1.1 动量同步练习 -2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册（含解析）

《1动量》同步练习一、基础巩固选择题第1~5题为单选题,第6题为(多选题)1.下列关于动量的说法正确的是()A.物体的动量越大,其惯性也越大B.做匀速圆周运动的物体,其动量不变C.一个物体的速率改变,它的动量一定改变D.竖直上抛的物体(不计空气阻力)经过空中同一位置时动量一定相同2.关于动量,以下说法正确的是()A.做匀速圆周运动的质点,其动量不随时间发生变化B.悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时,每次经过最低点时的动量均相同C.匀速飞行的巡航导弹巡航时动量始终不变D.平抛运动的质点在竖直方向上的动量与运动时间成正比3.一物体从某高处由静止释放,设所受空气阻力恒定,当它下落h时,动量大小为p1,当它下落2h时,动量大小为p2,那么p1∶p2等于()A.1∶1 B.1∶2C.1∶2 D.1∶44.一个质量为m的小球以速率2v垂直射向墙壁,碰后仍垂直墙壁以速率v弹回,此过程中小球动量变化量的大小是()A.0 B.mvC.2mv D.3mv5.如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的14圆弧轨道,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6.(多选题)在利用摆球测量小球碰撞前后的速度的实验中,下列说法正确的是()A.悬挂两球的细绳长度要适当,且等长B.由静止释放小球以便较准确地计算小球碰撞前的速度C.两小球必须都是刚性球,且质量相同D.两小球碰后可以粘在一起共同运动7.某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验,在小车A的前端粘有橡皮泥,设法使小车A做匀速直线运动,然后与原来静止的小车B相碰并粘在一起继续做匀速运动,如图所示。在小车A的后面连着纸带,电磁打点计时器的频率为50Hz。(1)若已得到打点纸带如图所示,并测得各计数点间的距离,则应选图中段来计算A碰前的速度,应选段来计算A和B碰后的速度。(2)已测得小车A的质量mA=0.40kg,小车B的质量mB=0.20kg,则由以上结果可得碰前mAvA+mBvB= kg·m/s,碰后mAvA'+mBvB'= kg·m/s。(3)从实验数据的处理结果来看,A、B碰撞的过程中,可能哪个量是不变的?8.以初速度20m/s竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体,不计空气阻力,选向上为正方向,g取10m/s2。求:(1)抛出后第1s末物体的动量;(2)抛出后第3s末物体的动量;(3)抛出3s内该物体的动量变化量。二、能力提升1.在寻找碰撞中的不变量的实验中,对于实验最终的结论m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2',下列说法正确的是()A.仅限于一维碰撞B.任何情况下m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'都一定成立C.式中的v1、v2、v1'、v2'都是速度的大小D.式中的不变量是m1和m2组成的系统的质量与速度二次方的乘积之和2.关于动量和动能,以下说法正确的是()A.速度大的物体动量一定大B.质量大的物体动量一定大C.两个物体的质量相等,动量大的其动能也一定大D.两个物体的质量相等,速度大小也相等,则它们的动量一定相等3.一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示,则()A.t=1s时物块的速率为1m/sB.t=2s时物块的动量大小为3kg·m/sC.t=3s时物块的动量大小为5kg·m/sD.t=4s时物块的速度为零4.小明在假期旅游时体验了蹦极项目,小明将弹性绳的一端系在身上,另一端固定在高处,然后从高处跳下,如图所示。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,c点是小明能到达的最低点。在小明从a点到c点的运动过程中,忽略空气阻力,下列说法正确的是()A.小明的速度一直增大B.小明始终处于失重状态C.小明的动量最大时,绳对小明的拉力等于小明所受的重力D.小明克服弹力做的功等于重力对小明做的功5.(多选题)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中,可导致实验误差的因素有()A.导轨不水平B.小车上挡光板倾斜C.两小车质量不相等D.两小车碰后连在一起6.在建筑工地上,一起重机将质量m=50kg的重物以a=3m/s2的加速度从静止开始竖直向上匀加速提升h=15m的高度,不计阻力,g取10m/s2,求:(1)重物受到的拉力;(2)拉力所做的功;(3)动量的变化量。7.“避险车道”是由粗糙碎石铺成的上坡路段,供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。下图是某公路的避险车道及周围路段示意图(俯视图),其中下坡路段倾角为5°,避险车道倾角为37°。一辆总质量为4.5×103kg、以54km/h的速率在下坡路段向下匀速行驶的汽车突然刹车失灵(同时发动机失去动力),司机仅控制方向,使汽车驶入避险车道,最后停下。后经交警勘察和回放录像,发现该汽车在避险车道上运动的距离为28m,且从刹车失灵到停止运动经历了28s。若该汽车在避险车道上运动时受到的平均阻力大小为汽车总重力的45,它在下坡路段和避险车道上的运动均看成匀变速直线运动且不计其在下坡路段和避险车道交界处的能量损失,取sin37°=0.6,sin5°=0.(1)汽车在避险车道上的加速度的大小;(2)汽车在运动过程中的最大动量的大小;(3)汽车在刹车失灵后进入避险车道前受到的平均阻力的大小。

参考答案一、基础巩固1．答案:C解析:因为p=mv,所以动量越大,质量不一定越大,故其惯性也不一定越大,选项A错误;做匀速圆周运动的物体速度的方向时刻变化,所以其动量时刻变化,选项B错误;速度的大小、方向有一个量发生变化就可认为速度变化,动量也变化,选项C正确;竖直上抛的物体(不计空气阻力)经过空中同一位置时速度方向不同,动量不同,选项D错误。2．答案:D解析:做匀速圆周运动的质点速度方向时刻变化,故动量时刻变化,选项A错误;摆球相邻两次经过最低点时动量大小相等,但方向相反,选项B错误;巡航导弹巡航时虽速度不变,但由于燃料不断燃烧(导弹中燃料占其总质量的一部分,不可忽略),从而使导弹总质量不断减小,导弹动量减小,选项C错误;平抛运动的质点在竖直方向上的分运动为自由落体运动,在竖直方向的分动量p竖=mvy=mgt,选项D正确。3．答案:B解析:物体做初速度为零的匀加速直线运动,则有v12=2ah,v22=2a·2h,则p1=mv1=m2aℎ,p2=mv2=m4aℎ,所以p1∶p4．答案:D解析:取初速度方向为正方向,初动量为2mv,末动量为-mv,故动量的变化量为Δp=p'-p=(-mv)-2mv=-3mv,故动量变化量的大小为3mv,故选项D正确,A、B、C错误。5．答案:A解析:物块a做自由落体运动,其加速度为g;而物块b沿14圆弧轨道下滑,在除初始之外的位置上竖直方向的加速度都小于g,由h=12at2得ta<tb;因为动量是矢量,故a、b到达S时,它们在6．答案:ABD解析:细绳长度适当,便于操作,两绳等长,保证两球对心碰撞,故选项A正确;由静止释放,初动能为零,可由mgl(1-cosα)=12mv27．答案:(1)BCDE(2)0.4200.417(3)质量与速度的乘积之和解析:(1)因为小车A与B碰撞前后都做匀速运动,且碰后A与B粘在一起,其共同速度比A原来的速度小,所以,应选点迹分布均匀且点距较大的BC段计算A碰前的速度,选点迹分布均匀且点距较小的DE段计算A和B碰后的速度。(2)由题图可知,碰前A的速度和碰后A、B的共同速度分别为vA=10.50×10vA'=vB'=6.95×10故碰撞前mAvA+mBvB=0.40×1.05kg·m/s+0.20×0kg·m/s=0.420kg·m/s碰撞后mAvA'+mBvB'=(mA+mB)vA'=(0.40+0.20)×0.695kg·m/s=0.417kg·m/s。(3)数据处理表明,mAvA+mBvB≈mAvA'+mBvB',即在实验误差允许的范围内,A、B碰撞前后质量与速度的乘积之和是不变的。8．答案:(1)5kg·m/s(2)-5kg·m/s(3)-15kg·m/s解析:(1)物体经过时间t=v0g抛出后第1s末物体的速度v1=v0-gt=10m/s动量为p1=mv1=5kg·m/s。(2)抛出后3s末物体的速度v2=v0-gt'=-10m/s动量为p2=mv2=-5kg·m/s,负号说明动量方向向下。(3)抛出3s内该物体的动量变化量Δp=mv2-mv0=-15kg·m/s,负号说明动量变化量方向向下。二、能力提升1．答案:A解析:这个实验是在一维情况下设计的实验,其他情况未做探究,选项A正确;系统的质量与速度的乘积之和在碰撞前后为不变量是实验的结论,其他探究的结论该情况下不一定成立,选项B错误;速度是矢量,应考虑方向,选项C错误;由题干中的式子可知,选项D错误。2．答案:C解析:根据p=mv可知,速度大的物体动量不一定大,质量大的物体动量不一定大,选项A、B错误;根据Ek=p23．答案:A解析:0~2s,根据牛顿第二定律有a=Fm=22m/s2=1m/s2,则0~2s的速度规律为v=at,t=1s时,速率为1m/s,故选项A正确;t=2s时,速率为v2=2m/s,则动量为p2=mv2=4kg∙m/s,故选项B错误;2~4s,力开始反向,物块减速,根据牛顿第二定律有a'=-0.5m/s2,所以3s时的速度为v3=v2-a't'=1.5m/s,动量为p3=mv34．答案:C解析:该过程随着弹性绳的伸长,拉力不断变大,开始阶段,小明的重力大于绳的拉力,小明做加速运动,随着拉力增大,合力减小,加速度减小;后来绳的拉力大于小明的重力,小明受到的合力向上,小明做减速运动,合力随拉力的增大而增大,加速度增大。在小明从a点到c点的运动过程中,速度先增大后减小,加速度先减小后增大,故选项A错误;小明在加速的过程,加速度向下,处于失重状态,减速阶段,加速度向上,处于超重状态,故选项B错误;当小明的重力等于绳子的拉力,即a=0时,小明的速度是最大的,动量是最大的,故选项C正确;在小明从a点到c点的运动过程中,动能变化量为负值,由动能定理知外力对小明做的总功是负值,则小明克服弹力做的功大于重力对小明做的功,故选项D错误。5．答案:AB解析:选项A中导轨不水平,小车速度将受重力影响;选项B中挡光板倾斜导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移,导致速度计算出现误差。6．答案:(1)650N(2)9750J(3)15010kg·m/s解析:(1)由牛顿第二定律得F-mg=ma代入数据得F=650N。(2)拉力所做的功为W=Fh代入数据得W=9750J。(3)以竖直向上为正方向,由运动学公式得v=2动量的变化量为Δp=mv联立并代入数据得Δp=15010kg·m/s。7．答案:(1)14m/s2(2)1.26×105