2021-2022学年人教版(新教材)高中物理选择性必修第一册第1章动量守恒定律单元测试卷

第1章《动量守恒定律》单元测试卷一、单选题(共15小题)1.质量为1kg的物体做直线运动，其速度图象如图所示．则物体在前10s内和后10s内所受外力的冲量分别是()A．10N·s,10N·sB．10N·s，－10N·sC．0,10N·sD．0，－10N·s2.关于动量守恒定律，下列说法中正确的是()A．小球与地球相碰撞的过程中，小球的动量守恒B．只有不受外力作用时，系统的动量才是守恒的C．系统在不受外力和内力作用时动量才是守恒的D．系统虽然受到外力作用，但动量仍然可能守恒3.如图，横截面积为5cm2的水柱以10m/s的速度垂直冲到墙壁上，已知水的密度为1×103kg/m3，假设水冲到墙上后不反弹而顺墙壁流下，则墙壁所受水柱冲击力为()A．5×105NB．50NC．5×103ND．5×102N4.在验证碰撞中的动量守恒的实验中，关于入射小球在斜槽轨道上释放点的高低对实验影响，下列说法正确的是()A．释放点越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度测量值越精确C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，支柱对被碰小球的阻力越小5.如图所示，质量分别为m和2m的A、B两物块用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A紧靠竖直墙．现用力F向左缓慢推物块B压缩弹簧，当力F做功为W时，突然撤去F，在A物体开始运动以后，弹簧弹性势能的最大值是()A．WB．WC．WD．W6.A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA＝1kg，mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝2m/s，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是()A．vA′＝5m/s，vB′＝2.5m/sB．vA′＝2m/s，vB′＝4m/sC．vA′＝－4m/s，vB′＝7m/sD．vA′＝7m/s，vB′＝1.5m/s7.一质量为M的航天器，正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小v2，则喷出气体的质量m为()A．m＝MB．m＝MC．m＝MD．m＝M8.一质量为m的物块放置于光滑水平地面上，t＝0时刻开始对该物块施加一变力F，物块从静止开始在地面上做直线运动，力F随时间变化的关系如图所示，关于物块的运动，以下说法正确的是()A．在0～t4时间内物块做往返运动B．在0～t4时间内t2时刻物块的速度最大C．在t1～t2时间内力F对物块做负功D．0～t2时间内与t2～t4时间内力F对物块的冲量相同9.某物体以－定初速度沿粗糙斜面向上滑，并且能够重新下滑到底端．如果物体在上滑过程中受到的合冲量大小为I上，下滑过程中受到的合冲量大小为I下，它们的大小相比较为()A．I上>I下B．I上<I下C．I上＝I下D．条件不足，无法判定10.古时有“守株待兔”的寓言，倘若兔子受到的冲击力大小为自身体重2倍时即可导致死亡，如果兔子与树桩的作用时间为0.2s，则被撞死的兔子其奔跑速度可能是(重力加速度g取10m/s2)()A．1.5m/sB．2.5m/sC．3.5m/sD．4.5m/s11.如图所示，质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定其上，另一质量也为m的物体乙以4m/s的速度与甲相向运动．则()A．甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，由于弹力作用，动量不守恒B．当两物块相距最近时，甲物块的速率为零C．当甲物块的速率为1m/s时，乙物块的速率可能为2m/s，也可能为0D．甲物块的速率可能达到5m/s12.粗糙水平面上物体在水平拉力F作用下从静止起加速运动，经过时间t撤去F，在阻力Ff作用下又经3t停下，则F∶Ff为()A．3∶1B．4∶1C．1∶4D．1∶313.如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，在到达斜面底端的过程中()A．重力的冲量相同B．弹力的冲量相同C．合力的冲量相同D．合力的冲量大小相同14.在一条直线上相向运动的甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于乙球的质量，它们正碰后可能发生的情况是()A．甲球、乙球两球都沿乙球的运动方向B．甲球反向运动，乙球停下C．甲、乙两球都反向运动D．甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等15.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可能都不等于零二、填空题(共3小题)16.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)．17.质量为M的小船以速度v0行驶，船上有两个质量均为m的小孩a和b，分别静止站在船头和船尾．现小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中，则小孩b跃出后小船的速度方向________，大小为________(水的阻力不计)．18.质量相等的五个物块在一光滑水平面上排成一条直线，且彼此隔开一定的距离，具有初速度v0的第5号物块向左运动，依次与其余四个静止物块发生碰撞，如图所示，最后这五个物块粘成一个整体，它们最后的速度为________.三、实验题(共3小题)19.如图甲为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图甲乙(1)入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量相比较，应是m1________m2.(2)在做此实验时，若某次实验得出小球的落点情况如图乙所示．假设碰撞中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比m1∶m2＝________.20.用如图所示装置探究碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板宽度为9.0mm，两滑块被弹簧(图中未画出)弹开后，左侧滑块通过左侧光电计时器，记录时间为0.040s，右侧滑块通过右侧光电计时器，记录时间为0.060s，左侧滑块质量为100g，左侧滑块的m1v1＝________g·m/s，右侧滑块质量为150g，两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1＋m2v2＝________g·m/s.21.利用水平放置的气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，如图所示，若测得滑块甲的质量为0.6kg，滑块乙的质量为0.4kg，两滑块作用前甲的速度大小为0.8m/s，乙的速度大小为0.5m/s，迎面相碰后甲乙粘在一起以0.28m/s的速度沿甲原来的方向前进．则两滑块相互作用过程中不变的量是__________________，大小为________________．四、计算题(共3小题)22.如图所示，A为一具有光滑曲面的固定轨道，轨道底端是水平的，质量M＝40kg的小车B静止于轨道右侧，其板与轨道底端靠近且在同一水平面上，一个质量m＝20kg的物体C以2.0m/s的初速度从轨道顶端滑下，冲上小车B后经一段时间与小车相对静止并继续一起运动．若轨道顶端与底端水平面的高度差h为0.8m，物体与小车板面间的动摩擦因数μ为0.40，小车与水平面间的摩擦忽略不计，(取g＝10m/s2)求：(1)物体C滑到轨道底端时的速度大小；(2)物体C与小车保持相对静止时的速度大小；(3)物体冲上小车后相对于小车板面滑动的距离．23.如图所示，光滑水平地面停放着一质量为M的小车B，小车左端放着一块质量为m的小滑块A(可视为质点)，A、B间的动摩擦因数为μ，现A以初速度v0向右滑动，则：(1)小滑块A没有从B滑下，它们的共同速度为多少？(2)小车B的长度最小要多长？24.质量为M＝2kg的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止放着一个质量为mA＝2kg的物体A(可视为质点)，如图所示，一颗质量为mB＝20g的子弹以600m/s的水平速度射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A相对车静止，若物体A与小车间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10m/s2，求平板车最后的速度是多大．

答案解析1.【答案】D【解析】由图象可知，在前10s内初、末状态的动量相等，p1＝p2＝5kg·m/s，由动量定理I＝Δp知，I1＝0；20秒末的动量p3＝－5kg·m/s，所以后10s内I2＝p3－p2＝－10N·s，D正确．2.【答案】D【解析】小球与地球相碰撞的过程中，小球与地球组成的系统动量守恒，小球的动量不守恒，A错误；系统不受外力或系统虽然受到外力作用，但合外力为零，系统动量就守恒，与内力无关，B、C错误，D正确．3.【答案】B【解析】ts时间内喷水质量为：m＝ρSvt＝1000×0.0005×10tkg＝5tkg，水在时间ts内受到墙的冲量为：I＝0－mv＝Ft所以：F＝＝N＝－50N负号表示水受到的墙的作用力的方向与运动的方向相反．4.【答案】C【解析】释放点越低，入射小球速度小，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对读数的相对误差大；释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，支柱对被碰小球的阻力不变，阻力的影响相对越小，可以较好地满足动量守恒的条件，也有利于减小测量水平位移时的相对误差，从而使实验的误差减小，故A、B、D错误，C正确．5.【答案】A6.【答案】B【解析】虽然题目所给四个选项均满足动量守恒定律，但A、D两项中，碰后A的速度vA′大于B的速度vB′，必须要发生第二次碰撞，不符合实际，即A、D项均错误；C项中，两球碰后的总动能Ek后＝mAvA′2＋mBvB′2＝57J，大于碰前的总动能Ek前＝mAvA2＋mBvB2＝22J，违背了能量守恒，所以C项错误；而B项既符合实际情况，也不违背能量守恒，所以B项正确．7.【答案】C【解析】规定航天器的速度方向为正方向，由动量守恒定律可得：Mv0＝(M－m)v2－mv1，解得：m＝M.8.【答案】B【解析】在0～t2时间内，物体加速运动，力F做正功，t2时刻速度最大，t3～t4时间内，物体减速运动，t4时刻速度为零；即在0～t4时间内物体的运动方向没有改变，A、C错误，B正确；F的冲量大小等于F－t图象与t轴包围的面积，在0～t2时间内与t2～t4时间力F对物块的冲量大小相等，方向相反，不相同，D错误．9.【答案】A【解析】由于上、下滑过程中有机械能的损失，所以重新滑到底端时，速度小于初速度，所以上升过程中动量的变化量大于下降过程中动量的变化量，由动量定理I＝Δp可知I上>I下．10.【答案】D【解析】设兔子的速度方向为正，能使兔子致死的力F＝－2mg，兔子的运动视为匀减速，由动量定理可知：－Ft＝0－mv解得：v＝＝4m/s；所以当速度大于4m/s时，兔子会死亡，D符合题意．11.【答案】C【解析】甲、乙、弹簧为一系统，它们所受的合外力为零，动量守恒，只有弹力做功，它们相距最近，弹簧压缩最大时，速度相同．由碰撞特点可知，当甲物块的速率为1m/s时，有向左或向右两种情况，所以由动量守恒可得两解．当弹簧再次恢复原长后，甲、乙就会分开，所以甲物块的速率不可能达到5m/s.12.【答案】B【解析】用全过程法求解即可，Ft－Ff·4t＝0，F∶Ff＝4∶1，故B正确．13.【答案】D【解析】重力的冲量IG＝mg·t，物体下滑时间不同，故IG不同，A错；弹力与斜面垂直，两物块所受弹力方向不同，故弹力的冲量不同，B错；两物块所受合力的方向平行斜面，故合力的冲量方向也与斜面平行，故合力的冲量不同，C错；由机械能守恒定律可知，物体到达底端时速率相等，由I＝mv知，合力冲量大小相等，故D对．14.【答案】C【解析】由p2＝2mEk知，甲球的动量大于乙球的动量，所以总动量的方向应为甲球的初动量的方向，可以判断C正确，A、B、D错误．15.【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一定为零．16.【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.17.【答案】向前v0【解析】选小孩a、b和船为一系统，忽略水的阻力，系统水平方向动量守恒，设小孩b跃出后小船向前行驶的速度为v′，选v0方向为正方向，根据动量守恒定律，有(M＋2m)v0＝Mv′＋mv－mv，整理解得v′＝v0，方向向前．18.【答案】【解析】由五个物块组成的系统，沿水平方向不受外力作用，故系统动量守恒，mv0＝5mv，v＝，即它们最后的速度为.19.【答案】(1)m1＞m2(2)m1∶m2＝4∶1【解析】(1)为防止碰后m1被反弹，入射球质量要大于被碰球质量，即m1＞m2；(2)实验要验证表达式m1＝m1＋m2代入数据，有：m1×0.6050＝m1×0.3630＋m2×0.9680代入数据解得：m1∶m2＝4∶1.20.【答案】22.50【解析】左侧滑块的速度为：v1＝＝m/s＝0.225m/s则左侧滑块的m1v1＝100g×0.225m/s＝22.5g·m/s右侧滑块的速度为：v2＝＝m/s＝0.15m/s则右侧滑块的m2v2＝150g×(－0.15m/s)＝－22.5g·m/s因m1v1与m2v2等大、反向，两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1＋m2v2＝021.【答案】两物体的质量和速度乘积的矢量和0.28kg·m/s.【解析】规定碰撞前甲的速度方向为正方向；碰撞前，甲的质量和速度的乘积：m甲v甲＝0.6×0.8kg·m/s＝0.48kg·m/s，乙的质量和速度的乘积：p乙＝m乙v