1.3动量守恒定律 分层练习 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

1.3动量守恒定律 2 A基础练 一、单选题 1．下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（　　）    A．只有甲、乙 B．只有丙、丁 C．只有甲、丙 D．只有乙、丁 2．如图所示，木块A和木块B用一根轻质弹簧连在一起静置于光滑水平地面上。某时刻木块A获得一瞬时速度，在弹簧压缩过程中，关于木块A、木块B构成的系统（不包含弹簧），下列说法正确的是（　　） A．系统动量守恒，机械能守恒 B．系统动量守恒，机械能不守恒 C．系统动量不守恒，机械能守恒 D．系统动量不守恒，机械能不守恒 3．如图所示，光滑水平面上放置一足够长木板A，其上表面粗糙，两个质量和材料均不同的物块B、C，以不同的水平速度分别从两端滑上长木板A。当B、C在木板A上滑动的过程中，由A、B、C组成的系统（　　） A．动量守恒，机械能守恒 B．动量守恒，机械能不守恒 C．动量不守恒，机械能守恒 D．动量不守恒，机械能不守恒 4．2023年6月20日，中国“天宫”空间站电推进发动机首次实现在轨“换气”，电推进发动机如图所示，其工作原理为先将氙气等惰性气体转化为带电离子，然后把这些离子加速并喷出，以产生推进力，进而完成航天器的姿态控制、轨道修正、轨道维持等任务。已知电推进发动机功率为100kW，能够产生5.0N的推力，忽略惰性气体质量减少对航天器的影响，以下说法正确的是（　　）    A．电推进发动机工作时系统的机械能是守恒的 B．电推进发动机工作时系统的动量不守恒 C．惰性气体离子被加速后的速度约为20km/s D．电推进发动机需要每秒约喷射千克惰性气体离子 5．如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为m的物块，组成一竖直的弹簧振子，在物块上装有一记录笔，在竖直面内放置有记录纸。当弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示的余弦型函数曲线印迹，图中的、、、、为记录纸上印迹的位置坐标值，P、Q分别是印迹上纵坐标为和的两个点。若空气阻力、记录笔的质量及其与纸之间的作用力均可忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A．该弹簧振子在P点时的加速度最大，在Q点时的加速度最小 B．若拉纸的速度v变大，该弹簧振子的振幅不变，周期会变长 C．在记录笔留下PQ段印迹的过程中，物块所受合力的冲量为零 D．在弹簧振子的运动过程中，物块和弹簧所组成系统的动量和机械能都守恒 6．如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是（   ） A．男孩和木箱组成的系统动量守恒 B．小车与木箱组成的系统动量守恒 C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D．木箱的动量的变化量与男孩、小车的总动量的变化量相同 7．如图所示，光滑水平面上静置一倾角为的斜面体，其上的滑块通过轻弹簧连接在斜面体顶端的固定挡板上，用一根细线连接轻弹簧和挡板使弹簧被压缩。滑块与斜面间的动摩擦因数为，则烧断细线后，下列对斜面体、弹簧与滑块系统的说法中正确的是（　　） A．若，系统机械能不守恒 B．若，系统动量一定守恒 C．若，系统机械能可能守恒 D．若，系统动量一定不守恒 8．如图所示，光滑的半圆槽置于光滑的水平地面上，从一定高度自由下落的小球m恰能沿半圆槽边缘的切线方向滑入原先静止的槽内，对此情况，下列说法正确的是（　　） A．小球第一次离开槽时，将向右上方做斜抛运动 B．小球第一次离开槽时，将做竖直上抛运动 C．小球离开槽后，仍能落回槽内，而槽将始终向右运动 D．小球沿槽的右侧下滑到底端过程，只有重力对小球做功 B提升练 二、多选题 9．图的相互作用过程中，可以认为系统动量守恒的是（　　） A．轮滑女孩从后面推轮滑男孩 B．子弹击穿饮料瓶的短暂过程 C．宇航员在舱外将一件小设备抛离自己 D．汽车发生轻微碰撞 10．下列情况中系统的动量守恒的是（　　） A．小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，对人与车组成的系统 B．子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，对子弹与木块组成的系统 C．子弹射入固定在墙角的木块中，对子弹与木块组成的系统 D．斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时，对手榴弹组成的系统 11．如图所示，木块A、B用轻弹簧连接，放在光滑的水平面上，A紧靠墙壁，在木块B上施加向左的水平力F，使弹簧压缩，当撤去外力后（　　） A．A尚未离开墙壁前，A、B及弹簧组成的系统的动量守恒 B．A尚未离开墙壁前，A、B及弹簧组成的系统的机械能守恒 C．A离开墙壁后，A、B及弹簧组成的系统动量守恒 D．A离开墙壁后，A、B及弹簧组成的系统机械能不守恒 12．如图所示，盛水的容器中有同样大小的金属球与木球通过细线相连，恰好悬浮静止在水下，金属球与木球的密度大小之比为，现轻轻剪断细线，金属球下沉、木球上浮，忽略细线对小球运动的影响以及球运动过程中受到的阻力，在木球上浮过程且铁球未沉入底部，以下说法正确的是（    ） A．金属球与木球的组成的系统动量和始终为零 B．金属球与木球组成的系统机械能守恒 C．金属球与木球的速度大小之比为 D．金属球与木球的动能大小之比为 C拓展练 三、解答题 13．如图，在光滑水平面上并排放置的木块A、B，已知mA＝2 kg，mB＝1 kg。现有质量mC＝1 kg的小物块C以初速度v0＝6 m/s在A表面沿水平方向向右滑动，由于C与A、B均有摩擦，C最终停在B上，B、C最后的共同速度v＝2 m/s，求： （1）木块A的最终速度的大小； （2）木块C滑离木块A时的速度大小。    14．如图所示，质量为M、长为L的木板B置于光滑的水平面上，质量为m的小物块A（可视为质点）以水平速度v0从左端滑上木板，已知木板与小物块的动摩擦因数为μ，O点是木板B的中点，重力加速度为g，求v0取何值才能使A滑过O点但不会从B上掉下去。 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 1.3动量守恒定律同步练习2 参考答案 A基础练 1．C 【详解】甲图中子弹与木块组成的系统所受合外力为0，系统动量守恒；乙图中M与N组成的系统所受合外力不为0，系统动量不守恒；丙图中木球与铁球组成的系统所受合外力为0，系统动量守恒；丁图中斜面与木块组成的系统所受合外力不为0，系统动量不守恒，所以系统动量守恒的只有甲、丙。 故选C。 2．B 【详解】系统外力之和为零，动量守恒；弹簧弹性势能增加，木块A、木块B构成的系统机械能减少，机械能不守恒； 故选B。 3．B 【详解】依题意，因水平面光滑，则A、B、C组成的系统合力为零，满足动量守恒条件，系统动量守恒；木板A上表面粗糙，物块B、C在其上滑行时，会摩擦生热，系统机械能有损失，则系统机械能不守恒，故ACD错误，B正确。 故选B。 4．D 【详解】AB．电推进发动机工作时，推进力对系统做正功，系统的机械能增加，但系统所受合外力为0，系统的动量守恒，故AB错误； CD．设惰性气体离子被加速后的速度为，时间内喷射惰性气体离子的质量为，则有 根据动量定理可得 联立可得 解得 电推进发动机需要每秒喷射惰性气体离子的质量为 故C错误，D正确。 故选D。 5．C 【详解】A．该弹簧振子在P点时的加速度向下最大，在Q点时的加速度是向上最大，选项A错误； B．弹簧振子的振幅和周期由振子本身决定，与拉动纸的速度大小无关；若拉纸的速度v变大，该弹簧振子的振幅不变，周期也不变，选项B错误； C．在记录笔留下PQ段印迹的过程中，振子的初末速度都为零，动量变化量为零，则物块所受合力的冲量为零，选项C正确； D．在弹簧振子的运动过程中，物块和弹簧所组成系统的合外力不为零，则动量不守恒；因只有弹力和重力做功，则物块和弹簧所组成系统的机械能守恒，选项D错误。 故选C。 6．C 【详解】在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中 A．男孩在水平方向受到小车的摩擦力，即男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，A错误； B．小车在水平方向上受到男孩的摩擦力，即小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，B错误； C．男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合力为零，系统动量守恒，C正确； D．木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相同，方向相反，D错误。 故选C。 7．D 【详解】A．若，剪断细绳之后，只有重力和系统内弹力做功，系统机械能一定守恒，故A错误； B．烧断细线后，系统一定在水平方向动量守恒，整个系统动量是否守恒，取决于系统在竖直方向是否受力平衡，即滑块是否运动。 若，则 因为滑块又受到弹簧沿斜面向下的弹力，所以滑块可能保持静止，也可能加速下滑，系统动量不一定守恒，故B错误； CD．若，则 滑块又受到弹簧沿斜面向下的弹力，一定沿斜面加速下滑，系统动量一定不守恒，下滑过程中要克服摩擦力做功，系统机械能一定不守恒，故C错误，D正确。 8．B 【详解】A B．小球与半圆槽组成的系统在水平方向所受合外力为零，初状态时系统在水平方向动量为零，由动量守恒定律可知，小球第一次离开槽时，系统水平方向动量守恒，球与槽在水平方向的速度都为零，球离开槽后做竖直上抛运动，故A错误，B正确； C．小球沿槽的右侧下滑到底端过程，槽向右做加速运动，球从底端向左侧上升过程，槽向右做减速运动，球离开槽时，槽静止，球做竖直上抛运动，然后小球落回槽的左侧，球从槽的左侧下滑过程，槽向左做加速运动，从最低点向右上滑时，槽向左做减速运动，然后球离开槽做竖直上抛运动，此后重复上述过程，由此可知，槽在水平面上做往复运动，故C错误； D．小球沿槽的右侧下滑到底端过程中，小球还参与了和槽一起的向右平动，因此其合速度并不沿槽，因此槽给小球的支持力也做功，故D错误。 故选B。 B提升练 9．ABC 【详解】A．轮滑女孩从后面推轮滑男孩，系统所受合外力为地面的摩擦力，可以忽略不计，可以认为系统动量守恒，A符合题意； B．子弹击穿饮料瓶的短暂过程，这过程就就是一个碰撞过程，内力很大，外力可忽略，可以认为系统动量守恒，B符合题意； C．太空中没有空气阻力，且所受的重力可以忽略不计，所以系统动量守恒，C符合题意； D．汽车发生轻微碰撞的过程中，地面对汽车的摩擦力不可忽略，所以系统动量不守恒，D不符合题意。 故选ABC。 10．ABD 【详解】A．小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，人与车组成的系统所受合外力为零，动量守恒，故A正确； B．子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统所受合外力为零，动量守恒，故B正确； C．子弹射入固定在墙角的木块中，墙壁对木块有弹力作用，系统所受合外力不为零，动量不守恒，故C错误； D．斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时，手榴弹组成的系统内力远大于外力，动量守恒，故D正确。 故选ABD。 11．BC 【详解】A．当撤去外力后，A尚未离开墙壁前，A、B及弹簧组成的系统受到墙壁的作用力，系统所受的外力不为零，所以系统的动量不守恒，故A错误； B．以A、B及弹簧组成的系统为研究对象，在A离开墙壁前，除了系统内弹力做功外，无其他力做功，系统机械能守恒，故B正确； C．离开墙壁后，AB及弹簧组成的系统所受的外力之和为0，所以系统动量守恒，故C正确； D．在A离开墙壁后，对A、B及弹簧组成的系统，除了系统内弹力做功外，无其他力做功，A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，故D错误。 故选BC。 12．AD 【详解】A．由于初始时两球恰好静止，则剪断细线后以两个球为研究对象，所受合外力为零，系统动量守恒，由于初动量为零，金属球与木球的组成的系统动量和始终为零，则故A正确； BCD．设两球体积均为V，恰好悬浮静止在水下，则有 又有 解得 轻轻剪断细线后有 解得 则由v=v0+at可得，速度之比为 则可知相同时间两球位移大小不同，由于两球浮力相同，则由W=Fx可知外力对两球做功正负大小不同，外力做正功更多，则机械能不守恒，由可得 故BC错误，D正确。 故选AD。 C拓展练 13．（1）1 m/s；（2）3 m/s 【详解】（1）将A、B、C做为系统，整个过程动量守恒即 代入数据求得 （2）在物块C滑过木块A的过程中，将A、B、C做为系统，动量守恒，即 代入数据求得 14． 【详解】设两者的共同速度为v，根据系统的动量守恒定律，有     ① 设A、B间的滑动摩擦力为Ff，根据能量守恒定律，有     ② 而     ③ 联立①②③解得     ④ 由此可见，x越大，要求的v0也必须越大。要使A滑过O点但不会从B上掉下去，要满足 取代入④得 取x=L代入④得 所以v0的取值范围为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$