1.2 动量守恒定律及其应用 课时训练 -2025-2026学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

第2节 动量守恒定律及其应用 课时训练 一、选择题: 1．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是(　　) A．燃料推动空气，空气的反作用力推动火箭 B．火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭 C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭 D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭 2．A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5 kg，速度大小为10 m/s，B质量为2 kg，速度大小为5 m/s，两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4 m/s，则B的速度大小为(　　) A．10 m/s　　　　　 B．20 m/s C．30 m/s D．40 m/s 3．质量为2 kg的小车以2 m/s的速度沿光滑的水平面向右运动，若将质量为0.5 kg的砂袋以3 m/s的水平速度迎面扔上小车，则砂袋与小车一起运动的速度的大小和方向是(　　) A．1.0 m/s，向右　　　 B．1.0 m/s，向左 C．2.2 m/s，向右 D．2.2 m/s，向左 4．将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/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，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)(　　) A．30 kg·m/s　 B．5.7×102 kg·m/s C．6.0×102 kg·m/s D．6.3×102 kg·m/s 5．有一只小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重一吨左右)．一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量．他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船．用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L.已知他的自身质量为m，水的阻力不计，船的质量为(　　) A. B. C. D. 6．如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中(　　) A．动量守恒，机械能守恒 B．动量不守恒，机械能不守恒 C．动量守恒，机械能不守恒 D．动量不守恒，机械能守恒 7．一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从艇上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v′，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是(　　) A．Mv0＝(M－m)v′＋mv B．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v0) C．Mv0＝(M－m)v′＋m(v＋v′) D．Mv0＝Mv′＋mv 8.如图所示，一个倾角为α的斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h.今有一质量为m的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是(　　) A.　　　　 B. C. D. 9．(多选)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，下列说法中正确的是(　　) 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．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不同 10．(多选)下列图片所描述的事例或应用中，利用反冲原理的是(　　) 　　　　　 二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位) 11．小车静置在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，人站在车的一端，靶固定在车的另一端，枪离靶的距离为d，如图所示．已知车、人、靶和枪的总质量为M(不包括子弹)，每发子弹质量为m，共n发，每发子弹击中靶后，就留在靶内，且待前一发击中靶后，再打下一发．打完n发后，小车移动的距离为多少？ 12.一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体喷出时相对于地面的速度v＝1 000 m/s，设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次． (1)当第三次气体喷出后，火箭的速度为多大？ (2)第1 s末，火箭的速度为多大？ 参考答案： 1.B　[火箭的工作原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时使火箭获得反冲速度，故正确答案为选项B.] 2.A　[以A物体的速度方向为正方向．则vA＝10 m/s，vB＝－5 m/s，p＝pA＋pB＝5×10 kg·m/s＋2×(－5) kg·m/s＝40 kg·m/s.碰撞后，由动量守恒定律得p＝mAvA′＋mBvB′，解得vB′＝10 m/s，与A的速度方向相同，故选项A正确．] 3.A　[选向右为正方向，则小车和砂袋组成的系统在水平方向动量守恒，有m车v车－m砂v砂＝(m车＋m砂)v，解得v＝1.0 m/s，方向向右，故A正确．] 4.A　[由于喷气时间短，且不计重力和空气阻力，则火箭和燃气组成的系统动量守恒． 燃气的动量大小p1＝mv＝0.05×600 kg·m/s＝30 kg·m/s， 则火箭的动量大小p2＝p1＝30 kg·m/s，选项A正确．] 5.B　[设人走动的时候船的速度大小为v，人的速度大小为v′，人从船头走到船尾用时为t，人的位移为L－d，船的位移为d，所以v＝，v′＝.根据动量守恒有：Mv－mv′＝0，可得：M＝m，小船的质量为：M＝，故B项正确．] 6.B　[在弹簧压缩至最短的过程中，受到墙对弹簧向右的作用力，系统动量不守恒．子弹射入木块的过程中有动能转化为内能，所以机械能不守恒．] 7.A　[以炮弹m和艇(M－m)为系统，系统动量守恒，则有：Mv0＝(M－m)v′＋mv.] 8.C　[此题属“人船模型”问题，小物体与斜面体组成的系统在水平方向上动量守恒，设小物体在水平方向上对地位移为s1，斜面体在水平方向对地位移为s2.则有0＝ms1－Ms2，且s1＋s2＝，可得s2＝.] 9.CD　[在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，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，故A错误；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，故B错误；男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故C正确；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等，方向相反，木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量不相同，故D正确．故选C、D.] 10.ABC　[A图中喷灌装置的自动旋转是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，故属于反冲运动；B图中章鱼在水中前行和转向是利用喷出的水的反冲作用；C图中吹足气的气球由静止释放后气球运动是利用喷气的方式而获得动力，利用了反冲原理；D图中码头边的轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，不是利用反冲作用；故选A、B、C.] 11.[解析]　由题意知系统动量守恒，前一发击中靶后，再打下一发，说明发射后一发子弹时，车已经停止运动．每发射一发子弹，车后退一段距离．每发射一发子弹时，子弹动量为mv，由动量守恒定律有： 0＝mv－[M＋(n－1)m]v′ mv＝[M＋(n－1)m]v′ 设每发射一发子弹车后退x，则子弹相对于地面运动的距离是(d－x)，由动量守恒定律有：m＝[M＋(n－1)m] 解得：x＝，则打完n发后车共后退s＝. [答案]　 12.[解析]　解法一　(1)喷出气体的运动方向与火箭的运动方向相反，气体和火箭系统动量守恒． 设第一次气体喷出后火箭速度为v1，有 (M－m)v1－mv＝0，所以v1＝ 设第二次气体喷出后火箭速度为v2，有 (M－2m)v2－mv＝(M－m)v1，所以v2＝ 设第三次气体喷出后火箭速度为v3，有 (M－3m)v3－mv＝(M－2m)v2 所以v3＝＝ m/s≈2 m/s. (2)设第n次气体喷出后火箭速度为vn，由上面推导可知， 有(M－nm)vn－mv＝[M－(n－1)m]vn－1 所以vn＝ 因为每秒喷气20次，所以1 s末火箭速度为 v20＝＝ m/s≈13.5 m/s. 解法二　选取整体为研究对象，运用动量守恒守律求解． (1)设喷出三次气体后火箭的速度为v3，以火箭和喷出的三次气体为研究对象，根据动量守恒守律，得(M－3m)v3－3mv＝0 所以v3＝≈2 m/s. (2)以火箭和喷出的20次气体为研究对象， 根据动量守恒定律，有(M－20m)v20－20mv＝0 所以v20＝≈13.5 m/s. [答案]　(1)2 m/s　(2)13.5 m/s 学科网（北京）股份有限公司 $