，则小球在水平方向的位移大小x等于小车在水平方向的位移大小x'的2倍，即x=2x'，又有x+x'=2R，解得小车向左运动的最大距离x'=2R8.【答案】D【解析】规定向右为正方向，根据动量守恒定律有Mv0-mv0=(M+m)v，解得v=M−mM+mv0，若M>m，A所受的摩擦力Ff=μmg，对A，根据动能定理得-μmgxA=0-12mv02，则得物体A相对地面向左的最大位移xA=v022μg，A错误；若M<m，对B，由动能定理得-μmgxB=0-12Mv02，则得平板车B相对地面向右的最大位移xB=Mν022μmg，B错误；根据动量定理知，摩擦力对平板车的冲量等于平板车动量的变化量，即I=-Fft=Mv-Mv09.【答案】C【解析】根据自由落体运动公式H=12gt2可知，头锤与气囊接触时刻为t1=0.6s，F−t解得v=2m/s10.【答案】D【解析】根据上珠运动的v−t图像可知，上珠碰前匀减速运动的初末速度分别为v0=0.5根据牛顿第二定律有μmg=ma利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有v02−v−t图像斜率的绝对值表示加速度的大小，结合图乙有a=0.5m/s解得t1+根据动量守恒定律有mv1=m顶珠做匀减速运动至速度减为0过程，利用逆向思维有v32故D正确。11.【答案】D【解析】由动量守恒有m1v1爆炸后1做斜抛运动，在竖直方向分速度为v则1上升到最高点的时间为t1=在水平方向分速度为v则从爆炸后到1落地共经历时间t=则从最高点到地面经历时间为t则最高点到地面高度为ℎ故爆炸点离地面高度为ℎ=ℎ部分2竖直向下分速度为v2y=v2则部分1、2落地的时间差为Δt=t−部分2水平向左的分速度为v2x=则两部分落地点间的距离为Δx=12.【答案】D【解析】消防车水炮炮口喷水，消防车受到反冲作用，则受到地面的支持力和摩擦力，合力斜向上，地面对消防车的作用力方向斜向上，故A错误；水流做斜抛运动，末速度水平，可反向看作平抛运动，水流高度差5m，竖直方向为自由落体运动Δ解得t=1又1s时间内的水平位移为15m，则有vx=则水炮炮口的水流速度为v=v取1min内的水量为研究对象，以冲力的方向为正方向，根据动量定理得F=根据牛顿第三定律可知，水流对窗户玻璃的冲力大小为750N，故C错误；水泵对水做功的功率为P=故D正确。13.【答案】A【解析】令喷嘴横截面积的最大值为S，则有p=根据动量定理有−其中m=ρvtS，解得S=二、多选题14.【答案】AC【解析】由x-t图像可知，碰前小球2的位移不随时间变化，处于静止状态，A正确；碰后小球2的速度为正方向，说明向右运动，小球1的速度为负方向，说明向左运动，B错误；由图读出，碰前小球1速度为v1=4m/s，碰后小球2和小球1的速度分别为v′2=2m/s，v′1=-2m/s，根据动量守恒定律得m1v1=m1v′1+m2v′2，解得m2=0.3kg，由于碰撞前后满足12m1v12=12m1v′12+12m2v′15.【答案】ACD【解析】对小球A从初始位置到B球，小球A第一次与B碰撞前的瞬间速度为v0，应用动能定理mgL1−cos60∘=12mv02，解得v0=gL，A正确；设碰后A、B的速度大小分别为v1、v2，A、B碰撞过程应用动量守恒、机械能守恒mv0=−mv1+mBv2，116.【答案】AC【解析】当弹簧固定时，当弹簧压缩量最大时，弹性势能最大，A的动能转化为弹簧的弹性势能，设A的质量为mA，最大的弹性势能为Epm，根据系统的机械能守恒Epm=12mv02；当弹簧一端连接另一质量为m的物体B时，A、B速度相等时弹簧的弹性势能最大，设A、B速度为17.【答案】CD【解析】在A球没有离开墙时，系统水平和竖直方向都具有加速度，所以合外力不为零，A、B、C三球组成的系统动量守恒不守恒，A离开墙后，A、B、C三球组成的系统水平方向动量守恒，故A错误；B、C分离前，C向右做加速运动，C的加速度方向向右，B的加速度方向也向右，则杆对B的弹力方向斜向右下方，当B、C恰好分离时，两者速度相等，两者之间弹力为0，则C的加速度为0，由于刚刚分离时，B、C加速度相等，即此时，B的加速度也为0，则此时杆的弹力为0，由于A、B沿杆的分速度相等，B、C分离后，轻杆的弹力将由压力变为拉力，A将离开竖直墙面，可知，小球A离开竖直墙时，B、C恰好分离，B、C分离后，小球C做匀速直线运动，A离开竖直墙面，所以B、C分离时，两球速度均为v，对三小球进行分析，在水平方向上，根据动量定理有I=2mv，故B错误；自小球A离开墙面到小球落地，A、B轻杆水平方向动量守恒，则mv=mvB+mvAx，且有vB=vAx，解得vB=vAx=v2，由于相互作用的一对弹性力做功的代数和为0，可知，轻杆对小球A做功的大小等于轻杆对小球B做功的大小，即等于小球B、C的动能增量，则有W=12mv2+12mvB2=18.【答案】BCD【解析】由题图乙可知，在0∼x1内，加速度为正，游戏者向上做加速运动，在x1处加速度是零，此时速度最大，x1∼x2加速度反向增大，在x2处加速度大小为g，说明此时游戏者只受重力作用，可知游戏者位于B位置，之后x2∼x−12mgD点为速度最大点，由题图乙可知AD为x1，DB为x2−x1，0∼x2段的图线斜率相同，且a0>g，因此则有x由动量定理可知，游戏者所受合力的冲量大小等于他的动量变化量大小，已知在A点和在C点的速度是零，D点为速度最大点，因此从A点到D点的速度的变化量和从和D点到C点的速度的变化量大小相同，则动量变化量大小相同，因此人从A点到D点和D点到C点合力的冲量大小相等，D正确。三、实验题19.【答案】(1)3.80(2)dt【解析】（1）挡光片的宽度d=3（2）很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度，a经过光电门的速度大小为vb球离开平台后做平抛运动，根据ℎ=12解得v（3）若动量守恒，设向右为正方向，有0=−即m所以该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证a、b两物体弹开后的动量大小相等。20.【答案】(1)BE(2)m1【解析】（1）为了保证碰撞后入射小球不反弹，小球a的质量应大于小球b的质量，为了保证两球对心碰撞，两球的半径应相同，但材质不相同，A错误，B正确；实验时两小球做平抛运动下落的高度相同，所用时间相同，所以可以用小球的水平位移代替抛出时的初速度，故不需要测量小球a开始释放时的高度h，也不需要测量抛出点距地面的高度H，CD错误；为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，应调节斜槽末端水平，E正确。故选BE。（2）设碰撞前入射球的速度为v0，碰撞后瞬间入射球的