1、人教版（人教版（2019）高中物理选择性必修第一册期末练习卷）高中物理选择性必修第一册期末练习卷动量守恒定律动量守恒定律 （A） 一、单选题一、单选题 12020 年新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播，打喷嚏可以将飞沫喷到十米之外，为了防止病毒传播， 打喷嚏时捂住口鼻很重要。有关专家研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达 40m/s，假设打一次喷嚏大约喷 出 50m的空气， 用时约 0.02s。 已知空气的密度为 1.3kg/m3， 估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力为（） A0.13NB13NC0.68ND2.6N 2两个小木块 B、C 中间夹着一根轻弹簧，将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起，使
2、它们一起在光滑 水平面上沿直线运动，这时它们的运动图线如图中 a 线段所示，在 t=4s 末，细线突然断了，B、C 都和弹簧 分离后，运动图线分别如图中 b、c 线段所示。从图中的信息可知（） A木块 B、C 都和弹簧分离后的运动方向相反 B木块 B、C 都和弹簧分离后，系统的总动能不变 C木块 B、C 分离过程中 B 木块的动量变化较大 D木块 B 的质量是木块 C 质量的四分之一 3如图所示，一车厢长度为l，质量为 M，静止在光滑的水平面上，车厢内有一质量为 m 的物体，以初速 度 v0向右运动，与车厢来回碰撞 n 次后静止在车厢中，这时车厢的速度为（） Av0、水平向右B0C 0 mv
3、Mm D mM mv 0 4一个质量为 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（） A0BmvC2mvD3mv 5两质量、大小完全相同的正方体木块 A、B，靠在一起放在光滑水平面上，一水平射来的子弹先后穿透 两木块后飞出，若木块对子弹的阻力恒定不变，子弹射穿两木块的时间相同，则 A、B 两木块被子弹射穿后 的速度之比为（） A11B12C13D13 6 如图所示， 跳水运动员从某一峭壁上水平跳出， 跳入湖水中， 已知运动员的质量 m=70kg， 初速度 v0=5m/s。 若经过 1s 时，速度为 v=55m/s，则在此过程中，运动
4、员动量的变化量为(g=10m/s2，不计空气阻力)() A700kgm/sB350 5kgm/s C350( 51) kgm/s D350( 51)kgm/s 7几个水球可以挡住一颗子弹？国家地理频道的实验结果是：四个水球足够！如图所示，完全相同的 水 球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好能穿出第 4 个水球，则下列 判断正确的是 （） A子弹在每个水球中的速度变化相同B子弹在每个水球中运动的时间相同 C每个水球对子弹的冲量依次增大D子弹在每个水球中的动能变化不相同 8一质量为 1kg 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
5、图所示，则 （） At= 1s 时物块的速率为 1m/sBt= 2s 时物块的动量大小为 2kgm/s C前 3s 内合外力冲量大小为 3NsD前 4s 内动量的变化量大小为 0 9如图所示，质量为 m 的小车静止于光滑水平面上，车上有一光滑的弧形轨道，另一质量为 m 的小球以 水平初速 v0沿轨道的右端的切线方向进入轨道，则当小球再次从轨道的右端离开轨道的过程（） A小球对小车的做功为 2 0 8 mv B小球将离开小车向右做平抛运动 C小球将离开小车做自由落体运动D小球上升的最大高度为 2 0 2 v g 10在如图所示的装置中，木块 B 与水平桌面间的接触是光滑的，子弹 A 沿水平方向射
6、入木块后留在其中， 将弹簧压缩到最短若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统，则此系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩 至最短的整个过程中（） A动量守恒，机械能守恒B动量守恒，机械能不守恒 C动量不守恒，机械能不守恒D动量不守恒，机械能守恒 11如图所示，载人气球原来静止在空中，与地面距离为 h，已知人的质量为 m，气球的质量（不含人的质 量）为 M。若人要沿轻绳梯返回地面，则绳梯的长度至少为（） AhB mh M C mh Mm D ()Mm h M 12甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的 速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为 1kg
7、，则碰撞过程两物块损失的机械能为（） A3 JB4 JC5 JD6 J 二、填空题二、填空题 13A、B 两物体在光滑的水平面上相向运动，其中物体 A 的质量为 mA3kg，两球发生相互作用前后的 运动情况如下图所示，由图可知 B 物体的 质量为 mB_kg；碰撞过程中系统的机械能损失为 _J 14光滑水平面上两小球 a、b 用不可伸长的松弛细绳相连开始时 a 球静止，b 球以一定速度运动直至绳 被拉紧，然后两球一起运动，在此过程中两球的总动量(填“守恒”或“不守恒”)；机械能 (填“守恒”或“不守恒”) 15如图，质量为 M 的小车静止在光滑水平面上，车厢内有一质量为 m 的物体以速度 v0
8、开始向左运动，与 车厢壁来回碰撞几次之后静止于车厢中，这时小车的速度大小为_，方向_ 16质量是 10g 的子弹，以 300m/s 的速度射向质量是 400g，静止在光滑水平桌面上的木块，子弹穿过木块 后的速度为 100m/s，这时木块的速度是_m/s。 三、解答题三、解答题 17如图所示，光滑水平直轨道上有三个滑块 A、B、C，质量分别为 mA=mC=2m，mB=m，A、B 用细绳连 接，中间有一压缩的轻质弹簧（弹簧与滑块不拴接） 。开始时 A、B 以共同速度 v0运动，C 静止。某时刻细 绳突然断开，A、B 被弹开，然后 B 又与 C 发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求 B 与
9、 C 碰 撞前 B 的速度。 18 如图所示， 质量为 2m 的小车静止在光滑的水平面上，小车 AB 段是半径为 R 的四分之一光滑圆弧轨道， BC 段是长为 L 的水平粗糙轨道，两段轨道相切于 B 点，一质量为 m 的滑块在小车上从 A 点静止开始沿轨 道滑下，然后滑入 BC 轨道，最后恰好不从轨道上划出。已知重力加速度为 g，求： （1）滑块运动过程中，小车最大速度 vm； （2）滑块与小车的动摩擦因数。 19如图所示，两根光滑的金属轨道置于同一水平面上，相互距离0.1md ，质量为 3g 的金属均匀细棒置 于轨道一端，跨在两根轨道上，匀强磁场方向垂直于轨道平面上，磁感应强度0.1TB ，
10、轨道平面距地面 高0.6mh 。接通电键 K 的瞬间，金属棒由于受到磁场力冲量作用被水平抛出，落地点距抛出点的水平距 离2ms 。试求：接通 K 瞬间，金属棒上通过的电量是多少？（g 取 10m/s2） 20质量为 M 的气球带有一质量为 m 的人，共同静止在距地面高为 h 的空中，现从气球上放下一根不计质 量的软绳，以便这个人沿着软绳滑到地面，则软绳至少长 。 参考答案参考答案 1A 【详解】 打一次喷嚏喷出的空气质量为 m=V=1.3510-5kg=6.510-5kg 设打一次喷嚏喷出的空气受到的作用力为 F，根据动量定理得 Ft=mv 解得 5 6.5 1040 N=0.13N 0.02
11、 mv F t 根据牛顿第三定律可得人受到的平均反冲力为 F=F=0.13N 故 A 正确，BCD 错误。 2D 【详解】 A由 x t 图象可知，位移均为正，均朝一个方向运动，没有反向，故 A 错误； B木块 B、C 都和弹簧分离后，因弹簧释放弹性势能，则系统的总动能增加，选项 B 错误； C木块 B、C 都和弹簧分离后，系统所受合外力矢量和为零，所以系统前后的动量守恒，即系统的总动量 保持不变，系统动量守恒，则系统内两个木块的动量变化量等大反向，故 C 错误； D木块都与弹簧分离后 B 的速度和 C 的速度分别为 1 104 m/s3m/s 64 v 2 54 m/s0.5m/s 64 v
12、 细线未断前 B、C 的速度均为 0 1m/sv ，由动量守恒定律得 BC0B 1C2 ()mmvm vm v 解得 B C 1 4 m m 故 D 正确。 故选 D。 3C 【详解】 物块在车辆内和车发生碰撞满足动量守恒，最后物块和车共速，由动量守恒得 0 ()mvMm v 解得 0 mv v mM 方向水平向右。 故选 C。 4D 【详解】 取初速度方向为正方向，初动量为 2mv，末动量为mv，故动量的改变量为 PPP（mv）2mv3mv 故动量变化大小为 3mv，故 D 正确，ABC 错误。 故选 D。 5C 【详解】 因木块对子弹的阻力恒定，且子弹射穿两木块的时间相同，子弹在射穿两木块
13、对木块的冲量相同。射穿 A 时，两木块获得的速度为 v，根据动量定理，有 I2mv0 射穿木块 B 时，B 的速度发生改变，而 A 的速度不变。射穿 B 后，B 的速度为 v，根据动量定理，有 Imvmv 联立可得 2mvmvmv 得 1 3 v v 故选 C。 6A 【详解】 运动员只受重力，则由动量定理可知动量的变化量为 700 1kg m/spmgt 故 A 正确，BCD 错误。 故选 A。 7C 【详解】 AB设水球的直径为 d，子弹运动的过程为匀减速直线运动，直到末速度为零，我们可以应用逆过程，相 当于子弹初速度为零做匀加速直线运动，子弹在通过第一个 d，第二个 d，第三个 d，第四
14、个 d 时所用时间 之比为 ():( 32):1:2)13(2 可知，运动的时间不同，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，则受力是相同的，所以加速度相同， 由 vat 则速度的变化量不同；AB 错误； C根据冲量的定义 IFt 受力是相同的，运动的时间在增大，所以每个水球对子弹的冲量依次增大，C 正确； D根据动能定理 K EWFd 受力是相同的，运动的位移相同，所以子弹受到的阻力对子弹做的功相等，所以子弹在每个水球中的动能 变化相同，D 错误。 故选 C。 8C 【详解】 A根据动量定理 1 Ftmv 解得 1 2 1m/s 2m/s 1 v A 错误； B根据动量定理可知 2 22kg
15、 m/s4kg m/spFt B 错误； C根据图像可知前 3s 内合力的冲量为 2 2N s 1 1N s3N sI C 正确； D根据图像可知前 3s 内的冲量为 3 2 2N s 1 1N s3N sI 选项 C 正确； D根据图像可知前 4s 内的冲量为 4 2 2N s 1 2N s2N sI 根据动量定理可知前 4s 内动量的变化量大小为 2kgm/s，选项 D 错误。 故选 C。 9C 【详解】 A设小球最终离开小车速度为 v1，小车的速度为 v2取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒得 012 mvmvmv 根据机械能守恒定律得 222 012 111 222 mvmvmv 联
16、立解得 1 0v 小车的速度为 20 vv 根据动能定理，小球对小车的做功为 22 k20 11 22 WEmvmv A 错误； BC设小球最终离开小车速度为 v1，小车的速度为 v2取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒得 012 mvmvmv 根据机械能守恒定律得 222 012 111 222 mvmvmv 联立解得 1 0v 小车的速度为 20 vv 所以小球最终离开小车后做自由落体运动，B 错误 C 正确； D当小球与小车的速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设最大高度为 h，则 0 2mvmv 22 0 11 2 2 2 mvmghmv 解得 2 0 4 v h g D 错误。
17、故选 C。 10C 【详解】 系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中，由于墙壁对弹簧有力的作用，所以系统所受的 外力之和不为零，所以系统动量不守恒。在整个过程中，由于子弹射入木块的过程中有内能产生，所以系 统机械能不守恒。 故选 C。 11D 【详解】 设人沿绳梯滑至地面，绳梯长度至少为 L。以人和气球的系统为研究对象，竖直方向动量守恒，规定竖直向 下为正方向 21 0Mvmv 人相对于地面下降的高度为 h，速度大小为 1 h v t 人沿绳梯滑至地面时，气球上升的高度为Lh，速度大小 2 Lh v t 根据以上式子可得 Mm Lh M 故选 D。 12A 【详解】 由 v-t 图
18、可知，碰前甲、乙的速度分别为5m/sv 甲 ，=1m/sv乙；碰后甲、乙的速度分别为1m/sv 甲 ， =2m/s v 乙 ，甲、乙两物块碰撞过程中，由动量守恒得 +=+m vm vm vm v 甲 甲乙 乙甲 甲乙 乙 解得 6kgm 乙 则损失的机械能为 2222 1111 +- 2222 Em vm vm vm v 甲 甲乙 乙甲 甲乙 乙 解得 3JE 故选 A。 134.5 kg22.5J 【详解】 设碰撞前 B 的运动方向为正方向；根据位移时间图象的斜率表示速度,可得碰前 A 的速度为 6 10 2/ 2 A vm s B 的速度为 6 3/ 2 B vm s 碰后 A. B 的共
19、同速度为 86 1/ 2 vm s 由动量守恒定律得 () AABBAB m vm vmmv 代入数据解得 4.5 B mkg 由能量守恒定律可知，碰撞过程损失的能量 222 111 () 222 AABBABAB Em vm vmmv 代入数据解得 22.5EJ 14守恒 不守恒 【解析】 将 a b 组成系统，对系统受力分析知合外力为零，故系统动量守恒；而在此过程拉力对 b 做负功，机械能不 守恒 15 0 mv Mm 水平向左 【详解】 1以物体与车厢组成的系统为研究对象，以向左为正方向，由动量守恒定律可得： mv0=（M+m）v 最终车的速度为： 0 mv v Mm 2方向与 v0的速
20、度相同，水平向左； 165 【详解】 1子弹把木块打穿，根据动量守恒定律有 mv0=mv1+Mv2 代入数据解得木块的速度大小为 0 2 0.01 3000.01 100 m/s=5m/s 0.4 mvmv v M 17 9 5 v0 【详解】 设共同速度为 v，滑块 A 和 B 分开后 B 的速度为 vB，由动量守恒定律有 (mAmB)v0=mAvmBvB mBvB=(mBmC)v 联立以上两式得，B 与 C 碰撞前 B 的速度为 vB= 9 5 v0 18 （1） 3 gR ； （2） R L 【详解】 (1)由 A 到 B，水平方向动量守恒，机械能守恒，可得 mv=2mvm 22 11
21、2 22 m mgmvvRm 联立解得 vm= 3 gR (2)全过程能量守恒，滑块和小车末速度大小为零 mgR=mgL 解得 R L 19 3C 【详解】 对于金属棒平抛运动过程，有 2 1 2 hgt 0 sv t 得出 0 10 3m/s 3 v 闭合开关 S 的极短时间内，对导体棒应用动量定理得 0 BdI tmv 又 qI t 解得金属棒上通过的放电量为 0 3C mv q Bd 20+ mh h M 【详解】 人和气球静止在空中，说明人和气球组成的系统合力为零，人向下运动，设速率为 1 v，气球向上运动，设 速率为 2 v，取向下为正，由动量守恒定律可得 12 -0mv Mv 人到地面时下落高度为h，气球上升高度为H，因人和气球运动时间相同，则有 -0mh MH 软绳长度 = +l h H 联立解得
