（高二）专题08 动量定理、动量守恒定律 专项训练-2024-2025学年高中物理期末重难点复习攻略

专题08 动量定理、动量守恒定律——专项训练 1．一定质量的物体，下列说法正确的是（   ） A．动量变化时，动能可能不变 B．动量变化时，动能一定变化 C．速度变化时，动能一定变化 D．动能变化时，动量可能不变 2．对于一个质量不变的物体，下列说法正确的是（　　） A．物体的动能发生变化，其动量一定变化 B．物体的动能发生变化，其动量不一定变化 C．物体的动量发生变化，其动能一定变化 D．物体的动量发生变化，其动能一定不变化 3．关于物体的动量，下列说法中正确的是（　　） A．同一物体，动量越大，速度越大 B．的动量小于的动量 C．物体的动量发生变化，其动能一定发生变化 D．做匀速圆周运动的物体，其动量不变 4．在空中相同高度处以相同的速率分别抛出质量相同的三个小球。一个竖直上抛，一个竖直下抛，一个平抛，若不计空气阻力，从三个小球抛出到落地的过程中（　　） A．三个球动量的变化率相同 B．下抛球和平抛球动量的变化量相同 C．上抛球动量变化量最小 D．三球落地时的动量相同 5．关于动量、冲量，下列说法正确的是（   ） A．物体动量越大，表明它受到的冲量越大 B．物体的速度大小没有变化，则它受到的冲量大小等于零 C．物体受到合外力的冲量等于它的动量的变化量 D．物体动量的方向就是它受到的冲量的方向 6．某物体沿轴正向运动，受到的冲量作用后，下列说法正确的是（　　） A．物体的动量一定减少 B．物体初动量一定沿轴负向 C．物体末动量一定沿轴负向 D．物体的动量变化一定沿轴负向 7．如图，A、B两物体的质量之比为，它们原来静止在平板车C上，A、B两物体间有一根被压缩了的水平轻质弹簧，A、B两物体与平板车上表面间的动摩擦因数相同，水平地面光滑。当弹簧突然释放后，A、B两物体被弹开（A、B两物体始终不滑出平板车），则有（　　） A．A、B系统动量守恒 B．A、B、C及弹簧整个系统机械能守恒 C．A、B在小车C上滑动过程中小车一直处于静止 D．A、B、C组成的系统动量守恒 8．现在很多小区安装了自主洗车房，假设洗车房内的高压水枪喷出的水在空中为圆柱形，且直径为D，水流的速度大小为v，水柱能垂直冲击汽车。在冲洗时若有一半的水在汽车表面顺流而下，另一半的水以原速率返回。已知水的密度为ρ，下列说法正确的是（　　） A．高压水枪单位时间内喷出的水的质量为 B．人手持高压水枪的力应大于 C．水柱对汽车的平均压强为 D．水柱对汽车的平均冲击力大小为 9．如图所示，A、B两物体质量满足：，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑。当弹簧突然释放后，下列说法错误的是（　　） A．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统的动量守恒 B．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统的动量守恒 C．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统的动量守恒 D．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统的动量守恒 10．如图所示，在光滑的水平面上，有一静止的小车，甲、乙两人分别站在小车左、右两端．当他俩同时开始相向而行时，发现小车向右运动，乙的动量 甲的动量，乙对小车的作用力的冲量 甲对小车的作用力的冲量。（均选填“大于”“等于”或“小于”） 11．用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”实验，研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。 (1)下列关于本实验条件的叙述，正确的是______。 A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B．入射小球的质量必须大于被碰小球的质量 C．斜槽部分必须光滑 D．轨道末端必须水平 (2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上同一位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP，然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平末端，仍将入射小球从斜槽上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，测得两小球平均落地点位置分别为M、N，实验中还需要测量的物理量有______。 A．入射小球和被碰小球的质量、 B．入射小球开始的释放高度h C．小球抛出点距地面的高度H D．两球相碰后的平抛射程OM、ON (3)在实验误差允许范围内，若满足关系式 （用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 (4)若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中小球平均落点位置分别为、、，与小球在斜槽末端时球心的位置等高。下列说法中正确的是______。 A．若，则表明此碰撞过程动量守恒 B．若，则表明此碰撞过程动量守恒 C．若，则表明此碰撞过程机械能守恒 D．若，则表明此碰撞过程机械能守恒 12．如图所示，某探究小组用图示装置做“探究碰撞中的不变量”的实验，图中的气垫导轨由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。 (1)实验探究小组采用了正确的操作步骤： ①该小组测出了滑块通过两个光电门的挡光时间。已知两滑块上遮光板的宽度相同。滑块1通过光电门1的挡光时间为，通过光电门2的挡光时间为，滑块2通过光电门2的挡光时间为；为使滑块1能通过光电门2，则 （小于、等于、大于）。本实验 （需要或不需要）将气垫导轨调水平。 ②测得滑块1的质量为，滑块2（包括弹簧）的质量为。 (2)数据处理与实验结论： 本实验探究滑块碰撞前后动量是否守恒，其验证等式为 。（用、表达） (3)若两滑块之间放上橡皮泥，两滑块碰后粘在一起经过光电门2，光电门1记录时间为，光电门2记录时间为，其验证等式为 。（用表达） 13．淮安西游乐园项目“真假美猴王”如图所示，游客被提升到最大高度后由静止释放，速度达到20m/s后受到装置作用，立即做加速度越来越小地减速运动。已知重力加速度，某游客质量为50kg，不计其它阻力。 (1)若从20m/s减速至0，运动距离为20m，求装置对游客做的功； (2)若从20m/s减速至0，运动时间为2s，求装置对游客的冲量大小。 14．以初速度v0=10m/s水平抛出一个质量为m=2kg的物体，若在抛出后3s过程中，它未与地面及其它物体相碰，g取l0m/s2.求： (1)3s内物体动量的变化量的大小和方向； (2)第3秒末的动量大小。 15．如图所示，一个小孩在冰面上进行“滑车”练习，开始小孩站在A车前端与车以共同速度向右做匀速直线运动，在A车正前方有一辆静止的B车，为了避免两车相撞，在A车接近B车时，小孩迅速从A车跳上B车，又立即从B车跳回A车，此时A、B两车恰好不相撞。已知小孩的质量，A车和B车质量均为，若小孩跳离A车与跳离B车时对地速度的大小相等、方向相反，求： （1）小孩跳回A车后，他和A车的共同速度大小； （2）小孩跳离A车和B车时对地速度的大小； （3）小孩跳离A车的过程中对A车冲量的大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．A 【详解】AB．物体动量变化时，动能可能不变，比如匀速圆周运动，故A正确，B错误； C．速度变化时，若大小不变，则动能不变，故C错误： D．动能变化时，则速度大小一定变化，所以动量一定变化，故D错误。 故选A。 2．A 【详解】动量为矢量，动能为标量。根据动量表达式以及动能表达式可知： AB．动能发生变化，是速度发生了变化引起的，因而动量一定变化。故A正确，B错误； CD．速度的大小或方向发生改变都会引起动量变化，但仅仅是速度方向变化导致的动量改变其动能大小不变。因而物体的动量发生变化，其动能不一定变化。故CD错误。 故选A。 3．A 【详解】A．根据 可知，同一物体动量越大，速度一定越大，故A正确； B．动量是矢量，正负符号只代表方向，不代表大小，大小比较绝对值，则的动量大于的动量，故B错误； C．物体的动量发生变化，可能是方向变化，不一定是物体速度大小发生变化，则其动能不一定变化，故C错误； D．做匀速圆周运动的物体，速度的方向一定变化，则其动量一定变化，故D错误。 故选A。 4．A 【详解】ABC．三个小球加速度相同，故速度变化率相同，可得三个球动量的变化率相同 ；三个小球以相同的速率抛出，可知竖直上抛运动的物体运动时间大于平抛运动的时间，平抛运动的时间大于竖直下抛运动的时间，所以上抛运动的时间最长，根据动量定理知，，可得上抛球动量变化量最大。下抛球动量变化量最小，故A正确，BC错误； D．根据动能定理知 可知三球落地时速度的大小相等，由于平抛运动的速度方向与上抛运动和下抛运动的速度方向不同，则动量不同，故D错误。 故选A。 5．C 【详解】AC．据动量定理，物体受到合外力的冲量为动量的变化量，物体的动量大，但是如果动量不变，则所受的冲量为零，A错误，C正确； B．物体的速度大小没有变化，方向可能变化，它受到的冲量大小不一定等于零，B错误； D．冲量的方向是动量变化量的方向，不一定是动量的方向，D错误。 故选C。 6．D 【详解】根据动量定理可知 说明物体的动量变化量一定与规定的正方向相反，则物体的动量变化一定沿轴负向，不能说明初末动量的方向和大小动量变化。 故选D。 7．D 【详解】A．在弹簧释放的过程中，因，由摩擦力公式 可知A、B两物体所受的摩擦力大小不相等，故A、B两物体组成的系统合外力不为零，A、B两物体组成的系统动量不守恒，故A错误； BC．A物体对小车向左的滑动摩擦力小于B对小车向右的滑动摩擦力，在A、B两物体相对小车停止运动之前，小车所受的合外力向右，小车将向右运动，因存在摩擦力做负功，最终整个系统将静止，则系统的机械能减为零，不守恒，故BC错误； D．A、B、C组成的系统所受合外力为零，系统的动量守恒，故D正确。 故选D。 8．BD 【详解】A．高压水枪单位时间内喷出的水的质量 故A错误； B．由动量定理可得 解得喷水枪对水的作用力 人对喷水枪的力为F1的反作用力与喷水枪重力的合力，所以应大于，故B正确； D．以汽车对水的作用力方向为正，由动量定理得 解得水柱对汽车的平均冲击力大小 故D正确； C．水柱对汽车的压强 故C错误。 故选BD。 9．C 【详解】A．弹簧突然释放后，若A、B受到平板车的滑动摩擦力相同，则A、B组成的系统合外力等于零，A、B组成的系统动量守恒。故A正确，与题意不符； BD．若A、B与小车C组成系统，A与C、B与C的摩擦力则为系统内力，无论A、B所受的摩擦力大小相等还是A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C系统受到的合外力均为零，故A、B、C系统动量守恒。故BD正确，与题意不符； C．A、B组成的系统，根据 若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，则二者所受摩擦力大小不相等，A、B受到的摩擦力合力不为零，该系统动量不守恒的。故C错误，与题意相符。 本题选错误的故选C。 10． 大于 大于 【详解】[1] [2]甲、乙两人和小车组成的系统不受外力，动量守恒，则 小车向右运动，小车的动量向右，说明甲、乙两人的总动量向左，可知乙的动量大干甲的动量。乙对小车的作用力的冲量方向向右，甲对小车的作用力的冲量方向向左，小车的动量变化量向右，可知乙对小车的作用力的冲量必定大于甲对小车的作用力的冲量。 11．(1)ABD (2)AD (3) (4)C 【详解】（1）A．同一组实验中，为了保证每次碰撞前入射小球的速度相同，入射小球必须从同一位置由静止释放，故A正确； B．为了保证碰后入射小球不反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故B正确； C．轨道倾斜部分是否光滑不影响碰撞前入射小球的速度，故斜槽部分不需要光滑，故C错误； D．为了保证小球抛出时做平抛运动，轨道末端必须水平，故D正确。 故选ABD。 （2）设入射小球碰撞前的速度为，碰撞后入射小球的速度为，被碰小球的速度为，入射小球的质量为，被碰小球的质量为，若碰撞过程满足动量守恒，则有 因小球从同一高度做平抛运动，故运动时间都相同，设为，则有 ，， 联立可得 故实验中还需要测量的物理量有入射小球和被碰小球的质量、，两球相碰后的平抛射程OM、ON。 故选AD。 （3）由上一问，可知在实验误差允许范围内，若满足关系式 则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 （4）AB．若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，设入射小球碰撞前的速度为，碰撞后的速度为，被碰小球的速度为，抛出点到挡板的水平位移为，则小球平均落点在点时有 ， 联立解得 同理，小球平均落点在点、点时，水平位移仍为，则对应的平抛初速度为 ， 若满足 代入以上三个速度，可得 故AB错误； CD．若满足 代入以上三个速度，可得 则表明此碰撞过程机械能守恒，故C正确，D错误。 故选C。 12．(1) 大于 需要 (2) (3) 【详解】（1）[1]为使滑块1能通过光电门2，需要满足二者碰撞后滑块1的速度水平向右，则大于。 [2]为了减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差，本实验需要将气垫导轨调水平。 （2）若滑块碰撞前后动量守恒，设遮光板的宽度为d，则有 整理，可得 （3）若滑块碰撞前后动量守恒，设遮光板的宽度为d，则有 整理，可得 13．(1) (2) 【详解】（1）游客从20m/s减速到速度为0的运动距离为20m，由动能定理 解得 （2）游客从20m/s减速到速度为0的运动时间为2s，以向下为正方向，由动量定理 解得 14．(1)，方向竖直向下 (2) 【详解】（1）根据动量定理可得，3s内物体动量的变化量大小为 方向竖直向下。 （2）第3s末竖直分速度大小为 第3秒末物体的速度大小为 则第3秒末的动量大小为 15．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）因为、恰好不相撞，则最后具有相同的速度。在人跳的过程中，把人、车、车看成一个系统，该系统所受合外力为零，动量守恒，由动量守恒定律得 代入数据解得 （2）依题意，设该同学跳离车和车时对地的速度大小分别为，则人、车根据动量守恒定律有 解得 （3）根据动量守恒定理，小孩跳离A车的过程有 解得小孩跳离车时，车的速度大小为 根据动量定理，对车的冲量大小等于车动量的变化量大小，即 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 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