2024-2025學(xué)年新教材高中物理第一章動(dòng)量守恒定律3動(dòng)量守恒定律課時(shí)檢測(cè)含解析新人教版選擇性必修1

PAGE8-動(dòng)量守恒定律(25分鐘60分)一、選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分)1．關(guān)于動(dòng)量守恒的條件，正確的是()A．只要系統(tǒng)內(nèi)存在摩擦力，動(dòng)量不行能守恒B．只要系統(tǒng)內(nèi)某個(gè)物體做加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)量就不守恒C．只要系統(tǒng)所受合外力恒定，動(dòng)量守恒D．只要系統(tǒng)所受外力的合力為零，動(dòng)量守恒【解析】選D。動(dòng)量守恒的條件是系統(tǒng)不受外力或外力的沖量為零，與系統(tǒng)內(nèi)力的性質(zhì)無關(guān)，與系統(tǒng)內(nèi)物體做什么運(yùn)動(dòng)無關(guān)，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。2.如圖所示，大小相同、質(zhì)量分別為0.2kg和0.1kg的小球，在光滑水平面上分別以0.3m/s和0.9m/s的速度沿同始終線相向運(yùn)動(dòng)，相撞之后粘住成為一個(gè)整體，則整體的速度大小為()A．0.1m/sB．0.3m/sC．0.6m/sD．1.2m/s【解析】選A。依據(jù)題意可知兩個(gè)小球質(zhì)量分別為m1＝0.2kg和m2＝0.1kg，速度大小分別為v1＝0.3m/s和v2＝0.9m/s，取向左為正，依據(jù)動(dòng)量守恒定律可得：m2v2－m1v1＝(m1＋m2)v，聯(lián)立解得：v＝0.1m/s，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。3．質(zhì)量為50kg的人靜止在甲船右側(cè)，甲、乙兩條船靜止在水面上，它們的質(zhì)量均為200kg。人以對(duì)地速度v＝4m/s從甲船跳上乙船，再從乙船跳回甲船。不計(jì)水的阻力。則()A．人第一次從甲船跳出后，乙船的速度為1m/sB．人跳回甲船后，甲、乙兩船的速度比v甲∶v乙＝1∶1C．人跳回甲船后，甲、乙兩船的速度比v甲∶v乙＝5∶4D．人跳回甲船后，甲、乙兩船的速度比v甲∶v乙＝4∶5【解析】選D。人跳出甲船的速度v＝4m/s，人的質(zhì)量m＝50kg，船的質(zhì)量M＝200kg，人跳上乙船過程，人與乙船組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mv＝(m＋M)v1，代入數(shù)據(jù)解得：v1＝0.8m/s，故A錯(cuò)誤；人與甲、乙兩船組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，系統(tǒng)初動(dòng)量為零，以甲船的速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得：(m＋M)v甲－Mv乙＝0，解得：v甲∶v乙＝4∶5，故B、C錯(cuò)誤，D正確。4．如圖所示的四幅圖都是反映物理過程的圖，下列選項(xiàng)中描述的系統(tǒng)動(dòng)量守恒的是()A.站在小車上的男孩用力推靜止在光滑的水平面上的木箱的過程中，男孩和小車組成的系統(tǒng)B．光滑的水平面上壓縮的輕質(zhì)彈簧復(fù)原原長的過程中，A、B兩滑塊組成的系統(tǒng)C．兩球勻速下降時(shí)細(xì)線斷開，兩球均在水面下方運(yùn)動(dòng)的過程中，兩球組成的系統(tǒng)D．木塊沿光滑的斜面體由靜止起先下滑的過程中，木塊和斜面體組成的系統(tǒng)【解析】選C。站在小車上的男孩用力推靜止在光滑的水平面上的木箱的過程中，男孩、小車和木箱水平方向動(dòng)量守恒，但男孩和小車組成的系統(tǒng)水平方向受到的合外力不為零，動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)誤；彈簧復(fù)原原長的過程，墻壁對(duì)滑塊A有作用力，系統(tǒng)水平方向所受外力不為零，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，故B錯(cuò)誤；兩球勻速下降時(shí)細(xì)線斷開，木球與鐵球組成的系統(tǒng)所受合力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故C正確；木塊沿光滑的斜面體由靜止起先下滑的過程中，由于木塊對(duì)斜面體的壓力，導(dǎo)致斜面體水平方向始終受擋板的作用力，系統(tǒng)水平方向合外力不為零，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，故D錯(cuò)誤。5.如圖所示，小車放在光滑的水平面上，將系繩小球拉開到肯定角度，然后同時(shí)放開小球和小車，那么在以后的過程中()A．小球向左搖擺時(shí)，小車也向左運(yùn)動(dòng)，且系統(tǒng)動(dòng)量守恒B．小球向左搖擺時(shí)，小車向右運(yùn)動(dòng)，且系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．小球向左擺到最高點(diǎn)，小球的速度為零而小車的速度不為零D．在隨意時(shí)刻，小球和小車在水平方向的動(dòng)量肯定大小相等、方向相反【解析】選D。小球與小車組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力，豎直方向所受合力不為零，故系統(tǒng)只在水平方向動(dòng)量守恒，故A、B錯(cuò)誤；由于水平方向動(dòng)量守恒，小球向左擺到最高點(diǎn)，小球水平速度為零，小車的速度也為零，故C錯(cuò)誤；系統(tǒng)只在水平方向動(dòng)量守恒，且總動(dòng)量為零，在隨意時(shí)刻，小球和小車在水平方向的動(dòng)量肯定大小相等、方向相反，故D正確。二、非選擇題(本題共2小題，共30分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)6．(14分)如圖甲所示，光滑水平面上有A、B兩物塊，已知A物塊的質(zhì)量mA＝1kg。初始時(shí)刻B靜止，A以肯定的初速度向右運(yùn)動(dòng)，之后與B發(fā)生碰撞并一起運(yùn)動(dòng)，它們的x-t圖像如圖乙所示(規(guī)定向右為位移的正方向)，則物塊B的質(zhì)量為多少？【解析】由x-t圖像知：碰前瞬間，vA＝8m/s；vB＝0；碰后瞬間，vAB＝eq\f(20－16,4－2)m/s＝2m/sA、B兩物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒mAvA＋0＝(mA＋mB)vAB代入數(shù)據(jù)解得mB＝3kg答案：3kg7．(16分)用力將質(zhì)量M＝990g的木球豎直上拋，在木球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，一子彈正好從木球正下方豎直向上擊中木球，之后木球又上升了h＝0.2m。已知子彈的質(zhì)量m＝10g，擊中木球后子彈未穿出，不計(jì)空氣阻力和子彈與木球相互作用的時(shí)間，g取10m/s2。(1)求子彈擊中木球前的速度大?。?2)若子彈仍以(1)中的速度擊中木球，但穿球而出，并測(cè)得此后木球又上升了h′＝0.05m，求子彈穿出木球時(shí)的速度大小。【解析】(1)子彈擊中木球后，木球上升過程機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：(M＋m)gh＝eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(木球))子彈擊中木球過程，系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向上為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mv0＝(M＋m)v木球代入數(shù)據(jù)解得：v0＝200m/s(2)子彈擊穿木球后，木球上升過程機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：Mgh′＝eq\f(1,2)Mv′eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(木球))，解得v′木球＝1m/s子彈擊穿木球過程，系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向上為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mv0＝Mv′木球＋mv代入數(shù)據(jù)解得：v＝101m/s答案：(1)200m/s(2)101m/s【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示，一質(zhì)量為m＝1.5kg的滑塊從傾角為θ＝37°的斜面上自靜止起先滑下，斜面末端水平(水平部分光滑，且與斜面平滑連接，滑塊滑過斜面末端時(shí)無能量損失)，滑塊離開斜面后水平滑上與平臺(tái)等高的小車。已知斜面長s＝10m，小車質(zhì)量為M＝3.5kg，滑塊與斜面及小車表面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.35，小車與地面間光滑且足夠長，取g＝10m/s2。求：(1)滑塊滑到斜面末端時(shí)的速度。(2)當(dāng)滑塊與小車相對(duì)靜止時(shí)，滑塊在車上滑行的距離?！窘馕觥?1)設(shè)滑塊在斜面上的滑行加速度為a，由牛頓其次定律，有mg(sinθ－μcosθ)＝ma代入數(shù)據(jù)得a＝3.2m/s2又：s＝eq\f(1,2)at2解得t＝2.5s到達(dá)斜面末端的速度大小v0＝at＝8m/s(2)小車與滑塊達(dá)到共同速度時(shí)小車起先勻速運(yùn)動(dòng)，該過程中小車與滑塊組成的系統(tǒng)在水平方向的動(dòng)量守恒，則：mv0＝(m＋M)v代入數(shù)據(jù)得：v＝2.4m/s滑塊在小車上運(yùn)動(dòng)的過程中，系統(tǒng)減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，得：μmgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))－eq\f(1,2)(m＋M)v2代入數(shù)據(jù)得L＝6.4m答案：(1)8m/s(2)6.4m(15分鐘40分)8.(7分)(多選)如圖所示，在光滑的水平面上有一靜止的物體M，物體上有一光滑的半圓弧軌道，最低點(diǎn)為C，兩端A、B一樣高，現(xiàn)讓小滑塊m從A點(diǎn)由靜止下滑，則()A．m不能到達(dá)M上的B點(diǎn)B．m從A到C的過程中M向左運(yùn)動(dòng)，m從C到B的過程中M向右運(yùn)動(dòng)C．m從A到B的過程中M始終向左運(yùn)動(dòng)，m到達(dá)B的瞬間，M速度為零D．M與m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，水平方向動(dòng)量守恒【解析】選C、D。M和m組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，所以m恰能達(dá)到M上的B點(diǎn)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)M與滑塊的速度都是0，故A錯(cuò)誤；M和m組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，m從A到C的過程中以及m從C到B的過程中m始終向右運(yùn)動(dòng)，所以M始終向左運(yùn)動(dòng)，m到達(dá)B的瞬間，M與m速度都為零，故B錯(cuò)誤，C正確；m從A點(diǎn)靜止下滑，物體M與m組成的系統(tǒng)水平方向所受合力為零，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，M和m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故D正確。9．(7分)(多選)如圖所示，在光滑平直的路面上靜止著兩輛完全相同的小車，人從a車跳上b車，又馬上從b車跳回a車，并與a車保持相對(duì)靜止。下列說法正確的是()A.最終a車的速率大于b車的速率B．最終a車的速率小于b車的速率C．全過程中，a車對(duì)人的沖量大于b車對(duì)人的沖量D．全過程中，a車對(duì)人的沖量小于b車對(duì)人的沖量【解析】選B、D。兩車完全相同，設(shè)兩車的質(zhì)量都是m，人與a車、b車組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零，系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，以向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mvb－(m人＋m)va＝0，解得：eq\f(va,vb)＝eq\f(m,m＋m人)＜1，則最終a車的速率小于b車的速率，故A錯(cuò)誤，B正確；全過程中，由動(dòng)量定理可知，人對(duì)a車的沖量大?。篒a＝Δpa＝mΔva＝mva，人對(duì)b車的沖量大?。篒b＝Δpb＝mΔvb＝mvb＝(m＋m人)va＞mva，則人對(duì)a車的沖量大小小于人對(duì)b車的沖量大小，人對(duì)車的作用力與車對(duì)人的作用力大小相等、方向相反、作用時(shí)間相等，因此人對(duì)車的沖量大小等于車對(duì)人的沖量大小，由于人對(duì)a車的沖量大小小于人對(duì)b車的沖量大小，則a車對(duì)人的沖量大小小于b車對(duì)人的沖量大小，故C錯(cuò)誤，D正確。10.(7分)(多選)如圖所示，在水平光滑桌面上有兩輛靜止的小車A和B，將兩車用細(xì)線拴在一起，中間有一被壓縮的彈簧，燒斷細(xì)線后至彈簧復(fù)原原長的過程中()A．A和B動(dòng)量變更量大小相同B．A和B動(dòng)能變更量相同C．彈簧彈力對(duì)A和B沖量大小相同D．彈簧彈力對(duì)A和B做功相同【解析】選A、C。由動(dòng)量守恒定律可知：A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故A、B動(dòng)量變更量大小相等，方向相反，所以彈簧彈力對(duì)A、B沖量大小相同，故A、C正確；由動(dòng)量守恒定律得mAvA－mBvB＝0，由機(jī)械能守恒定律得Ep＝eq\f(1,2)mAveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(A))＋eq\f(1,2)mBveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(B))，解得EkA＝eq\f(1,2)mAveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(A))＝eq\f(mB,mA＋mB)Ep，EkB＝eq\f(1,2)mBveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(B))＝eq\f(mA,mA＋mB)Ep，假如A、B兩小車的質(zhì)量不相等，則A、B動(dòng)能變更量不相同，由動(dòng)能定理可知，彈簧彈力對(duì)A、B做功也不相同，故B、D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示，某人站在一輛平板車的右端，車靜止在光滑的水平地面上，現(xiàn)人用鐵錘連續(xù)敲擊車的右端。下列對(duì)平板車的運(yùn)動(dòng)狀況描述正確的是()A．鐵錘掄起的過程中，車向右運(yùn)動(dòng)B．鐵錘下落的過程中，車向左運(yùn)動(dòng)C．鐵錘掄至最高點(diǎn)時(shí)，車速度為0D．鐵錘敲擊車瞬間，車向左運(yùn)動(dòng)【解析】選C。鐵錘、人和車組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，鐵錘掄起的過程中，車向左運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；鐵錘下落的過程中，有水平向左的速度，依據(jù)動(dòng)量守恒定律，車向右運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；鐵錘掄至最高點(diǎn)時(shí)，速度為零，依據(jù)動(dòng)量守恒定律，車速度為0，故C正確；鐵錘向左敲擊車瞬間，依據(jù)動(dòng)量守恒定律，車向右運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選C。11.(19分)如圖所示，在光滑水平面上停放著質(zhì)量為M＝2kg裝有四分之一光滑圓弧形槽PQ的物塊A，圓弧形槽的半徑為r＝0.2m且在Q處的切線水平，物塊A緊靠在與Q處等高的固定在地面上的臺(tái)階B的左端，臺(tái)階B的上表面光滑。一質(zhì)量也為m＝2kg的小球靠在較短的輕彈簧的左端，輕彈簧的右端固定在與臺(tái)階B連在一起的擋板上。向右移動(dòng)小球壓縮彈簧，當(dāng)彈簧中的彈性勢(shì)能達(dá)到Ep＝16J時(shí)，釋放小球，小球沖到物塊上。取g＝10m/s2。求：(1)小球剛滑到Q處時(shí)，小球?qū)壍繯處的壓力大小。(2)變更圓弧形槽的半徑，小球不從P處沖出圓弧形槽，圓弧形槽半徑滿意什么條件？【解析】(1)彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即：Ep＝eq\f(1,2)mv2，解得：v＝eq\r(\f(2Ep,m))＝4m/s小球在Q處受到重力和軌道支持力，其合力充當(dāng)向心力，則：N－mg＝meq\f(v2,r)解得：N＝mg＋meq\f(v2,r)＝180N由牛頓第三定律可知，小球?qū)壍繯處的壓力為180N(2)臨界狀況是小球在P點(diǎn)剛好沒出來，此時(shí)小球與A的速度相同。對(duì)小球和A由動(dòng)量守恒可得：mv＝(m＋M)v′解得：v′＝eq\f(mv,M＋m)＝2m/s從Q到P由動(dòng)能定理可得：－mgr＝eq\f(1,2)(m＋M)v′2－eq\f(1,2)mv2解得：r＝0.4m，即r不能小于0.4m答案：(1)180N(2)不小于0.4m【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖，光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體，斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上。某時(shí)刻小孩將冰塊以相對(duì)冰面3m/s的速度向斜面體推出，冰塊平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為h＝0.3m(h小于斜面體的高度)。已知小孩與滑板的總質(zhì)量為m1