新教材2024高中物理第一章動(dòng)量守恒定律1.1動(dòng)量同步測(cè)試新人教版選擇性必修第一冊(cè)

第一章動(dòng)量守恒定律1動(dòng)量【基礎(chǔ)鞏固】1.在探究碰撞中的不變量的試驗(yàn)中,用下圖所示的斜槽裝置進(jìn)行探究,下列說法正確的是 ()A.選擇試驗(yàn)儀器時(shí),天平可選可不選B.試驗(yàn)中的斜槽須要光滑且末端切線水平C.須要記錄小球拋出的高度及水平距離,以確定小球離開斜槽末端時(shí)的速度D.無論是否放上被碰小球,入射小球都必需從同一高度由靜止釋放解析:在探究碰撞中的不變量的試驗(yàn)中,必需運(yùn)用天平測(cè)量兩小球的質(zhì)量,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.通過平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解碰撞前后的速度,只要求小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng),即軌道末端切線必需水平,但對(duì)斜槽是否光滑沒有要求,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.試驗(yàn)中只需記錄水平射程即可,不須要記錄小球被拋出的高度和確定離開末端時(shí)的速度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.要保證每次碰撞前入射球的速度相同,入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下,選項(xiàng)D正確.答案:D2.下圖是某同學(xué)利用光電門和氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量的試驗(yàn)裝置圖,下列做法正確的是 ()A.用壓強(qiáng)計(jì)測(cè)量滑塊的質(zhì)量B.用米尺測(cè)量擋光片的寬度C.用停表測(cè)量擋光片通過光電門的時(shí)間D.用擋光片的寬度除以擋光時(shí)間來計(jì)算滑塊的瞬時(shí)速度解析:測(cè)量滑塊的質(zhì)量須要用天平,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.擋光片很窄,測(cè)量其寬度須要用毫米刻度尺,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.用數(shù)字計(jì)時(shí)器測(cè)量擋光片通過光電門的時(shí)間,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.用擋光片的寬度除以擋光時(shí)間來計(jì)算滑塊的瞬時(shí)速度,選項(xiàng)D正確.答案:D3.在利用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量的試驗(yàn)中,可能增大試驗(yàn)誤差的因素是 ()A.導(dǎo)軌安放水平B.小車上擋光片傾斜C.兩小車質(zhì)量不相等D.兩小車碰后連在一起解析:導(dǎo)軌不水平,小車速度將受重力的影響,從而增大試驗(yàn)誤差,所以導(dǎo)軌應(yīng)安放水平,選項(xiàng)A不符合題意.擋光片傾斜會(huì)導(dǎo)致?lián)豕馄瑢挾炔坏扔趽豕怆A段小車通過的位移,使計(jì)算速度誤差增大,選項(xiàng)B符合題意.兩小車質(zhì)量不相等,兩小車碰后連在一起,均不會(huì)增大試驗(yàn)誤差,選項(xiàng)C、D不符合題意.答案:B4.關(guān)于動(dòng)量,下列說法正確的是 ()A.速度大的物體,它的動(dòng)量肯定也大B.動(dòng)量大的物體,它的速度肯定也大C.只要物體運(yùn)動(dòng)的速度大小不變,物體的動(dòng)量就保持不變D.質(zhì)量肯定的物體,動(dòng)量變更量越大,該物體的速度變更量肯定越大解析:動(dòng)量由質(zhì)量和速度共同確定,只有質(zhì)量和速度的乘積大,動(dòng)量才大,選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤.動(dòng)量是矢量,只要速度方向變更,動(dòng)量就發(fā)生變更,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.由Δp=mΔv知,選項(xiàng)D正確.答案:D5.(多選)在任何相等時(shí)間內(nèi),物體動(dòng)量的變更量總是相等的運(yùn)動(dòng)可能是 ()A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)B.勻變速直線運(yùn)動(dòng)C.自由落體運(yùn)動(dòng) D.平拋運(yùn)動(dòng)解析:物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)所受的合力恒定不變,加速度恒定,所以在相等的時(shí)間內(nèi)速度的變更量Δv=aΔt恒定,可知在任何相等時(shí)間內(nèi)的動(dòng)量變更量總相等,而物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),合力是變力,選項(xiàng)B、C、D均正確,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.答案:BCD6.(多選)第29屆廣州博覽會(huì)于2024年10月在廣州舉辦,會(huì)上展出了一種乒乓球陪練機(jī)器人,該機(jī)器人能夠依據(jù)發(fā)球人的身體動(dòng)作和來球信息,剛好調(diào)整球拍將球擊回.若機(jī)器人將乒乓球以原速率斜向上擊回,球在空中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后落到對(duì)方的臺(tái)面上,忽視空氣阻力和乒乓球的旋轉(zhuǎn).下列說法正確的是()A.擊球過程合外力對(duì)乒乓球做功為0B.擊球過程乒乓球動(dòng)量的變更量為0C.在上升過程中,乒乓球處于失重狀態(tài)D.在下落過程中,乒乓球處于超重狀態(tài)解析:球拍將乒乓球原速率擊回,可知乒乓球的動(dòng)能不變,動(dòng)量方向發(fā)生變更,即合力做功為0,動(dòng)量的變更量不為0,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;無論上升還是下降過程中,乒乓球只受重力作用,處于失重狀態(tài),選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:AC7.國際排聯(lián)女排大冠軍杯收官日,中國女排擊敗日本,以五戰(zhàn)全勝的成果奪得冠軍.假設(shè)運(yùn)動(dòng)員將質(zhì)量為m的排球擊出.假如排球被擊出前后瞬時(shí)速度的大小分別為v1、v2,v1與v2方向相反,且v2>v1,那么此過程中排球的動(dòng)量變更量 ()A.大小為m(v2-v1),方向與v1方向相同B.大小為m(v2+v1),方向與v1方向相同C.大小為m(v2-v1),方向與v2方向相同D.大小為m(v2+v1),方向與v2方向相同解析:取v2的方向?yàn)檎较?則末動(dòng)量p2=mv2,初動(dòng)量p1=m(-v1),動(dòng)量變更量Δp=p2-p1=m(v2+v1),方向與v2方向相同,選項(xiàng)D正確.答案:D8.用下圖所示的裝置進(jìn)行探究碰撞中的不變量試驗(yàn):A.先測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB及滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,查出當(dāng)?shù)氐淖杂陕潴w加速度g;B.用細(xì)線連接滑塊A、B,使A、B間的彈簧處于壓縮狀態(tài),滑塊B緊靠桌邊;C.剪斷細(xì)線,測(cè)出滑塊B做平拋運(yùn)動(dòng)落地時(shí)的水平位移為x1,滑塊A沿桌面滑行距離為x2.為探究碰撞中的不變量,寫出還需測(cè)量的物理量及表示它的字母:,假如碰撞前后mv的和不變,那么應(yīng)滿意的關(guān)系是.

解析:該試驗(yàn)探究碰撞中的不變量,則有mBvB=mAvA,而vB=x1g2h,vA=所以還需測(cè)量桌面離地面的高度h.滿意的關(guān)系式是mBx1g2h=mA答案:桌面離地面的高度hmBx1g2h=m【拓展提高】9.物體的動(dòng)量變更量的大小為5kg·m/s,這說明 ()A.物體的動(dòng)量在減小B.物體的動(dòng)量在增大C.物體的動(dòng)量大小肯定變更D.物體的動(dòng)量大小可能不變解析:物體的動(dòng)量變更量的大小為5kg·m/s,動(dòng)量變更量是矢量,動(dòng)量變更量的方向與初動(dòng)量可能同向、可能反向、也可能不在同一條直線上,物體的動(dòng)量的大小可能增大、可能減小、也可能不變,選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤.答案:D10.(2024·湖南卷)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用位置x和動(dòng)量p描述,稱為相,對(duì)應(yīng)p-x圖像中的一個(gè)點(diǎn).物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變更可用p-x圖像中的一條曲線來描述,稱為相軌跡.假如一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則對(duì)應(yīng)的相軌跡可能是 ()ABCD解析:一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),那么位移與速度的關(guān)系為x=v22a,而動(dòng)量表達(dá)式為p=mv,聯(lián)合兩式可得p2=2am2x.位移和速度均沿著答案:D11.在足球競(jìng)賽中,一運(yùn)動(dòng)員踢一個(gè)質(zhì)量為0.4kg的足球.(1)若起先時(shí)足球的速度是4m/s,方向向右,踢球后,球的速度為10m/s,方向仍向右(如圖甲所示),則足球的初動(dòng)量p=kg·m/s,方向,足球的末動(dòng)量p'=kg·m/s,方向;在這一過程中足球動(dòng)量的變更量Δp=kg·m/s,方向.

甲乙(2)若足球以10m/s的速度撞向球門門柱,然后以3m/s速度反向彈回(如圖乙所示),則這一過程中足球的動(dòng)量變更量大小是kg·m/s,方向;動(dòng)能(選填“增加”或“削減”)J.

解析:(1)取向右為正方向,初動(dòng)量為p=mv=0.4×4kg·m/s=1.6kg·m/s,方向向右;末動(dòng)量為p'=mv'=0.4×10kg·m/s=4kg·m/s,方向向右.動(dòng)量的變更量為Δp=p'-p=2.4kg·m/s,方向向右.(2)取向右為正方向,初動(dòng)量為p1=mv'=0.4×10kg·m/s=4kg·m/s,方向向右;末動(dòng)量為p2=mv″=0.4×(-3)kg·m/s=-1.2kg·m/s,方向向左.動(dòng)量的變更量為Δp'=p2-p1=-5.2kg·m/s,負(fù)號(hào)表示方向向左.動(dòng)能變更量ΔEk=12mv″2-12mv'-18.2J,即動(dòng)能削減了18.2J.答案:(1)1.6向右4向右2.4向右(2)5.2向左削減18.212.如圖甲所示,在水平光滑軌道上停著A、B兩輛試驗(yàn)小車,A車上系有一穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶.啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,使A車獲得水平向右的速度,A車運(yùn)動(dòng)一段距離后,與靜止的B車發(fā)生正碰并連在一起運(yùn)動(dòng).紙帶記錄下碰撞前A車和碰撞后兩車的運(yùn)動(dòng)狀況,如圖乙所示.若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,則碰撞前A車速度大小為m/s,碰撞后兩車的共同速度大小為m/s.假如已知碰撞過程中mv是不變量,那么mA∶mB=.

甲乙解析:由題中紙帶上點(diǎn)跡位置可知,前兩段間隔均為1.20cm,最終兩段間隔均為0.80cm,碰撞前后小車均做勻速直線運(yùn)動(dòng),碰前速度v=1.200.60m/s,碰后速度v'=0.80×10-20.02m/s=0.40m/s.因?yàn)閙mA∶mB=2∶1.答案:0.600.402∶113.某同學(xué)用如圖所示的裝置探究碰撞中的不變量.先讓a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)由靜止起先滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù)10次;再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端旁邊,使其靜止,讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止起先滾下,和b球相碰后兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次.(1)本試驗(yàn)必需測(cè)量的物理量有.

A.斜槽軌道末端到水平地面的高度h'B.小球a、b的質(zhì)量ma、mbC.小球a、b的半徑rD.小球a、b在離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間E.記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離xOA、xOB、xOCF.a球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h(2)小球a、b的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)滿意關(guān)系.

(3)放上被碰小球后兩小球下落時(shí)間(選填“相等”或“不相等”).

(4)碰后小球a、b的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的點(diǎn)和點(diǎn).

(5)依據(jù)本試驗(yàn)方法,探究不變量的式子是.

解析:(1)兩小球離開軌道后各自做平拋運(yùn)動(dòng),則兩小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等,所需探究的表達(dá)式為mav0=mava+mbvb,此式兩邊同時(shí)乘時(shí)間t得mav0t=mavat+mbvbt,即maxOB=maxOA+mbxOC,因此試驗(yàn)須要測(cè)量兩球的質(zhì)量和兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移,故選B、E.(2)為防止碰撞過程入射球反彈,入射球的質(zhì)量應(yīng)大于被碰球的質(zhì)量,即ma>mb.(3)由于兩小球都從軌道末端起先做平拋運(yùn)動(dòng),據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知,放上被碰小球后兩小球下落時(shí)間相等.(4)小球a和小球b相撞后,小球b的速度增大,小球a的速度減小,b球在前,a球在后,兩球都做平拋運(yùn)動(dòng),由圖示可知,未放被碰小球時(shí)小球a的落地點(diǎn)為B點(diǎn),碰撞后a、b的落地點(diǎn)分別為A、C點(diǎn).(5)由(1)可知,試驗(yàn)須要驗(yàn)證的表達(dá)式為maxOB=maxOA+mbxOC.答案:(1)BE(2)ma>mb(3)相等(4)AC(5)ma·xOB=ma·xOA+mb·xOC【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】14.某同學(xué)把兩塊質(zhì)量不同的鐵塊用細(xì)線連起來,中間夾一被壓縮了的彈簧,如圖所示.將這一系統(tǒng)置于光滑水平桌面上,燒斷細(xì)線,視察鐵塊的運(yùn)動(dòng)狀況,進(jìn)行必要的測(cè)量,來探究物體間相互作用時(shí)的不變量.(1)該同學(xué)還必需打算的器材是

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(2)須要干脆測(cè)量的數(shù)據(jù)是

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(3)用所得數(shù)據(jù)探究物體間相互作用時(shí)的不變量,得到的關(guān)系式是

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解析:本題為設(shè)計(jì)性