1.4 动量守恒定律的应用 同步训练-2025-2026学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

1.4动量守恒定律的应用 一、单选题 1．冰上表演刚开始时，甲、乙两人都静止不动，如图（甲）所示，随着优美的音乐响起，他们在相互猛推一下对方后分别向相反方向运动如图（乙）所示．假定两人的冰鞋与冰面的动摩擦因数相同，甲的质量小于乙的质量，则下列说法中正确的是（　　） A．两人刚分开时，甲的速度比乙的速度大 B．两人分开后，甲的加速度比乙的加速度大 C．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力 D．在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间 2．某实验小组发射自制水火箭，火箭外壳重，发射瞬间将壳内质量为的水相对地面以的速度瞬间喷出，已知重力加速度，空气阻力忽略不计，火箭能够上升的最大高度为（ ） A． B． C． D． 3．2021年6月17日9时22分，我国神舟十二号载人飞船发射圆满成功。如图是神舟十二号载人飞船发射瞬间的画面，在火箭点火发射瞬间，质量为m的燃气以大小为的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。已知发射前火箭的质量为M，则在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为（燃气喷出过程不计重力和空气阻力的影响）（　　） A． B． C． D． 4．光滑水平桌面上有P、Q两个物块，Q的质量是P的n倍。将一轻弹簧置于P、Q之间，用外力缓慢压P、Q。撤去外力后，P、Q开始运动，P和Q的动量大小的比值为（　　） A． B． C． D．1 5．采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度（　　） A．使喷出的气体速度更大 B．使喷出的气体温度更高 C．使喷出的气体质量更小 D．使喷出的气体密度更小 6．将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小约为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）（　　） A．30kg∙m/s B．300kg∙m/s C．600kg∙m/s D．630kg∙m/s 7．判断下列说法不正确的是（　　） A．反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果 B．只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析 C．反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子 D．在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行 8．气球质量为，载有质量为的人，静止在空中距地面的地方，气球下悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至安全到达地面，则这根绳长至少为（  ） A． B． C． D． 9．下列物体运动的原理与运载火箭发射升空的原理最为相似的是（　　） A．爆竹飞上天空 B．运动员跳高 C．地球绕太阳运动 D．离弦之箭 10．气球内气体向后喷出，气球会向前运动，这是因为气球受到（　　） A．重力 B．手的推力 C．空气的浮力 D．喷出气体对气球的作用力 11．某人站在静止于水面的船上，从某时刻开始，人从船头走向船尾，水的阻力不计，下列说法不正确的是（　　） A．人匀速运动，船则匀速后退，两者的速度大小与它们的质量成反比 B．人走到船尾不再走动，船也停止不动 C．不管人如何走动，人在行走的任意时刻人和船的速度方向总是相反，大小与它们的质量成反比 D．船的运动情况与人行走的情况无关 12．一质量为M的航天器远离太阳和行星，正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出质量为m的气体，气体向后喷出的速度大小为v1，加速后航天器的速度大小v2等于(v0、v1、v2均为相对同一参考系的速度)(　　) A． B． C． D． 13．质量m＝100 kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲＝40 kg、m乙＝60 kg的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3 m/s的速度跃入水中，如图所示，则小船的运动速率和方向为 （ ） A．0.6 m/s，向左 B．3 m/s，向左 C．0.6 m/s，向右 D．3 m/s，向右 14．某人站在静止于光滑水平面上的平板车上，若人从车头走向车尾，人和车运动情况，下面的说法中不正确的是（　） A．人匀速走动，则车匀速后退，人和车对地位移之比与人和车质量的反比 B．人匀加速走动，车匀加速后退，两者对地加速度大小相等 C．不管人如何走，任意时刻人和车动量大小总相等 D．人停止走动，车也静止 15．如图所示，已知一个连同装备共80kg的航天员，离开空间站太空行走，在离飞船30m的位置与空间站处于相对静止的状态。装备中有一个高压气源，能以50m/s 的速度喷出气体。航天员为了能在5min内返回空间站，他需要在开始返回的瞬间至少一次性向后喷出气体的质量是（不计喷出气体后航天员和装备质量的变化）（　　） A．0.1kg B．0.12kg C．0.14kg D．0.16kg 二、多选题 16．下列属于反冲现象的是（　　） A．乒乓球碰到墙壁后弹回 B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退 C．用力向后蹬地，人向前运动 D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动 三、解答题 17．仔细观察下列图片并思考以下问题： (1)如图甲所示，吹大的气球松开开口后如何运动？如图乙所示，乌贼在水中是怎样游泳的？如图丙所示，烟花点燃药捻后如何运动？ (2)它们的运动有什么共同点？ (3)系统的动量、机械能有什么变化？ 18．如图所示，在光滑水平的地面上，有一辆上表面光滑的正在以速度向右运动的小车，车上的木块一样与车一起以向右运动，车左端有一固定挡板P，挡板和车的质量为M=16kg，在挡板P和质量为m=9kg的木块之间有少量炸药，炸药爆炸提供给小车和木块的总机械能为E0=1800J。若要使炸药爆炸后木块的动能等于E0，在爆炸前小车的速度为多少。 19．如图所示，长为L、质量为m船的小船停在静水中，质量为m人的人由静止开始从船的一端走到另一端，不计水的阻力。以人和船组成的系统为研究对象，在人由一端走到船的另一端的过程中，人和船相对静水移动的距离分别是多大？ 参考答案 1．A 【详解】A、两人分开过程系统动量守恒，以甲的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m甲v甲﹣m乙v乙＝0，m甲v甲＝m乙v乙，由于甲的质量小于乙的质量，则甲的速度大于乙的速度，故A正确； B、由牛顿第二定律得：，由于动摩擦因数μ相同，则加速度a相等，故B错误； C、在推的过程中，两人间的作用力为作用力与反作用力，它们大小相等，故C错误； D、在推的过程中，两人间的作用力为作用力与反作用力，它们的作用时间相等，故D错误； 2．C 【详解】由动量守恒 解得 由 解得 故选C。 3．D 【详解】以向上为正方向，由动量守恒定律可得 解得 D正确。 故选D。 4．D 【详解】由动量守恒定律可知，P、Q两个物块构成的系统，动量前后守恒，则 ABC错误，D正确。 故选D。 5．A 【详解】设火箭原来的总质量为M，喷出的气体质量为m，速度是v，剩余的质量为，速度是v′，由动量守恒定律得 得 由上式可知：m越大，v越大，v′越大，故A正确。 6．A 【详解】根据动量守恒定律可知，在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小等于燃气的动量大小，即 故选A。 7．B 【详解】A．反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果，故A正确； B．系统某一方向上合外力为零的反冲运动也可以用动量守恒定律来分析，故B错误； C．反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子，故C正确； D．在没有空气的宇宙空间，火箭向下喷气时，由于反冲作用，火箭仍可加速前行，故D正确。 本题选不正确项，故选B。 8．C 【详解】以人和气球组成的系统为研究对象，系统动量守恒，设人在沿绳缓慢下滑时的速度为v1，气球的速度为v2，经过时间t人安全到达地面，人运动的位移为s1=20m,气球上升的位移为s2，因为人从气球上沿绳慢慢下滑，所以在整个过程可看成匀速直线运动，有 则 解得 所以绳长最短为 20m+10m=30m 故选C。 9．A 【详解】A．运载火箭发射升空是运用动量守恒定律，利用反冲现象而实现的，爆竹飞上天空也是利用了反冲现象，所以A正确； B．运动员跳高是利用动能转化为重力势能，所以B错误； C．地球绕太阳运动是利用万有引力提供向心力，所以C错误； D．离弦之箭中“离弦之箭”是由于物体具有惯性，所以D错误； 故选A。 10．D 【详解】将吹足了气的气球嘴松开并放手，气球会向前运动，是因为气体喷出时，由于反冲作用，喷出气体对气球产生反作用力，故选D。 11．D 【详解】A．人从船头走向船尾的过程中，人和船组成的系统动量守恒。设人的质量为m，速度为v。 船的质量为M，速度为v' 。以人行走的速度方向为正方向，由动量守恒定律得 0=mv+Mv' 解得 可知，人匀速行走，v不变，则v'不变，船匀速后退，且两者速度大小与它们的质量成反比。故A正确，与题意不符； B．人走到船尾不再走动，设整体速度为v"，由动量守恒定律得 0 = (m+ M)v" 得 v"=0 即船停止不动。故B正确，与题意不符； C．系统初始总动量为0，根据动量守恒定律得 0=mv+Mv' 解得 则不管人如何走动，人在行走的任意时刻人和船的速度方向总是相反，大小与它们的质量成反比。故C正确，与题意不符； D．由上分析知，船的运动情况与人行走的情况有关，人动船动，人停船停。故D错误，与题意相符。 故选D。 12．C 【详解】设加速后航天器的速度大小为v，由动量守恒定律有Mv0=-mv1+（M-m）v 解得 ，故选C. 13．A 【详解】甲、乙和船组成的系统动量守恒，以水平向右为正方向，开始时总动量为零，根据动量守恒定律有 0＝-m甲v甲＋m乙v乙＋mv 代入数据解得 v＝-0.6 m/s 负号说明小船的速度方向向左； 故选A． 14．B 【详解】A．人匀速走动过程中满足 人停则车停，即运动时间相同，所以有 即人和车对地位移之比与人和车质量的反比，A正确； B．由于人和车的质量不一定相同，人受到的车给的摩擦力和车受到人给的摩擦力是一对相互作用力，即等大反向，所以合力相同，但质量不一定相同，故两者的加速度不一定相同，B错误； CD．由于人和车组成的系统动量守恒，在人走动前，系统总动量为零，所以人开始走动后，系统的总动量仍要满足为零，即人和小车的动量等大反向，人停止运动，则为了保证系统动量守恒，为零，则车也停止运动，故CD正确。 故选B。 15．D 【详解】航天员喷出气体后的最小速度为 根据动量守恒定律得 解得 故D正确。 16．BD 【详解】A．乒乓球碰到墙壁后弹回是因为受到了墙壁的作用力，不是反冲。故A错误； B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退，子弹与枪身是系统中的两部分，属于反冲现象。故B正确； C．用力向后蹬地，人向前运动，是人脚与外部地面的作用，不属于反冲。故C错误； D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动，章鱼向某个方向喷水时，章鱼受到沿喷水方向相反的作用力，向喷水的反方向运动，二者相互作用力是系统内力，是反冲现象。故D正确。 故选BD。 17．(1)见解析，见解析，见解析 (2)见解析 (3)动量守恒，机械能增加 【详解】（1）吹大的气球松开开口后向喷气的相反的方向运动；乌贼在水中先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体前面的孔将水喷出，使身体向喷水的相反的方向运动；烟花点燃药捻后，火药燃烧喷出气体，烟花向喷气的相反的方向运动。 （2）物体均在内力作用下，喷出一部分物质，物体向喷出物质的相反的方向运动，这种现象叫反冲。 （3）由于系统在内力作用下，喷出一部分物质，内力远远大于外力，系统的动量守恒；由于在内力作用下，有其他形式的能量转化为机械能，系统的机械能增加。 18．4m/s 【详解】以车和木块组成的系统为研究对象，以原来速度v0的方向为正方向。炸药爆炸后木块的动能等于E0，所以 所以 v2＝＝20m/s 根据能量守恒有 解得 或 炸药爆炸过程中动量守恒，则有 （M+m）v0=Mv1+mv2 若v1的方向与v0的方向相同，则解得 v0=36m/s＞20m/s 不符合事实； 所以v1的方向应与v0的方向相反,则解得 v0=4m/s 19．， 【详解】选取人的速度方向为正方向，人船组成的系统在水平方向不受外力，故系统动量守恒，则有 相同时间内则有 又因为 联立解得， 学科网（北京）股份有限公司 $