1.3 动量守恒定律 同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

3. 动量守恒定律 一、必备知识基础 题组一　对动量守恒定律的理解 1.下列情境满足动量守恒条件的是(　　) A.用铁锤打击放在铁砧上的铁块,打击过程中,铁锤和铁块的总动量 B.子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中,子弹和木块的总动量 C.子弹水平穿过墙壁的过程中,子弹和墙壁的总动量 D.棒击垒球的过程中,棒和垒球的总动量 2.把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、子弹和车,下列说法正确的是(　　) A.枪和子弹组成的系统动量守恒 B.枪和车组成的系统动量守恒 C.三者组成的系统因为子弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可忽略不计,故系统动量近似守恒 D.三者组成的系统动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,且这两个外力的合力为零,故系统动量守恒 3.(多选)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 4.(多选)如图所示,A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上,木块C以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行,最后停在木块B的右端,对此过程,下列叙述正确的是(　　) A.当C在A上滑行时,A、C组成的系统动量守恒 B.当C在B上滑行时,B、C组成的系统动量守恒 C.无论C是在A上滑行还是在B上滑行,A、B、C组成的系统动量都守恒 D.当C在B上滑行时,A、B、C组成的系统动量守恒 题组二　动量守恒定律的应用 5.在光滑水平面上相向运动的A、B两球发生正碰后一起沿A球原来的速度方向运动,这说明原来(　　) A.A球的质量一定大于B球的质量 B.A球的速度一定大于B球的速度 C.A球的动量一定大于B球的动量 D.A球的动能一定大于B球的动能 6.质量相等的三个小球a、b、c,在光滑的水平面上以相同的速率运动,它们分别与原来静止的A、B、C三球发生碰撞,碰撞后小球a继续沿原方向运动,小球b静止,小球c沿反方向弹回,则碰撞后A、B、C三球中动量大小最大的是(　　) A.A球 B.B球 C.C球 D.不能确定 7.篮球和滑板车是深受青少年喜爱的两项体育活动。某同学抱着一篮球站在滑板车上一起以速度v0沿光滑水平地面运动,某一时刻该同学将篮球抛出,抛出瞬间篮球相对于地面的速度大小为v0,方向与抛出前滑板车的运动方向相反,已知篮球的质量为m,该同学和滑板车质量之和为m'。则抛出篮球后瞬间该同学和滑板车的速度大小为(　　) A.v0 B. C. D. 8.在光滑水平地面上匀速运动的装有沙子的小车,小车和沙子总质量为m',速度为v0,在行驶途中有质量为m的沙子从车上漏掉,沙子漏掉后小车的速度应为(　　) A.v0 B. C. D. 二、关键能力提升 9.(2025湖南益阳高二期末)质量为m0的热气球在空中以速率v0匀速上升,一质量为m的杂技演员在悬绳上相对热气球静止。若杂技演员以相对地面速率v沿绳匀速向下运动,则热气球的速率为(　　) A.v0+v B.v0-v C.v0+(v0+v) D.v0+(v0-v) 10.(多选)如图所示,小车在地面上静止,小车与地面间的摩擦忽略不计,A、B两人站在小车的两头。两人同时开始相向行走,发现小车向左运动,小车运动的原因可能是(　　) A.A、B两人的质量相等,A的速率比B的大 B.A、B两人的质量相等,A的速率比B的小 C.A、B两人的速率相等,A的质量比B的大 D.A、B两人的速率相等,A的质量比B的小 11.(2025宁夏高二月考)如图所示,A、B两物体的质量分别为m和2m,它们在光滑的水平面上以相同的动量运动,两物体相碰后,A的运动方向不变,但速率减为原来的一半,则碰撞后A与B的动量之比和速率之比分别为(　　) A.1∶2;2∶1 B.1∶3;2∶3 C.3∶1;2∶3 D.1∶3;1∶2 12.(2025河南卷)如图所示,在一段水平光滑直道上每间隔l1=3 m铺设有宽度为l2=2.4 m的防滑带。在最左端防滑带的左边缘静止有质量为m1=2 kg的小物块P,另一质量为m2=4 kg的小物块Q以v0=7 m/s的速度向右运动并与P发生正碰,且碰撞时间极短。已知碰撞后瞬间P的速度大小为v=7 m/s,P、Q与防滑带间的动摩擦因数均为μ=0.5,重力加速度大小g取10 m/s2。求: (1)该碰撞过程中损失的机械能; (2)P从开始运动到静止经历的时间。 三、核心素养拔高 13.如图所示,在光滑水平面上,有一质量m'=3 kg的薄板,板上有质量m=1 kg的物块,两者以v0=4 m/s的初速度朝相反方向运动。薄板与物块之间存在摩擦且薄板足够长,取水平向右为正方向。 (1)当物块的速度方向与初速度方向相同、大小为3 m/s时,薄板的速度是多少? (2)物块最后的速度是多少? 参考答案 1.B 2.D　解析 由于枪水平放置,故三者组成的系统除受重力和支持力(两外力平衡)外,不受其他外力,动量守恒。子弹和枪筒之间的力应为系统的内力,对系统的总动量没有影响。枪和子弹组成的系统受到车对其的外力作用,车和枪组成的系统受到子弹对其的外力作用,动量都不守恒。故正确选项为D。 3.BC　解析 当撤去外力F后,A尚未离开墙壁前,A、B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A和B组成的系统的动量不守恒,故A错误;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;A离开墙壁后,A、B组成的系统所受的外力之和为0,所以A、B组成的系统的动量守恒,故C正确;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。 4.BCD　解析 当C在A上滑行时,对A、C组成的系统,B对A的作用力为外力,不等于0,系统动量不守恒,故A错误;当C在B上滑行时,A、B已分离,对B、C组成的系统,沿水平方向不受外力作用,系统动量守恒,故B正确;若将A、B、C三木块视为一系统,则沿水平方向无外力作用,系统动量守恒,故C、D正确。 5.C　解析 两球相撞过程,系统的动量守恒,相撞后,总动量沿A球原来的方向,根据动量守恒定律得知,碰撞前的总动量的方向与A球原来的速度方向一致,由于A、B两球是相向运动,动量又是矢量,则知A球的动量一定大于B球的动量,故C正确;由于两球的质量关系未知,无法判断速度大小、动能大小的关系,故A、B、D错误。 6.C　解析 在三个小球发生碰撞的过程中,系统动量都是守恒的,根据动量守恒定律得mv0=mv+m'v',整理可得m'v'=mv0-mv,取小球初速度方向为正方向,可得出C球的动量大小是最大的,C正确。 7.C　解析 以滑板车的运动方向为正方向,则由动量守恒定律(m'+m)v0=m'v-mv0,解得v=。 8.A　解析 设漏掉质量为m的沙子后,由于惯性,沙子从车上漏掉的瞬间速度仍然为v0,小车速度为v',根据水平方向动量守恒可得m'v0=mv0+(m'-m)v',解得v'=v0,故B、C、D错误,A正确。 9.C　解析 由题意,以竖直向上为正方向,根据动量守恒定律得(m0+m)v0=-mv+m0v1,得v1=v0+(v0+v),故选C。 10.AC　解析 A、B两人与小车组成的系统动量守恒,开始时系统动量为零;两人相向运动时,小车向左运动,小车的动量向左,由于系统总动量为零,由动量守恒定律可知,A、B两人的动量之和向右,则A的动量大于B的动量。如果A、B两人的质量相等,则A的速率大于B的速率,故A正确,B错误;如果A、B两人的速率相等,则A的质量大于B的质量,故C正确,D错误。 11.B　解析 碰撞前,A、B动量相等,设碰撞前A的速率为vA,则B的速率为vB=vA,两物体碰撞过程动量守恒,以A的初速度方向为正方向,碰后A的速率为vA'=vA,由动量守恒定律得mvA+2mvB=m×vA+2m×vB',解得vB'=vA,则碰后A和B的速率之比分别为vA'∶vB'=2∶3,碰后A和B的动量之比pA'∶pB'=mvA'∶2mvB'=1∶3,故选B。 12.解析 (1)P、Q碰撞过程中动量守恒,有m2v0=m1v+m2v' 碰撞过程中损失的机械能ΔE=m2m1v2-m2v'2 代入数据解得ΔE=24.5 J。 (2)小物块P在防滑带上做匀减速直线运动,在防滑带之间做匀速直线运动,设在防滑带上共经过了x的位移,由运动学公式有v2=2μgx,解得x=4.9 m 故小物块P在第三个防滑带上停下 通过第一个防滑带后速度v1= 通过第二个防滑带后速度v2= 故P从开始运动到静止经历的总时间t==5 s。 答案 (1)24.5 J　(2)5 s 13.解析 (1)由于水平面光滑,物块与薄板组成的系统动量守恒,由动量守恒定律得 m'v0-mv0=-mv1+m'v' 代入数据解得v'= m/s,方向水平向右。 (2)在摩擦力作用下物块和薄板最后达到共同速度,设共同运动速度大小为v,由动量守恒定律得 m'v0-mv0=(m+m')v 代入数据解得v=2 m/s,方向水平向右。 答案 (1) m/s,方向水平向右　(2)2 m/s,方向水平向右 学科网（北京）股份有限公司 $