课后分层练(三) 动量守恒定律-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套练习（人教版）

[课后分层练(三)]　动量守恒定律 (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟) 1．(2025·江苏无锡期中)如图所示，地面光滑，车厢水平底板粗糙。用细线连接车厢一端挡板及滑块，轻弹簧处于压缩状态，车厢静止。现将细线剪断，滑块相对车厢底板开始滑动，在滑动过程中，小车、弹簧和滑块组成的系统(　　 ) 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 答案：选B。 解析：由题知，地面光滑，车厢水平底板粗糙，弹簧处于压缩状态，将细线剪断，则弹簧伸长，故滑块会向右运动，小车会向左运动，两者相对滑动，产生滑动摩擦力，但弹簧的弹力和两者间的滑动摩擦力都是内力，故系统动量守恒，但两者产生了相对位移，滑动摩擦力对整体做负功，故系统机械能不守恒，B正确。 2．短道速滑接力赛上，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，如图所示。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面在水平方向上的相互作用，下列说法正确的是(　　 ) A．甲对乙的冲量大小等于乙对甲的冲量大小 B．甲的机械能守恒，乙的机械能不守恒 C．甲的动量变化量大于乙的动量变化量 D．甲乙组成的系统动量守恒、机械能守恒 答案：选A。 解析：甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，方向相反，根据动量定理，甲的动量变化量与乙的动量变化量等大反向，故A正确，C错误；甲、乙机械能均不守恒，故B错误；乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，忽略运动员与冰面在水平方向上的相互作用，系统合力为零，则动量守恒，因为在推甲的过程中消耗了乙的化学能，所以系统机械能不守恒，故D错误。 3．一枚火箭搭载着卫星以速率v0到达预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原速度方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为(　　 ) A．v0－v2 B．v0＋v2 C．v0－v2 D．v0＋(v0－v2) 答案：选D。 解析：系统分离前后，动量守恒(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2，解得v1＝v0＋(v0－v2)，故D正确。 4．如图所示，质量为M的滑块静止在光滑的水平面上，滑块的光滑弧面底部与桌面相切，一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来，小球最后未越过滑块，则小球到达最高点时，小球和滑块的速度大小是(　　 ) A． B． C． D． 答案：选A。 解析：小球沿滑块上滑的过程中，小球和滑块组成的系统在水平方向上不受外力，因而系统在水平方向上动量守恒，小球到达最高点时和滑块具有相同的对地速度v(若速度不相同，必然相对运动，此时一定不是最高点)。由系统在水平方向上动量守恒得mv0＝(M＋m)v，解得v＝，故A正确。 5．质量相等的五个物块在一光滑水平面上排成一条直线，且彼此隔开一定的距离。具有初速度v0的第5号物块向左运动，依次与其余四个静止物块发生碰撞，如图所示，最后这五个物块粘成一个整体，则它们最后的速度为(　　 ) A．v0 B． C． D． 答案：选B。 解析：由五个物块组成的系统，沿水平方向不受外力作用，故系统在水平方向上动量守恒，由动量守恒定律得mv0＝5mv，得v＝v0，即它们最后的速度为 v0，B正确。 6．(2025·北京丰台期末)如图所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量mA＝2 kg，以一定的初速度向右运动，与静止的物块B发生碰撞并一起运动，碰撞前后的位移—时间图像如图所示(规定向右为正方向)，则碰撞后的速度及物块B的质量分别为(　　) A．2 m/s，5 kg B．2 m/s，3 kg C．3.5 m/s，2.86 kg D．3.5 m/s，0.86 kg 答案：选B。 解析：由图像可知，碰前A的速度为v1＝m/s＝5 m/s，碰后A、B的共同速度为v2＝m/s＝2 m/s ，A、B碰撞过程中动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得mAv1＝(mA＋mB)v2，解得mB＝3 kg，故B正确。 7．如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度v0，则(　　 ) A．小木块和木箱最终都将静止 B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动 C．小木块在木箱内将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动 D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动 答案：选B。 解析：最终木箱和小木块具有向右的动量，并且相互作用的过程中总动量守恒，A、D错误；由于小木块与木箱底板间存在摩擦，小木块最终将相对木箱静止，B正确、C错误。 8．(多选)(2025·湖北期中联考)如图所示，有辆平板小车停放在光滑的水平地面上，平板小车上放置着两个质量不相等的物体甲和乙，起初甲、乙两物体间有一根被压缩的轻弹簧，轻弹簧与甲、乙两物体相连接，当两物体同时被释放后，则(　　 ) A．若甲、乙所受的摩擦力大小相等，则甲、乙组成系统的动量守恒 B．若甲、乙所受的摩擦力大小相等，则甲、乙、小车组成系统的动量守恒 C．若甲、乙与平板小车上表面间的动摩擦因数相同，则甲、乙组成的系统动量守恒 D．若甲、乙与平板小车上表面间的动摩擦因数相同，则甲、乙、小车组成系统的动量守恒 答案：选ABD。 解析：把甲、乙组成一个系统，可知两物体同时被释放后，甲受到向右的摩擦力，乙受到向左的摩擦力。若甲、乙所受的摩擦力大小相等，则该系统合外力为零，满足动量守恒条件，则甲、乙组成系统的动量守恒，故A正确；把甲、乙、小车组成系统，甲、乙所受的摩擦力为系统内力，由于地面光滑，故系统合外力为零，满足动量守恒条件，故甲、乙、小车组成系统的动量守恒，故B正确；若甲、乙与平板小车上表面间的动摩擦因数相同，根据滑动摩擦力f＝μFN，可知压力大的摩擦力大，由于甲和乙质量不相等，故压力不相等，所以甲、乙组成的系统水平方向合外力不为零，不满足动量守恒条件，故甲、乙组成的系统动量不守恒，故C错误；由以上分析可知，虽然甲、乙与平板小车上表面间的动摩擦因数相同，造成二者摩擦力不相等，但摩擦力属于系统内力，不影响系统动量守恒，由于地面光滑，故系统合外力依然为零，满足动量守恒条件，则甲、乙、小车组成系统的动量守恒，故D正确。 9．(2025·四川攀枝花期末)质量为M的机车后面挂着质量为m的拖车，在水平轨道上以速度v匀速运动，已知它们与水平轨道间的摩擦力与它们的质量成正比。运动过程中拖车脱钩，但当时司机没发现，当拖车刚停下来时，机车的速度为(　　 ) A． B．v C．v D．v 答案：选C。 解析：对机车与拖车构成的系统，系统的合外力为零，动量守恒，则有(M＋m)v＝Mv′，解得v′＝v,故C正确。 10．(2025·全国课后作业)一弹丸在飞行到距离地面高5 m时仅有水平向右的速度v0＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块弹片沿水平方向飞出，甲、乙的质量之比为5∶1。不计质量损失，重力加速度g取10 m/s2。则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是(　　 ) 答案：选A。 解析：规定向右为正方向，设弹丸的质量为6m，则甲的质量为5m，乙的质量为m，弹丸爆炸前后甲、乙两块弹片在水平方向不受外力，则水平方向满足动量守恒定律，爆炸后甲的速度为v1，乙的速度为v2，则有6mv0＝5mv1＋mv2，则有12 m/s＝5v1＋v2，两块弹片都做平抛运动，高度一样，则运动时间相等，有t＝＝s＝1 s，两块弹片在水平方向做匀速运动，有x1＝v1t，x2＝v2t，则有12 m＝5x1＋x2，结合图像可知，仅选项A的位移满足上述表达式，故A正确。 11．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，求： (1)物块最后的速度； (2)当物块的速度大小为3 m/s时，薄板的速度。 答案：(1)2 m/s，方向水平向右　(2) m/s，方向水平向右 解析：(1)由于水平面光滑，物块与薄板组成的系统动量守恒，设共同运动速度大小为v，由动量守恒定律得 Mv0－mv0＝(m＋M)v 代入数据解得v＝2 m/s，方向水平向右。 (2)由题知，物块速度大小为3 m/s时，方向向左，由动量守恒定律得 Mv0－mv0＝－mv1＋Mv′ 代入数据解得v′＝ m/s，方向水平向右。 12．(多物体、多过程动量守恒问题)如图所示，木块A质量mA＝1 kg，足够长的木板B质量mB＝4 kg，质量为mC＝1 kg的木块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦，开始时B、C均静止，现使A以v0＝12 m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以4 m/s速度弹回。求： (1)B运动过程中的最大速度大小； (2)C运动过程中的最大速度大小。 答案：(1)4 m/s　(2)3.2 m/s 解析：(1)A与B碰后瞬间，C的运动状态未变，B速度最大。由A、B系统动量守恒(取向右为正方向)有 mAv0＋0＝－mAvA＋mBvB 代入数据得vB＝4 m/s。 (2)B与C相互作用使B减速、C加速，由于B板足够长，所以B和C能达到相同速度，二者共速后，C速度最大，由B、C系统动量守恒，有 mBvB＋0＝(mB＋mC)vC 代入数据得vC＝3.2 m/s。 学科网（北京）股份有限公司 $