第1章 动量与动量守恒定律（拔高练）-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册(教科版2019)

进阶 突破 第一章动量与动量守恒定律 第1节动量 1.两辆汽车的质量分别为m1和m2,沿水平方向做匀速直线运动并且具有相等的动能，则两辆 汽车动量大小之比是 A. m m B. C. D.( m m2 m m. 2.如图所示，小球A从光滑固定斜面顶端由静止释放，小球B从与A等高的位置静止释放，A、B 均可视为质点，且质量相等则下列判断中正确的是 ( A.两球落地时的动量相同 B.从释放到落地，两球动量的变化量相同 C.落地瞬间，重力的瞬时功率相同 D.从释放到落地，小球A动量变化率小 3.(2023·江苏大联考)一小物块以一定的初速度沿粗糙斜面的底端向上滑动，然后滑回到原 处取出发点为坐标原点、沿斜面向上为正方向.滑块的动量、动能E,随位移x变化关系图 像中，能描述该过程的是 第2节动量定理 1.(2023·广东四校联考)气垫鞋通过气垫的缓冲减小地面对脚的冲 击力，如图所示某同学的体重为G,穿着平底布鞋时双脚竖直着地 内置气垫 过程中与地面的作用时间为t。,受到地面的平均冲击力大小为4G 若脚着地前的速度保持不变，该同学穿上某型号的气垫鞋时，双脚竖直着地过程中与地面的 作用时间变为2.5。，则该同学受到地面的平均冲击力大小变为 A.2.2G B.2.0G C.1.8G D.1.6G 2.(2024·湖北模拟)如图所示，在光滑的水平面内建立x0y坐标系，质量为m的小球以某一速 度从O点出发后，受到一平行于y轴方向的恒力作用，恰好通过A点，已知小球通过A点的速 度大小为o,方向沿x轴正方向，且OA连线与Ox轴的夹角为30°，则 () A.恒力的方向一定沿y轴正方向 B.恒力在这一过程中所做的功为？m品 309 C.恒力在这一过程中的冲量大小为， 3 D.小球从O点出发时的动能为m哈 进阶突破·拔高练0阿 3.在天宫课堂第二课上，航天员叶光富给我们展示了一个科学实验重器“高 微重力科学实验柜”.当柜体受到一个干扰偏离原位置时，柜体通过喷气又 慢慢回到了原位置.将该过程简化为如图所示的模型，物块静止在光滑水平 面上的O点，左右有两个喷气装置A和B,当给物块一个向左的初速度时，喷气装置A立即向 左喷气，经过一段时间，装置A关闭，同时装置B向右喷气，直到物块回到出发点O且速度为 零，假设喷气装置A、B喷气过程中对物块的作用力大小相等且不变，喷气对物块质量的影响忽 略不计，则该过程中A、B喷气装置喷气的时间之比的大小等于 A.1 B.2 C.2 D.√2+1 第3节 动量守恒定律 第1课时》动量守恒定律 1.(2024·黑龙江哈师大附中期中)（多选）如图所示，木块B与水平面间的摩擦不计，子弹A沿 水平方向射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来，然后木块压缩弹簧至弹簧最短，将 子弹射入木块到刚好相对于木块静止的过程称为【，此后木块压缩弹簧的过程称为Ⅱ，则 ( A.过程I中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒，动量守恒 B.过程I中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能不守恒，动量也不 守恒 C.过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量也守恒 D.过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量不守恒 2.(2023·江西吉安期末)两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上，现在，其 中一人向另一人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回如此反复几次后，甲和乙最后速率甲、 v2的关系是 () A.若甲最先抛球，则一定是P甲>z B.若乙最先抛球，则一定是甲>心z C.无论甲、乙谁先抛球，只要乙最后接球，就应是甲>"z D.无论怎样抛球和接球，都是甲>w乙 3.(2024·湖北黄冈月考)如图所示，将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定 在水平面上的物块.今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始下落，与圆弧槽相切自A 点进入槽内，并从C点飞出，则以下结论中正确的是 A.小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功 0 B.小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒 C.小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平 方向动量守恒 D.小球离开C点以后，将做竖直上抛运动 O2黑白题物理I选择性必修第一册·JK 第2课时》动量守恒定律的应用 1.(2024·湖南邵阳月考)如图所示，静止在光滑水平面上的小车质量为M,固 定在小车上的杆用长为的轻绳与质量为m的小球相连，将小球向右拉至水 平位置后放手，则小车向右移动的最大距离为 ( ）99 ml MI 2ml 2MI A. B. C. D. M+m M+m M+m M+m 2.(2024·西藏林芝期末)如图所示，质量为1kg的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙 面固定一劲度系数为30N/m的轻弹簧，弹簧处于自然状态.质量为2kg的小物块以。= 3m/s的速度水平向右滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触.木板足够长，物块与 木板间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.弹簧始终处在弹性限度内，取重 力加速度g=10m/s2.下列说法正确的是 ) A.木板接触弹簧前，物块与木板组成的系统机械能守恒 B.木板刚接触弹簧时的速度大小为1m/s Wt 70/ C.木板运动前右端距弹簧左端的距离为0.25m D.木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量为0.2m 3.(2024·贵州兴义五中月考)如图所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是 半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是光滑水平轨道，AB和BC两段轨道相切于B点， 小车右端固定一个连接轻弹簧的挡板，开始时弹簧处于自由状态，自由端在C点，C点到挡板 之间轨道光滑。一质量为m=?可视为质点的滑块从圆弧轨道的最高点由静止滑下，而后滑 入水平轨道，重力加速度为g.下列说法正确的是 A.滑块到达B点时的速度大小为√2gR 3gR B Cw B.滑块到达B点时小车的速度大小为 2 7n787777n77 C.弹簧获得的最大弹性势能为MgR D,滑块从A点运动到B点的过程中，小车运动的位移大小为R 第4节实验：验证动量守恒定律 1.(2024·河北雄县期末)某实验小组利用如图1所示的装置进行实验来验证动量守恒定律.实 验时，调节气垫导轨水平，用两小球将一轻弹簧压缩（小球和轻弹簧不连接）放在桌面的气垫 导轨上，并在两小球之间用一轻绳拴接，某时刻烧断轻绳，轻弹簧将两小球弹开，轻弹簧的原 长比气垫导轨的长度短请回答下列问题： 气垫学轨甲 m单位：cm 55 56 图1 图2 进阶突破·拔高练03 (1)为了完成实验，需要测量的物理量有 (多选) A.小球甲、乙的质量m1、m B.气垫导轨的上表面到水平面的高度h C.小球甲、乙的落地点到气垫导轨左、右边缘的水平距离，、x D.轻弹簧的压缩量△x E.重力加速度g (2)保持弹簧的压缩量不变，重复操作，小球乙多次的落地点如图2所示，则该刻度尺的读数 为 cm. (3)为了完成动量守恒定律的验证，关系式成立的是 [用第(1)问中所选的测量量表示]. (4)为了求解弹簧压缩时储存的弹性势能，除了第(1)问中测量的量外，还需要测量的物理量 有 [填第(1)问中的选项]，轻绳烧断瞬间，弹簧储存的弹性势能为E。= [用第(1)问、第(4)问中所选的测量量表示]： 第5节碰撞 1.(多选)如图所示，运动的球A(质量、初速度都确定)在光滑水平面上与一个原来静止的球B (质量可玫变)发生弹性碰撞 () ④- (B) A.要使B球获得最大动能，则应让B球质量与A相等 B.要使B球获得最大速度，则应让B球质量远小于A球质量 C.要使B球获得最大动量，则应让B球质量远大于A球质量 D.若B球质量远小于A球质量，则B球将获得最大动能、最大速度及最大动量 2.(多选)某同学做了一个趣味实验，如图所示，有两个弹性小球A、B重叠放置，质量 8 分别为m,、m2,两球球心在同一竖直线上现让它们在距水平地面高h处由静止释 放，落地时认为小球B先与地面碰撞，再与小球A碰撞，小球A碰后能上升的最大 高度为H.所有的碰撞都是弹性碰撞，碰撞时间忽略不计，碰撞前后两小球都在竖 直方向运动，两小球均可视为质点，不计空气阻力.下列说法正确的是 77777于77 A.若m2=3m1,则H=4h B.若m2=3m1,则H=9h C.若m2≥m1,则近似有H=9h D.若m2≥m1,则近似有H=16h 第6节反冲 1.(2023·湖南长沙雅礼中学月考)用质量分布均匀的长方形光滑玻璃板AB做成的跷跷板置 于O点上，左右两侧等高被轻质细绳锁定的C、D小车之间放置一压缩轻质弹簧，已知轻质 弹簧与小车不拴接，将连有轻弹簧的C、D小车静置于跷跷板上，左右两侧仍等高.烧断细线， 则 () 4 LC wwwwtB B 八 777777777777777777777777 04黑白题物理|选择性必修第一册·JK A.跷跷板向左侧倾斜 B.跷跷板向右侧倾斜 C.左右两侧仍等高 D.无法确定 2.(2023·湖南名校教研联盟模拟)如图所示，棱长为α、大小形状相同的立方体木块和铁块，质 量为m的木块在上、质量为M的铁块在下，正对用极短细绳连结悬浮在平静的池中某处，木 块上表面距离水面的竖直距离为h.当细绳断裂后，木块与铁块均在竖直方向上运动，木块刚 浮出水面时，铁块恰好同时到达池底.仅考虑浮力，不计其他阻力，则池深为 () A.Mmh B.M+m(h+2a） M (h+2a) D. 3.(2024·四川成都一模)如图所示，A、B、C静置于水平面上，B、C之间放有少量炸药，极短时 间内爆炸产生60J的能量中有90%转化为B、C两物体的动能.已知m,=2kg,mg=1kg,mc三 3kg:A与地面之间的动摩擦因数u1=0.05,A与B之间的动摩擦因数u=0.5,A与C之间的 动摩擦因数kc=0.4.A板足够长，重力加速度g取10m/s2.求： (1)爆炸后瞬间A、B、C的加速度大小： (2)爆炸后瞬间B、C的速度大小： (3)爆炸后到A板向右运动到最远的过程中，A与地面之间因为摩擦而产生的热量 炸药 B C 77777777777777777777 进阶突破·拔高练05进阶突破·拨高练 第一章 动量与动量守恒定律 第3节 动量守恒定律 第1节 动量 第1课时 动量守恒定律 1.B2.D 1. AD 解析:子弹射入木块到刚好相对于木块静止的过程1 3. B 解析:AB.小物块向上滑动时做匀减速直线运动- 中,由于时间极短,弹没来得及发生形变,弹赘的弹力认为 {},可 是零,子弹和木块组成的系统所受的合外力为零,所以系统 动量守恒,但系统内克服阻力做功,产生内能,系统的机械能 不守恒,故A正确,B错误;在过程II中,子弹、弹策和木块历 知,x图像为一条开口向x负半轴的抛物线.小物块向下滑 组成的系统受到墙壁的作用力,系统所受的外力之和不为 动时做匀加速直线运动,令向上匀减速至最高点的位移为 零,则系统动量不守恒,但系统内只有弹策的弹力做功,且系 1,,可知p-x图 x.,则有v}=2a(x。-x),解得x=xo 统所受外力不做功,故系统机械能守恒,故C错误,D正确. 2ma. 故选AD 像亦为一条开口向:负半轴的抛物线,A错误,B正确.CD.根 2.C 解析:甲、乙两人与球组成的系统动量守恒,故最终甲 据动能定理F。x=AE.可知E.-x图像斜率的绝对值表示 乙的动量大小必相等,谁最后接球,谁的质量中就包含了球 合外力大小,由于小物块先向上做匀减速直线运动,减速至 的质量,即质量大,由动量守恒定律得m.v.=mv.因此最终 0.即减速至动能为0.后向下做匀加速直线运动,则其合外 谁接球谁的速率小.A.B.D与结论不相符.C与结论相符,故 力方向均向下,对小物块进行受力分析,向上运动受到的合 选C. 力大于向下运动受到的合力,即向上运动图像的斜率的绝对 3.C 解析:ABC.小球在半圆内由A向B运动时,由于糟的 值大于向下运动图像斜率的绝对值,又由于存在摩擦阻力 左侧有一固定在水平面上的物块,不会向左运动,则小球 可知小物块加速至底端的动能小于小物块刚刚从斜面底端 的机械能守恒,从A到B做圆周运动,小球和组成的系统 在水平方向上所受合外力不为零,动量不守恒;小球从B到 向上运动时的动能,则E.-x图像如图所示. C运动的过程中,向右运动,系统在水平方向上合外力为 零,动量守恒,糟的支持力对其做功,小球的机械能不守恒 故AB错误,C正确;D.小球离开C点时,既有竖直向上的分 速度,又有水平分速度,小球做斜上抛运动,故D错误.故 选C. 第2课时 动量守恒定律的应用 1.C 解析:对于小球与小车组成的系统而言,机械能守恒、总 CD错误.故选B 动量不守恒,但由于系统所受的外力都在竖直方向上,而在 第2节 动量定理 水平方向不受外力,所以系统在水平方向上动量守恒,以向 1.A 解析:若脚着地前的速度保持不变,则着地时动量的变 左为正方向,由动量守恒定律得m.=M。,等式两边同时乘 化不变,则合外力的冲量不变,即(4G-G)t。=(F-G)2.5t。,解 得mr.t=Mr、t.即ms.=Ms.,小球和小车水平方向移动的距 离之和最大为21,有s,+5=21.联立解得。:-M” 得F-2.2G.故选A. 2nl ,故C正确. 2.C 解析:A.小球受到恒力作用做匀变速曲线运动,利用逆向 思维法,小球做类平抛运动,由此可判断恒力方向一定沿, 2.D 解析:A.木板接触弹策前,物块与木板组成的系统由于 轴负方向,故A错误;D.由几何关系可得tan30o-- 有摩擦生热,则机械能不守恒,选项A错误;B.由于地面光 滑,则m.、m。组成的系统动量守恒,则有m,%。=(m.+m。)r, 代入数据有v.三2m/s.选项B错误;C.对m.受力分析有 _m-_4m/s*,则木板运动前右端距弹左端的距离有 _,所以小球经过坐标原点时,沿,轴方向的分速度 .= 2 m 2/5 =2a.x.代入数据解得x.=0.5m.选项C错误;D.本板与 为r.== 弹黄接触以后,对m.、m。组成的系统有i=(m.+m。)a.物 块的最大加速度大小为a.=g=2m/s},当a。=a.时物块与 发时的动能为E.=-m(+)- 木板之间即将相对滑动,解得此时的弹压缩量x。=0.2m. 选项D正确.故选D. 在这一过程中所做的功为W= 2m(r}) 2)- 3. D 解析:AB.从A滑到B的过程,滑块和小车组成的系统水 平方向动量守恒,则由动量守恒定律有m.-Mr。=0.根据能 -32mo,故B错误;C.桓力在这一过程中的冲量大小/- 3gR m△r=mr.= 23 3-m,故C正确,故选C. 3 3,AB错误:C.当弹压缩到最短时弹答弹性势能最 1/3gR 3.D 解析:设A、B喷气过程中对物块的作用力大小为F,喷气 大,此时滑块与小车共速,由动量守恒定律可知,共同速度 的时间分别为1.和1.,物块初速度为v.以初速度方向为正 v=0.根据能量守恒有E=mgR.C错误;D.滑块从A到B 方向,设A停止喷气时物块速度大小为t.,根据动量定理 过程,在水平方向上,根据动量守恒定律的位移表达式 -F.=m(-v.)-mr.Fi.=0-m(-r.).由运动学规律可得 (-v)+ 0(-.) 一=- 故选D. 参考答案与解析 黑白题43 第4节 实验:验证动量守恒定律 第6节 反冲 1.(1)AC (2)55.50 (3)0=m.x.-mx 1.C 解析:C、D小车静置于跷跷板上,令C、D小车质量分别 ##(;,)# (4)BE 为m.、m.由杠杆平衡可知n.。=,,烧断细线后,由 系统动量守恒得m.v.=m,得出Em.v.△=Zm.v.At.所 解析:(1)假设小球甲、乙离开气垫导轨的速度大小分别为 以m.x.=mx,综上得mg(x+x.)=mg(xn+x),所以左 r.,该速度即为小球与弹分离瞬间的速度,则由动量守 右两侧仍等高,故选C. 恒定律得0=m.t.-m. 2.D 解析:设铁块竖直下降的位移为d.对木块与铁块系统 小球离开桌面后做平抛运动,则竖直方向上有h= )_g, 系统外力为零,由动量守恒(人船模型)可得0=mh-Md,池 M+m+2a.D正确.故选D. 深H=h+d+2o.解得H= 水平方向上有x=v,整理得v。=x 3.(1)a.=2m/s},a=5ms}.a.=4m/s} (2)v.=9m/s.v= 所以t=x.。 3m/s (3)0=1.6875] 解析:(1)爆炸后瞬间,分别对物体受力分析得 由此可知需要测量的物理量有小球甲、乙的质量n.、n。以 a二 mg 及小球甲、乙的落地点到气垫导轨左、右边缘的水平距离x、 =g=0.5x10m/s2=5m/s}. m x.,故AC正确,BD错误.故选AC. p_cmcg 三 =g=0.4x10 m/s}-4m/s}. (2)确定落点平均位置的方法:用尽可能小的圆把所有的小 m 球落点圈在里面,圆心就是小球落点的平均位置,则小球乙 cmcg-mg-u.(m.+m.+m )g 三 的落地点为55.50cm. =2m/s2. m (3)由(1)问可知,若动量守恒,则需验证的关系式为 (2)爆炸瞬间,由动量守恒得mr.=mvc. o=m.x.-m.x. 根据题意,由能量守桓得90%E=2m&r+士me^, (4)弹策弹开两小球的过程,系统的机械能守恒,则轻弹等 压缩时储存的弹性势能为E.-2”+m,将n, 联立解得v.=9m/s.v.=3m/s. (3)设经过4.时间,A、C两物体达到共速,则有t。三ve af.=at., 代入数据解得t.=0.5s.r.=1m/s. 因此除了第(1)问中测量的量外,还需要测量g、h,故 假设A、C两物体一起减速运动,则两者的加速度满足 BE正确. mng(m.+m+me)g=1.6m/scac 第5节 碰撞 m.+mc 1. ABC 解析:设A球的质量为m.、B球质量为n。、碰前A球 故假设成立,则A.C速度减到零的时间为 的速度为t。,A与B发生弹性碰撞,根据动量守恒定律和机 -1 -s=0.625s. 械能守恒定律可得m:vo=m,v,m:v,m,= 1 _1.6 此过程中A物体的对地位移为 2n n.A.据v:m+m n.-m. x(0.5+0.625) m=0.525 . 当A.B两球质量相等时,碰后A的速度为零,B获得了A础 则A与地面之间因摩擦而产生的热量为0=u.(m.+ 前的全部动能,B球获得了最大动能,故A正确;B.据^。 m.+mc)gx=0.05x6x10x0.562 5 J=1.687 5 1. 第二章 机械振动 m.+m. 第1节 简谐运动及其图像 m.-m. 度,接近碰前A速度的2倍,故B正确;C.据v.= 0. 第1课时 简谐运动 m.+m2 当A球质量远小于B球质量时,A球几乎原速反弹,A球被 1. B 解析:由简谐运动的特点可知,位移是指由平衡位置指 向振子所在位置的有向线段,由a=- -“可知加速度方向与 弹回的速度最大,B球获得了A球初始动量的接近2倍, 球获得最大动量,故C正确;D.由上面三项分析知,D错误 故选ABC. 位移方向相反,速度与位移可能同向,也可能反向,故选B. 2. AC 解析:下降过程为自由落体运动,由匀变速直线运动的 2.C 解析:B.因MI、N两点的速度大小相同.则M.V两点关于 速度位移公式得r=2gh,解得触地时两球速度相同,为v= 0点对称,故振子在M、N两点对平衡位置的位移大小相同. 方向相反,选项B错误;A.根据F=-&x可知,振子在M.V两 ②gh,m。碰撞地之后,速度瞬间反向,大小相等,选m 与m、碰撞过程为研究过程,碰撞前后动量守恒,设碰 点所受弹策弹力大小相同,方向相反,选项A错误:C.由牛顿 第二定律可知振子在V、V两点加速度大小相等,选项C正 后m.、n.速度大小分别为v、.选向上方向为正方向,由动 确;D.从V点到V点,由于弹力的大小不断变化,故振子先 量守恒定律得m.r-m.v=m.v.+m,由能量守恒定律得 3m-m,由题可 做变加速运动,后做变减速运动,选项D错误.故选C. 第2课时 简谐运动的描迹 1. A 解析:AB.弹策振子做简谐振动,由于摩擦作用,振子的 知m。=3m.,联立解得v.=2v②gh,小球A上升的最大高度 振幅逐渐减小,结合纸带上的轨迹可以看出,纸带从左向右 为H一2 =4h.B错误,A正确;若m.m.,则v.→3v,则近似 运动,故A正确,B错误;CD.弹振子做简谐振动,振子运动 的周期和频率不发生变化,故CD错误.故选A. 有H=9h.D错误.C正确.故选AC 2. C 解析:A.小球运动到B点时开始计时.(=05:时振子第 选择性必修第一册·K 黑白题44