训练3动量守恒定律-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册同步练测（人教版2019）

高中物理·选择性必修 第一册(人教版) 训练三 动量守恒定律 A.D+p=p.'+p。{ 基础练 应围 B.$ p-B=p.'+p。' 1.如图所示,小车与木箱 C.p'一p-p'+p。 紧挨着静放在光滑的 D.eb'+b=p'+p 水平冰面上,现有一男孩站在小车上用力 4.(多选)如图所示,质量分别为 向右迅速推出木箱,关于上述过程,下列说 n.=1.0kg和m.=2.0kg的弹 法正确的是 ( ) 性小球a、b,用轻绳紧紧地把它们捆在一 A. 男孩和本箱组成的系统动量守恒 起,使它们发生微小的形变。该系统以速 B.小车与木箱组成的系统动量守恒 度v=0.10m/s沿光滑水平面向右做直 C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量 守恒 线运动。某时刻轻绳突然自动断开,断开 D. 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量 后两球仍沿原直线运动。经过时间/一5.0s 增量相同 后,测得两球相距s一4.5m,则下列说法正 确的是 2.如图所示,在光滑水平面 _~ 上放一个质量为M的斜 A.刚分离时,a球的速度大小为0.7m/s 面体,质量为n的物体沿 77777777777770 B.刚分离时,b球的速度大小为0.2m/s 斜面由静止开始自由下滑,下列说法中正 C.刚分离时,a、b两球的速度方向相同 确的是 D.两球分开过程中释放的弹性势能为 A.斜面体和物体组成的系统动量守恒 0.27J B.斜面体和物体组成的系统所受合力方向 5.(多选)如图所示,带有斜 向上 面的小车A静止于光滑 C.斜面体和物体组成的系统水平方向动量 守恒 水平面上,现物体B以某一初速度冲上斜 面,在冲到斜面最高点的过程中 D.斜面体和物体组成的系统竖直方向动量 ) 守恒 A.若斜面光滑,系统动量守恒,机械能守恒 3.(多选)如图所示,A、B B.若斜面光滑,系统动量不守恒,机械能 两个小球在光滑水平面 守恒 上沿同一直线相向运动,它们的动量大小 C.若斜面不光滑,系统水平方向动量守恒 分别为和力,碰撞后A球继续向右运 机械能不守恒 动,动量大小为,此时B球的动量大小 D.若斜而不光滑,系统水平方向动量不守 为”,则下列等式成立的是 _ ) 恒,机械能不守帽 6.质量为1000kg的轿车与质量为4000kg 能力练 的货车迎面相撞,碰撞后两车纹在一起,并 沿货车行驶方向运动一段路程后停止(如 7.一个礼花弹竖直上升到最高点时刚好炸裂 图所示)。从事故现场测出,两车相撞前; 成三块碎片,如果这三块碎片的质量和动 货车的行驶速度为54km/h,撞后两车的 量大小均相等,则在礼花弹炸裂后的瞬苗 这三块碎片的运动方向可能是 共同速度为18km/h。该段公路对轿车的限 . 速为100km/h,试判断轿车是否超速 行驶。 _ A B C ## # 8.(多选)如图,弹策的一 _w 1000kg 4000lg 端固定在竖直墙上,质 量为的光滑孤形静止在光滑水平面 上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为 n的小球从糟上高^处由静止开始自由下 滑,则 ) A.在小球下滑的过程中,小球和组成的 系统水平方向动量守恒 B.在小球下滑的过程中,小球和糟组成的 系统动量守恒 C.小球与弹策作用时,小球与弹策组成的 系统动量守恒 D.小球与弹箭作用时,小球与弹策组成的 系统动量不守恒 9.(多选)如图所示,水 , 平面上有两个木块, 7777777777 两木块的质量分别为n、m。,且m。-2m。 开始时两木块之间有一根用轻绳缚住的已 压缩轻弹策,烧断绳后,两木块分别向左、 右运动。若两木块n,和n。与水平面间的 动摩擦因数分别为、,且一2,则在 ( 弹策伸长的过程中,两木块 ) A.动量大小之比为1:1 B.速度大小之比为2:1 C.动量大小之比为2:1 D.速度大小之比为1:1 , 高中物理·选择性必修 第一册(人教版) 10. 如图所示是一个物理演示实 12.如图所示,在光滑的水平 验,图中自由下落的物体A和 面上有两个并排放置的 木块A和B,已知木块 B被反弹后,B能上升到比初 7777777777 位置高的地方。A是某种材 A、B的质量分别为m.=500g、m= 料做成的有回坑的实心球,质量为m 300g。有一个质量为80g的小铜块C以 0.28kg,在其顶部的凹坑中插着质量为 25m/s的水平初速度开始在A表面滑 n.一0.1kg的木棍B,B只是松松地插在 动。由于C与A、B之间有摩擦,铜块最 凹坑中,其下端与坑底之间有小空隙。将 后停在B上,B和C一起以2.5m/s的速 此装置从A下端离地板的高度H= 度共同前进。求: 1.25m处由静止释放。实验中,A触地后 (1)木块A的最后速度’; 在极短时间内反弹,且其速度大小不变, (2)小铜块C离开A时,小铜块C的速 接着B脱离A开始上升,而A恰好停留 度v'。 在地板上,则反弹后B上升的高度为(重 力加速度g取10m/s) A.4.05m B.1.25m C.5.30m D.12.5m 11.(多选)“胸口碎大石”是民间杂要的常见 节目(危险节目,请勿模 仿)。其原理如图所示,皮 囊A放置在水平地面上,上 面压着一块质量M-54kg的 石板,质量m-6kg的铁锤以v。-5m/s 的速度竖首向下硬中石板,碰撞时间极 短,铁锤与石板瞬间达到共同速度,目向 下匀变速运动2cm减速到零,忽略手持 锤的作用力,取重力加速度g-10m^{}。 V/ 。 A.铁锤与石板碰后瞬间达到的共同速度 为0.5m/s B.铁锤与石板碰撞过程损失的机械能为 751 C.碰后向下减速到零的过程,皮囊A对 石板做的总功为-7.5] D.碰后向下减速到零的过程,皮囊A对 石板的冲量大小为78N·s训练三 动量守恒定律 基础练巩固应用 1.C 由动量守恒定律成立的条件可知男孩、小车与木箱 三者组成的系统动量守恒，AB错误，C正确；木箱的动 量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反， D错误。 2.C 斜面体和物体组成的系统在水平方向所受外力的 矢量和为零，水平方向系统动量守恒，C正确；竖直方向 系统所受外力的矢量和不为零，且方向向下，系统在竖 直方向上动量不守恒，则斜面体和物体组成的系统动量 不守恒，ABD错误。 3.BD 因水平面光滑，所以A、B两球组成的系统在水平 方向上动量守恒。以向右为正方向，由于 p?、P?、p?′、 p?'均表示动量的大小，所以碰前的动量为p?—p?,碰后 的动量为 p?′+p?',B正确。经变形得一p?′+p?=p? 十p?,D正确。 4. ABD 系统的总动量守恒，以向右为正方向，由动量守 恒定律得(m?+m?)v?=m?v?+m?v?,两球相距s=v?t一 v?t,代入数据解得 v?=0.7m/s,v?=—0.2 m/s,负号表 示速度方向与正方向相反，故 AB正确，C错误；由能量 (?+m)o2+E,=2m;v2+2m?v2,守恒定律得 代入数据解得 E。=0.27 J,故 D正确。 5.BC 无论斜面是否光滑，系统水平方向不受外力，水平 方向动量守恒，但竖直方向物体 B受力不平衡，竖直方 向动量不守恒；斜面光滑的情况下机械能守恒，斜面粗 糙的情况下机械能不守恒，选项 BC正确，AD错误。 6.解析 碰撞过程中两车间的相互作用力很大，可忽略两车 受到的其他作用力，近似认为两车在碰撞过程中动量守 恒。设轿车质量为m?,货车质量为m;碰撞前轿车速度为 v?,货车速度为v?;碰撞后两车的共同速度为v。选轿车碰 撞前的速度方向为正方向。碰撞前系统的总动量为m?v? 十m?v?,碰撞后系统的总动量为(m?+m)v,由动量守恒定 律得m,a,+m?n?=(m,+m?)0,o,=(m+m)d- =-(1000+4010×18+400×54 km/h=126 km/h >100 km/h,故轿车在碰撞前超速行驶。 答案 轿车超速行驶 能力练素养提升 7.C 由于三块碎片的质量和动量大小均相等，若是选项 A、B、D中的情境，分离后动量的矢量和不可能为零，不 满足系统的动量守恒。若是选项C中的情境，分离后动 量的矢量和为零，满足系统动量守恒。故选C。 8.AD 在下滑的过程中，小球和槽组成的系统，在水平方 向上不受力，则水平方向上动量守恒，故选项 A正确，B 错误；小球与弹簧接触后，小球与弹簧组成的系统受到 墙的作用力，墙对系统的作用力是外力，则系统动量不 守恒，故选项D正确，C错误。 9.AB 以两木块及弹簧组成的系统为研究对象，绳断开 后，弹簧对两木块的推力可以看成是内力；水平面对两 木块有方向相反的滑动摩擦力，且F?=μ?m?g,F?= μ?m?g。因此系统所受合外力F合=A?m?g—μ?m?g=0, 满足动量守恒定律的条件。设弹簧伸长过程中某一时 刻，两木块速度大小分别为 v?、v?。由动量守恒定律有 (以向右为正方向):一m?v?+m?v?=0,即m?v?=m?V?。 即两木块的动量大小之比为1:1,故 A项正确。两木 -m;=2,块的速度大小之比为 ,故 B项正确。 10.A 由题意可知，开始时 A、B做自由落体运动，根据v2 =2gH 可得 A、B的落地速度大小 v=√2gH,A反弹 后与B的碰撞为瞬时作用，A、B组成的系统在竖直方 向上所受合力虽然不为零，但碰撞时间很短，系统的内 力远大于外力，所以动量近似守恒，取竖直向上为正方 h=2g向，则有m?o-m?v=0+m?v?',B上升的高度 联立并代入数据得h=4.05 m,故选 A。 11.AD 铁锤与石板碰撞过程中二者动量守恒，有mv?= (m+M)v?,解得 v?=0.5 m/s,A正确；系统损失的机 △E=÷mo3-_(m+M)a2=67.5J,B错误；械能为 铁锤与石板共速后，对铁锤和石板由动能定理得(mg +Mg-F)d=0-_(m+M)v2,解得F=975N,皮囊 A对石板做的总功W=—Fd=-19.5J,C错误；由动 量定理可得(m+M)v?=(F—mg-Mg)t,解得t=0.08 s, 皮囊 A对石板的冲量大小为 I= Ft=78N·s,D 正确。 12.解析 C在 A上滑动时，选 A、B、C作为一个系统，其 总动量守恒，则mcv?=mcvc′+(mA+mg)vA′,C滑到B 上后 A做匀速运动，再选B、C作为一个系统，其总动 量也守恒，则mcvc'+mgvx'=(mp+mc)vc,[也可以 研究C在A、B上面滑动的全过程，在整个过程中 A、 B、Ca联立求解即可得到，=2.1m/s,c=4(m/s。 答案(1)2.1 m/s (2)4 m/s 训练四 弹性碰撞和非弹性碰撞 基础练巩固应用 1.B 设碰撞后甲的速度为v,以乙的运动方向为正方 向，根据动量守恒定律可得3mv—mv=mw,故碰后甲 的速度为 v=2v,D错误；碰前甲、乙的总动能为 E= 2×3mv2+2mv2=2mv2,碰后甲、乙的总动能为 E =mv2=2m2,由于碰撞前后总动能相等，所以此碰 撞为弹性碰撞，碰撞后系统总动能没有损失，没有转化 为内能，B正确，A、C错误。故选 B。 2.B 由题图知，A球以初速度与原来静止的 B球碰撞， 碰撞后 A球反弹且速度小于初速度，根据碰撞规律知， A球质量小于B球质量。 3.C A、B两球在碰撞过程中动量守恒，所以有 p?+p?= p?′+p',即p?′=2 kg·m/s。由于在碰撞过程中，不可 能有其他形式的能量转化为机械能，只能是系统内物体 间机械能相互转化或一部分机械能转化为内能，因此系 m+m>m+m,统的机械能不会增加，所以有 m≤-m。所以有 因为题目给出物理情境是“A从后 m>,即面追上 B”,要符合这一物理情境，就必须有 m<号m?;同时还要符合碰撞后B球的速度必须大于 17