第一章动量守恒定律 单元测试-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）

湖南武冈市第二中学2022-2023学年上学期高二试物理试卷【选择性必修第一册第一章】学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．火箭利用喷出的气体进行加速，是利用了高速气体的哪种作用（

）A．产生的浮力 B．向外的喷力 C．反冲作用 D．热作用2．如图所示，光滑倾斜滑道OM与粗糙水平滑道MN平滑连接。质量为1kg的滑块从O点由静止滑下，在N点与缓冲墙发生碰撞，反弹后在距墙1m的P点停下。已知O点比M点高1.25m，滑道MN长4m，滑块与滑道MN的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小g取，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A．滑块运动到M点的速度大小为6m/s B．滑块运动到N点的速度大小为4m/sC．缓冲墙对滑块的冲量大小为10N·s D．缓冲墙对滑块做的功为－2.5J3．如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．子弹射入木块后的瞬间，速度大小为B．子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于C．子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力大于D．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒4．如图所示，A、B两物体质量之比mA：mB＝3：2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则（）A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成系统的动量守恒B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数不同，A、B、C组成系统的动量不守恒C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成系统的动量守恒D．若A、B所受的摩擦力大小不相等，A、B、C组成系统的动量不守恒5．水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b上，一段时间后搬去推力，物体继续运动一段距离后停下，两物体的v−t图像如图所示，图中AB//CD，则整个过程中（）A．F1的冲量等于F2的冲量B．F1的冲量大于F2的冲量C．摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量D．合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量6．三块相同的木块A、B、C，自同一高度由静止开始下落，其中B在开始下落时被一个水平飞来的子弹击中并嵌人其中，木块C在下落一半高度时被水平飞来的一子弹击中并嵌人其中，若三个木块下落到地面的时间分别为，则（）A．B．C．D．二、多选题7．质量为M的带有光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为M的小球以速度v0水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，重力加速度为g，则（

）A．小球以后将向左做平抛运动B．小球将做自由落体运动C．此过程小球对小车做的功为Mv02D．小球在圆弧轨道上上升的最大高度为8．如图所示为“验证动量守恒定律”的实验装置，下列说法正确的是（

）A．悬挂两球的细绅长度要适当，且等长B．两小球必须都是刚性球，且质量相同C．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度D．两小球碰后可以粘在一起共同运动9．关于物体的动量，下列说法中正确的是（）A．惯性越大的物体，它的动量也越大B．动量大的物体，它的速度不一定大C．物体的速度大小不变，则其动量也保持不变D．运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向10．下列关于“探究碰撞中的不变量”实验叙述中正确的是（）A．实验中探究不变量的对象是相互碰撞的两个物体组成的系统B．实验对象在碰撞过程中存在内部相互作用的力，但外界对实验对象的合力为零C．物体的碰撞过程，就是机械能的传递过程，可见，碰撞过程中的不变量就是机械能D．利用气垫导轨探究碰撞中的不变量，导轨必须保持水平状态E．两个物体碰撞前要沿同一直线，碰撞后可不沿同一直线运动三、填空题11．如图所示为一足够长的光滑水平面，右侧挡板C与轻质弹簧一端相连，接触面均光滑的三角形斜劈A静止放在水平面上，另一可视为质点的小球B从斜劈顶端距地面高h处由静止释放，小球B滑下与弹簧作用后反向弹回，已知mA=3m，mB=m，重力加速度大小为g，则小球B离开斜劈时，两者水平位移关系为sA:sB=________；弹簧可以获得的最大弹性势能为Ep=________。12．甲、乙两船的质量均为m，都静止在平静的湖面上，现甲船中质量为的人，以对地的水平速度v从甲船跳到乙船，再从乙船跳到甲船，经n次跳跃后，人停在乙船上。不计水的阻力，则甲、乙（包括人）两船动量大小之比为___________，甲、乙（包括人）两船的动能之比为___________。13．质量为m的物体静止在光滑水平面上，在水平力F作用下，经时间t物体的动量为p，动能为Ek。若水平力变为2F，经过时间2t，则物体的动量变为___________（用p表示），物体的动能变为___________（用Ek表示）。14．人坐在冰车上，车与人的总质量为M，冰面上有一个质量是m的弹性滑块，原来也处于静止。某一时刻坐在冰车上的人用力将滑块推向前方一个固定档板，滑块与档板碰撞后又被反弹回来，滑块与档板碰撞中没有机械能损失，且滑块始终在同一直线上运动。若人以对冰面相同的速度推出滑块，滑块反弹后被人接住再次以相对冰面相同的速度推出滑块，如此反复多次，已知，不计滑块、冰车与冰面之间的摩擦。则人推出滑块___________次后将不可能再接到滑块？15．如图所示，长度为、质量为的平板车静止在光滑的地面上，一个质量为的人（可视为质点）站在平板车右端。某时刻开始人向左走到平板车左端，此过程中车相对地面的位移大小为___________。16．如图所示，一平台到地面的高度为h=0.45m，质量为M=0.3kg的木块放在平台的右端，木块与平台间的动摩擦因数为μ=0.2，地面上有一质量为m=0.1kg的玩具青蛙，距平台右侧的水平距离为s=1.2m，旋紧发条后释放，让玩具青蛙斜向上跳起，当玩具青蛙到达木块的位置时速度恰好沿水平方向，玩具青蛙立即抱住木块并和木块一起滑行。已知木块和玩具青蛙均可视为质点，玩具青蛙抱住木块过程时间极短，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则玩具青蛙起跳时的速度大小为________m/s，木块开始滑动时的速度大小为________m/s，玩具青蛙在平台上运动的时间为________s。四、实验题17．用频闪照相方法探究碰撞中的守恒量，实验装置如图1所示，主要操作步骤如下：①用天平测量A、B两个小球的质量（两个小球的半径相同）；②安装好实验装置，使斜槽末端水平；带有正方形方格的木板靠近斜槽竖直安装，且斜槽末端的重垂线和方格的竖线平行；③将小球A从斜槽上挡板P处由静止释放，离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的位置，如图2所示；④将小球B放在斜槽末端，让小球A仍从P处由静止释放，两球发生正碰后，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置，如图3所示。（1）测得A、B的质量分别为4m、m，由图2、3可知，碰撞前后A、B总动量___________（选填“守恒”或“不守恒”），总动能___________（选填“相等”或“不相等”）。（2）已知方格边长为L，频闪周期为T，根据图2、3还可以求出___________。A．A、B球碰撞前、后的速度大小B．当地重力加速度gC．A球在斜槽释放点的高度（3）实验中可能会引起误差的操作有_____________（写出两条）。（4）若在操作步骤③中得到A球的位置如图4所示，请提出改进意见_____________。18．“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图甲所示。小车A前端贴有橡皮泥，后端连一穿过打点计时器的纸带，接通打点计时器电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。已知打点计时器的电源周期为0.02s。（1）下列说法正确的是___________。（填正确选项前的字母）A．本实验中应尽可能减小摩擦B．实验时先推动小车A，再接通打点计时器电源（2）若获得的纸带如图乙所示，从a点开始，每5个点取一个计数点，其中a、b、c、d、e都为计数点，并测得相邻计数点间距分别为ab=20.3cm、bc=36.2cm、cd=25.1cm、de=20.5cm，已测得小车A（含橡皮泥）的质量mA=0.4kg，小车B（含撞针）的质量mB=0.3kg。由以上测量结果可得碰前系统总动量为___________kg·m/s，碰后系统总动量为___________kg·m/s。（结果均保留三位有效数字）五、解答题19．两只船与堤岸的距离相同，是从小船跳上堤岸容易些，还是从大船跳上岸容易些？为什么？自动称米机已在粮食工厂中广泛使用，有人认为：米流落到容器中时有向下的冲量会增大分量而不划算；也有人认为：自动装置即刻切断米流时，尚有一些米仍在空中，这些米是多给买者的。因而双方争执起来，究竟哪方说的对呢？请分析说明。

参考答案：1．C【详解】火箭发射时，燃料燃烧，产生高温燃气，燃气通过喷管向后高速喷出，燃气对火箭产生推力，在燃气推动火箭的力的作用下，火箭升空，这是利用了反冲作用。故选C。2．D【详解】A．从O到M的过程，由动能定理可知解得滑块运动到M的速度大小为故A错误；B．由M到N的过程中，根据牛顿第二定律可得加速度大小为由位移公式可得可得滑块运动到N的速度大小为故B错误；C．由N到P，根据速度位移公式解得被缓冲墙反弹，滑块的速度大小（方向与初速度反向，取负）由动量定理可知缓冲墙对滑块的冲量故C错误；D．由动能定理可得缓冲墙对滑块做的功故D正确。故选D。3．C【详解】A．子弹射入木块后的瞬间，子弹和木块系统的动量守恒，以v0的方向为正方向，则m0v0＝(M＋m0)v1得v1＝A项错误；B．子弹射入木块后的瞬间有FT－(M＋m0)g＝(M＋m0)可知绳子拉力大于(M＋m0)g，B项错误；C．子弹射入木块后的瞬间，对圆环有FN＝FT＋mg＞(M＋m＋m0)g由牛顿第三定律知，C项正确；D．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统只在水平方向动量守恒，D项错误。故选C。4．C【详解】A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，由于A的质量大于B的质量，A物体受到的摩擦力大于B物体受到的摩擦力，A、B系统所受合外力不为零，系统动量不守恒的，故A错误；B．无论A、B与平板车上表面间的动摩擦因数是否相同，A、B、C组成系统的合外力都为零，A、B、C组成系统的动量守恒，故B错误；CD．无论A、B所受的摩擦力大小是否相等，A、B、C组成系统所受合外力都为零，A、B、C组成系统的动量守恒，故C正确，D错误。故选C。5．D【详解】ABC．由题图可知，AB//CD，由v−t图像斜率表示加速度可知，说明推力撤去后两物体的加速度相等，推力撤去后物体的合力等于摩擦力，由牛顿第二定律可知，两物体受摩擦力大小相等，a物体的运动时间小于b物体的时间，由可知摩擦力对a物体的冲量大小小于摩擦力对b物体的冲量大小，对整个过程中，由动量定理可得又则有即F1的冲量小于F2的冲量，ABC错误；D．由动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，a、b两个物体的动量变化量都是零，所以合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量，D正确。故选D。6．B【详解】木块A做自由落体运动，木块B在刚要下落瞬间被子弹射中，并留在其中，木块B与子弹一起做平抛运动。竖直方向A、B均做自由落体运动，且下落高度相同，故二者下落时间相同，即木块C落下一定距离后被同样的子弹水平射中，也留在其中，在子弹击中木块过程中，竖直方向动量守恒，根据动量守恒定律可知，由于子弹进入木块后总质量变大，所以木块竖直方向的速度变小，木块落地时间延长，木块C在空中的运动时间比A、B时间长，即则AB同时落地，C最后落地。故选B。7．BC【详解】AB．从小球冲上小车到小球离开小车的过程，系统在水平方向上动量守恒且无摩擦力做功，所以系统机械能守恒，设小球离开小车时候的小球速度为v1,小车速度为v2，根据动量守恒有Mv0=Mv1+Mv2根据机械能守恒联立解得v1=0v2=v0即作用后两者交换速度，小球速度变为零，开始做自由落体运动，A错误，B正确；C．根据动能定理小球对小车所作的功C正确；D．小球上升到最高点时,与小车相对静止，有相同的速度v，根据动量守恒定律Mv0=2Mv根据机械能守恒定律Mv02=2×（Mv2）+Mgh联立解得h＝D错误。故选BC。8．ACD【详解】A．细绳长度适当，便于操作；两绳等长，以保证两球能对心碰撞，A正确；B．为保证实验结论的普适性，两球质地是任意的，质量也需考虑各种情况，但大小必须相同，以保证两球发生正碰，B错误；C．由静止释放小球，初动能为零，可由机械能守恒计算碰前小球的速度，方便简单，C正确；D．碰后两球分开或共同运动都是实验时可能出现的运动情况，D正确。故选ACD。9．BD【详解】A．动量的大小由质量和速度的大小共同决定，即p=mv惯性大则质量大，但动量不一定大，故A错误；B．动量大的物体，可能是速度大，但也有可能是质量大，故B正确；CD．动量是矢量，其方向与速度方向相同，只有在速度大小、方向均不变时，其动量才保持不变，故C错误、D正确。故选BD。10．ABD【详解】AB．实验的形式可以改变，但是“探究碰撞中的不变量”实验研究的始终是两个相互碰撞的物体组成的整体系统。在此过程中，摩擦力为0，整体外力合力为0，AB正确；C．“探究碰撞中的不变量”实验为验证动量守恒定律，所以碰撞中守恒的是动量，不是机械能，C错误；D．利用气垫导轨探究碰撞中的不变量，为准确测量，导轨必须保持水平状态，D正确；E．保证两物体发生的是一维碰撞，两物体碰撞前后要沿同一直线运动，E错误。故选ABD。11．

1:3

【详解】小球B下滑，A、B组成的系统在水平方向动量守恒，根据平均速度上的动量守恒可得解得从开始下滑至B离开A，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有解得在小球B压缩弹簧过程中，弹簧获得的最大弹性势能12．

1：1

3：2【详解】人和两船组成的系统动量守恒，两船原来静止，总动量为0，甲、乙（包括人）两船的动量大小相等；经过n次跳跃后，甲船速度为v甲、乙船速度为v乙，则则动量之比为1:1，且解得甲船最后获得的动能为乙船（包括人）最后获得的动能为所以13．

4p

16Ek【详解】根据动量定理I合=Ft=p水平力变为2F，经过时间2t，则有2F·2t=p′可知p′=4p根据动能与动量间的关系Ek=可得Ek′=16Ek14．6【详解】设人以的速度推出滑块，将人、冰车与滑块作为整体。挡板每次对滑块的冲量对系统来说，这个冲量即外力的冲量，即人每推滑块一次，挡板对所研究的整体一个冲量设人推n次后，冰车的速度为v，对整体应用动量定理人不能再接到滑块应有解得则人推出滑块6次后将不可能再接到滑块。15．【详解】由题意对车和人组成的系统满足动量守恒，设向左为正，则即设经过人向左走到平板车左端，则即又因为解得车相对地面的位移大小为16．

5

1

0.5【详解】玩具青蛙在竖直方向上的运动为自由落体运动的逆过程，由得它在空中运动的时间t1=0.3s；玩具青蛙离开地面时的水平速度和竖直速度分别为vy=gt1=3m/s则玩具青蛙起跳时的速度大小为由动量守恒定律得解得木块开始滑动时的速度大小为v=1m/s由动量定理得解得玩具青蛙在平台上运动的时间t2=0.5s17．

守恒

不相等

AB

斜槽末端未水平放置，小球未从同一位置释放，方格板未竖直放置等

斜槽上挡板P的位置适当调低【详解】（1）碰前小球A的速度碰后A、B的速度分别为则碰前动量碰后总动量则碰撞前后A、B总动量守恒；碰前总动能碰后总动能可知总动能不相等；（2）根据（1）的分析，若已知方格边长为L，频闪周期为T，根据图2、3还可以求出A、B球碰撞前、后速度大小；根据图2可得可得即可求得当地重力加速度g；因A球在斜槽中运动时有摩擦力作用，则不能求出A球在斜槽释放点的高度，A、B正确，C错误；故选AB；（3）实验中可能会引起误差的操作有：斜槽末端未水平放置、小球未从同一位置释放、方格板未竖直放置等；（4）由图可知，A球做平抛运动的初速度过大，即从斜槽中下落的高度过高，则可将斜槽上挡板P的位置适当调低。1