第一章 动量守恒定律 感知高考-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册练习手册（人教版）

高中物理选择性必修第一册（人教版） 3umgsicos 0mm 设1、2、3组合体与4碰撞后的1、2、3、4组合 体的速度为v6,根据动量守恒，有3mv5=4mv6, 解得64V(I413V3)g,设木块1、2、3、4 组合体下滑d时的速度为7，根据动能定理，有 4 min30°-4 mg30=产7x4mui-7x4mi2, 解得=4V(30-29V3g, 动摩擦因数最小时，7=0.则4=，30_≈0.597： 293 动摩擦因数最大时，6=0，则mx= 14 ≈0.622： 13V3 综上所述，与木块4碰撞而不与木块5碰撞的条件 是0.597≤≤0.622。 P"感知高考 1.BD【解析】对甲、乙两条形磁铁分别作受力分 析，如图所示。 m S NF S NA 第1题答图 根据牛顿第二定律有a=m竖，az=mz。由 mz 于mm>mz,所以a仰<az,由于两物体运动时间相同，且 同时由静止释放，可得v甲<0乙，A错误；对于整个系统 而言，由于wm甲g>umzg,合力方向向左，合冲量方向 向左，所以合动量方向向左，显然甲的动量大小比乙的 小，B、D正确、C错误。故选BD。 2.D【解析】曲线与横轴围成的面积是Ft,根据动 量定理：合外力的冲量等于动量的变化量，而不是速度 的变化量，A、C错误；头部因为受到安全气囊的阻力 作用，动量大小一直减小，B错误；根据牛顿第二定 律，加速度与合外力成正比，所以加速度大小先增大后 减小，D正确。 3.D【解析】根据动能定理1=7m(2uP-?m2 多m,W,=7m(5o)户3m(2jP=2头m,所以W, 7W1;根据动量定理1=△p1,3mw≥11≥mw,同理= 46 △p2,7mm≥1≥3m,D正确。 4.C【解析】碰撞前m2的位置坐标不变，m2的速度 为0，所以碰撞前2的速率小于m1的速率，A错误；碰 撞后m2的速率2等于2m/s,m的速率v1也等于 2m/s,碰撞后m2的速率等于m1的速率，B错误；两个 物体在光滑水平面上正碰动量守恒，mwo=mw1+m2w2,以 初动量方向为正，由于碰后m1又返回原点，m,动量 为负值，所以lm1wol+lmw1=m2l,即lm心l<m2w2l,C正 确；碰前m的速度为4m/s,代人动量守恒定律m心ol+ lmw1l=mw2l,解得3m1=m2,碰撞后m2的动能W2= m-6m,碰撞后m的动能，=分mi-2m,所以 1 碰撞后m2的动能大于m的动能，D错误。 5.D【解析】圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力 的方向沿运动轨迹的法线方向（沿轨迹半径指向圆心）， A错误；小物体随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心 力，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量也是合外力的冲 量，根据动量定理，合外力的冲量等于动量的增量，所 以小物体运动一圈所受摩擦力的冲量为0，B错误。注 意不能用1T求摩擦力的冲量，因为摩擦力是变力， 用I=求冲量，只适用于恒力。圆盘停止转动后，由于 惯性，小物体沿运动轨迹切线方向运动，C错误；圆盘 停止转动时，小物体速度v=wr,由动量定理，小物体整 个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为I=△w=mwr,D正 确。 6.C【解析】由动量定理得=mw,解得n=120,C 正确。 7.B【解析】设交通标志牌迎风面积为S,空气密 度为P,标志牌对台风的作用力为F,在t时间内吹向标 志牌的空气体积为vtS,空气质量m=pwtS,由动量定理 F=mu-(-mm）,解得F=2pS2,由牛顿第三定律可知，台 风对该交通标志牌的作用力大小为F=F=2pSw2,10级台 风的风速我们取27ms,16级台风的风速我们取54ms, 估算16级台风对该交通标志牌的作用力大小与10级台 风对该交道标志牌的作用力大小之比为冷-器一票一 4,即16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10 级台风的4倍，B正确。 8.D【解析】根据题述，质点沿x轴正方向做初速 度为0的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律， 其速度v=V2ax,其动量p=mw=mV2ax,所以对应的 相轨迹可能是D。 9.(1)一元(2)V2μg(3)m2(4)见解析 m 【解析】(1)根据题意可知，甲与乙碰撞后没有反弹，可 知甲的质量大于乙的质量，甲选用的是一元硬币。 (2)甲从0点到P点，根据动能定理-un gso=0- 子M,解得碰撞前，甲到0点时速度的大小V24g0。 (3)同理可得，碰撞后甲的速度和乙的速度分别为 v1=V2g1,2=V2gs2,若动量守恒，则满足mo= mw+m,整理可得VS0-VS-m2 m (4)由于存在某种系统或偶然误差，计算得到碰撞 前后甲动量变化量大小与乙动量变化量大小的比值不是 1,产生这种误差可能的原因： ①测量误差。不管多精良的仪器，测量时总是会产 生测量误差的，不可能做到绝对准确。 ②系统误差。碰撞过程中，我们认为内力远大于外 力，动量守恒，实际上碰撞过程中，两个硬币组成的系 统合外力不为0。 10.(1)ma mg+Fv (2)①330Ns,方向竖直向上 ②0.2m【解析】(1)敏感球受向下的重力mg和敏 感臂向下的压力F、以及斜面的支持力N,则由牛顿第二 定律可知(mg+Fv)tan0=ma,解得tan0=_ma。 mg+Fo (2)①由图像可知碰撞过程中F的冲量大小1，=)×0.1× 6600N·s=330N·s,方向竖直向上。②头锤落到气囊上 时的速度o=V2gH=8ms,与气囊作用过程由动量定 理（向上为正方向）I-Mgt=M-(-Mo),解得v=2ms, 则上升的最大高度h==-0.2m。 2g1 11.(1)N=8NN2=5N(2)8m/s(3)0.2m 【解析】(1)当滑块处于静止时，桌面对滑杆的支持力 等于滑块和滑杆的重力，即N=(m+M)g=8N,当滑块向 上滑动过程中受到滑杆的摩擦力为1N,根据牛顿第三 定律可知，滑块对滑杆的摩擦力也为1N,方向竖直向 上，则此时桌面对滑杆的支持力为N2=Mg-f=5N。 参考答案与解析。 (2)滑块向上运动到碰前瞬间，根据动能定理有 -mg-子m听-子m,代入数据解得=8ms。 (3)由于滑块和滑杆发生完全非弹性碰撞，即碰后 两者共速，碰撞过程根据动量守恒有m=(m+M)v,碰 后滑块和滑杆以速度，整体向上做竖直上抛运动，根据 动能定理有-(m+W0h-0子(m+W加，代人数据联立解 得h=0.2mo 12.(1)1m/s1m/s(2)0.2(3)0.12J【解 析】(I)对A物块由平抛运动知识得h=之，xA=d, 代入数据解得vA=1ms,脱离弹簧时A的速度大小为 vA=1m/s,对A、B物块整体由动量守恒定律mA心A=mB, 解得脱离弹簧时B的速度大小为=1m/s。(2)对物 块B由动能定理得m您0-了m,代入数据解得 =0.2,物块与桌面间的动摩擦因数为=0.2。(3)由能 量守恒定律得△，子me+分mamg4ra, 其中mA=mB,△x=△A+Ag,解得整个过程中，弹簧释放 的弹性势能△E,=0.12J。 13.(1)40N(2)4m/s(3)0.15【解析】A、 C的质量均为m=2kg,B的质量为M=6kg,细绳OP长 为l=1.6m。(1)A从开始运动到最低点由动能定理 得mg1-s60)之m-0。对A在最低点，根据牛顿 第二定律得Fmgm气，解得4ms,40N。(2)A 与C相碰时由于碰后A竖直下落，可知A水平速度变 为0，由水平方向动量守恒，可知mo=0+mwc,故解得 vc=o=4m/s。(3)C相对B滑行4m后与B共速，对 B和C根据动量守恒可得mw=(M+m)m,根据能量守恒得 ungl之m-（m+M,联立解得=0.15。 14.(④1ms0125m(2)025mYs (3)4V3to-8t品 【解析】(1)由于地面光滑，木板、小物块组成的 系统动量守恒，则有mo=(m+m2)加，代入数据有v=lml s,对木板受力分析有4=mg=4msS2,则木板运动前 m 47 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 右端距弹簧左端的距离满足=2a心1，代人数据解得1= 0.125mg (2)木板与弹簧接触以后，对木板、小物块组成的 系统有kx2=(m1+m2)a共，对小物块有a=g=1m/s2,当 a共=2时物块与木板之间即将相对滑动，解得此时的弹 簧压缩量2=0.25m,对木板、小物块组成的系统，根据 能量守恒定律有-之6子(m+m-子《m+mi, 代人数据解得=y3Ws。 2 第二章 机 >m1.简谐运动 基础练习 1.ABD【解析】机械振动的特点是在某一中心位置 附近做往复运动。 2.C【解析】振动平台在最低位置时，物体加速度 向上最大，由受力分析可知平台对物体支持力最大，由 牛顿第三定律知物体对平台的压力最大，C正确。 3.A【解析】根据物体的振动图像可知，T=4S,则 物体的振动方程为x=10cos牙：(cm),代入t=0.5s,则 物体对平衡位置的位移为5V2cm,故A正确。 4.AD【解析】由x-t图像可知，t1时刻图像的斜率 小于2时刻图像的斜率，所以<2，方向相同；由F= kx,x>2,知a>2,方向相反，A、D正确。 5.AD【解析】由题图乙可知t=0.8s时，振子在平 衡位置向负方向运动，所以速度方向向左（说明：也可 以用图像的斜率为负表明速度为负)，A正确；t=0.2s 时，位移为正，且振子远离平衡位置，速度逐渐减小， 应在O点右侧大于6cm处，B错误；t=0.4s和t=1.2s 时，振子的加速度大小相同，方向相反，C错误；t=0.4s 到t=0.8s的时间内，振子向平衡位置运动，速度逐渐增 大，D正确。 6.C【解析】位移减小时，加速度减小，速度增大， A错误；位移方向和速度方向不一定相同，B错误；物 体向平衡位置运动时，速度方向和位移方向相反，D错误。 7.D【解析】试管被竖直提起少许，说明试管在其 平衡位置以上最大位移处释放，D正确。 48 (3)木板从速度为2时到之后与物块加速度首次相 同时的过程中，由于木板的加速度大于小物块的加速 度，则当木板与小物块的加速度相同时即弹簧形变量为 2时，则说明此时木板的速度大小为2，共用时2o,且 小物块一直受滑动摩擦力作用，则对小物块有-wmg· 2mw-m2,解得3-2o,对于木板、小物块细 成的系统，根据能量守恒定律有A=)m-分mi 4V3to-86。 械振动 8.B【解析】在t=0.15s时，振子的位移为负，且 大小正在增大，说明振子远离平衡位置，速度减小，由 a=,知加速度在增大，A错误，B正确；根据图像 m 的切线斜率等于速度，可知此刻振子的速度为负，说明 速度方向沿x轴负方向，C错误；t仁0.15s是0.1s时刻 与0.2s时刻的时间中点，由于振子做变减速运动，相 等时间内通过的位移不等，所以在t=0.15s时振子位移 一定不等于2cm,D错误。 提升练习 9.AD【解析】振子在状态a时t=0,此时的位 移为3cm,且向规定的正方向运动，A正确；振子在 状态b时t=0,此时的位移为2cm,且向规定的负方向 运动，图像②中的初始位移不对，B错误；振子在状态 c时t=0,此时的位移为-2cm,且向规定的负方向运动， 图像③中的运动方向及初始位移均不对，C错误；振子 在状态d时t=0,此时的位移为-4cm,速度为0，D 正确。 10.10√2cm8s【解析】由图读出振幅A= 10V2cm,简谐运动方程x=Asin(2严1)(cm）,代入 数据得-1010V2sm2严×7)，解得T-8s。 >2.简谐运动的描述 基础练习 1.BD【解析】振幅是标量，A错误；周期和频率互 为倒数，即Tf1,B正确；简谐运动的周期、频率由N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 感知 1.（多选)(2023·新课标卷)使甲、乙两条 形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面 上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质 量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩 擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们 相互接近过程中的任一时刻() 甲 SN S N 777777777 第1题图 A.甲的速度大小比乙的大 B.甲的动量大小比乙的小 C.甲的动量大小与乙的相等 D.甲和乙的动量之和不为零 2.(2022·重庆卷)在测试 汽车的安全气囊对驾乘人 员头部防护作用的实验 中，某小组得到了假人头 t/ms 第2题图 部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲 线（如图）。从碰撞开始到碰撞结束过程 中，若假人头部只受到安全气囊的作用， 则由曲线可知，假人头部() A.速度的变化量等于曲线与横轴围成的面积 B.动量大小先增大后减小 C.动能变化正比于曲线与横轴围成的面积 D.加速度大小先增大后减小 3.(2022·湖北卷)一质点做曲线运动，在前 一段时间内速度大小由v增大到2，在随 后的一段时间内速度大小由2，增大到5v。 前后两段时间内，合外力对质点做功分别 (30)练 高考 为W,和W2,合外力的冲量大小分别为I1 和12。下列关系式一定成立的是() A.W2=3W1,I2≤3LB.W=3W1,I2≥I C.W=7W1,2≤3L1D.W=7W1,2≥ 4.(2022·北京卷)质 Ax/m 8- 量为m,和m2的两个 物体在光滑水平面 上正碰，其位置坐 04 12 标x随时间t变化的 第4题图 图像如图所示。下列说法正确的是() A.碰撞前m2的速率大于m1的速率 B.碰撞后m2的速率大于m1的速率 C.碰撞后m2的动量大于m1的动量 D.碰撞后m2的动能小于m1的动能 5.(2021·北京卷)如图所 示，圆盘在水平面内以角 速度ω绕中心轴匀速转 动，圆盘上距轴r处的P 第5题图 点有一质量为m的小物体随圆盘一起转 动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由 P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正 确的是() A.圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力 的方向沿运动轨迹切线方向 B.圆盘停止转动前，小物体运动一圈所 受摩擦力的冲量大小为2mwr C.圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径 方向运动 D.圆盘停止转动后，小物体整个滑动过 程所受摩擦力的冲量大小为mwr 6.(2021·湖北卷)抗日战争时期，我军缴获 不少敌军武器武装自己，其中某轻机枪 子弹弹头质量约8g，出膛速度大小约 750m/s。某战士在使用该机枪连续射击 1min的过程中，机枪所受子弹的平均反 冲力大小约12N,则机枪在这1min内射 出子弹的数量约为() A.40B.80 C.120D.160 7.(2021·福建卷)福建属于台风频发地区， 各类户外设施建设都要考虑台风影响。已 知10级台风的风速范围为24.5~28.4m/s, 16级台风的风速范围为51.0-56.0m/s。 若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志 牌，则16级台风对该交通标志牌的作用 力大小约为10级台风的（) A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍 8.(2021·湖南卷)物体的运动状态可用位置 x和动量p描述，称为相，对应p-x图像 中的一个点。物体运动状态的变化可用 P-x图像中的一条曲线来描述，称为相轨 迹。假如一质点沿x轴正方向做初速度为 0的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可 能是() 第一章动量守恒定律。 9.(2023·辽宁卷)某同学为了验证对心碰撞 过程中的动量守恒定律，设计了如下实 验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币 可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中 OA为水平段。选择相同材质的一元硬币 和一角硬币进行实验。 甲 ---N87A 乙 第9题图 测量硬币的质量，得到一元和一角硬币的 质量分别为m1和m2(m1>m2)。将硬币甲 放置在斜面上某一位置，标记此位置为 B。由静止释放甲，当甲停在水平面上某 处时，测量甲从O点到停止处的滑行距 离OP。将硬币乙放置在O处，左侧与O 点重合，将甲放置于B点由静止释放。当 两枚硬币发生碰撞后，分别测量甲、乙从 O点到停止处的滑行距离OM和ON。保 持释放位置不变，重复实验若干次，得到 OP、OM、OW的平均值分别为so、s1、s20 (1)在本实验中，甲选用的是 (填“一元”或“一角”)硬币。 (2)碰撞前，甲到O点时速度的大小可表 示为 (设硬币与纸板间的动 摩擦因数为，重力加速度为g)。 (3)若甲、乙碰撞过程中动量守恒，则 Vso-VsL= （用m1和m2 Vs2 表示)，然后通过测得的具体数据验 证硬币对心碰撞过程中动量是否守恒。 (4)由于存在某种系统或偶然误差，计算 得到碰撞前后甲动量变化量大小与乙 练 31 高中物理选择性必修第一册（人教版） 动量变化量大小的比值不是1，写出 一条产生这种误差可能的原因： 10.(2024·广东卷)汽车的安全带和安全气 囊是有效保护乘客的装置。 (1)安全带能通过感应车的加速度自动 锁定，其原理的简化模型如图甲所 示。在水平路面上刹车的过程中， 敏感球由于惯性沿底座斜面上滑直 到与车达到共同的加速度a,同时 顶起敏感臂，使之处于水平状态， 并卡住卷轴外齿轮，锁定安全带。 此时敏感臂对敏感球的压力大小为 ,敏感球的质量为m,重力加速 度为g。忽略敏感球受到的摩擦力。 求斜面倾角的正切值tanO。 (2)如图乙所示，在安全气囊的性能测 试中，可视为质点的头锤从离气囊 表面高度为H处做自由落体运动。 与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到 气囊表面为计时起，点，气囊对头锤竖 直方向作用力F随时间t的变化规 律，可近似用图丙所示的图像描述。 已知头锤质量M=30kg,H=3.2m, 重力加速度大小取g=10m/s2。求： ①碰撞过程中F的冲量大小和方向； ②碰撞结束后头锤上升的最大高度。 安全带、 头锤O 试验台 0.1t/s 汽车前进方向 甲 第10题图 (32)练 11.(2022·广东卷)某同学受自动雨伞开伞 过程的启发，设计了如图所示的物理模 型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套 有一个滑块，初始时它们处于静止状态。 当滑块从A处以初速度vo为10m/s向上 滑动时，受到滑杆的摩擦力f为1N,滑 块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞， 带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。 已知滑块的质量m=0.2kg,滑杆的质量 M=0.6kg,A、B间的距离l=1.2m,重 力加速度g取10ms2,不计空气阻力。求： (1)滑块在静止时和向上滑动的过程中， 桌面对滑杆支持力的大小N和N2。 (2)滑块碰撞前瞬间的速度大小v1。 (3)滑杆向上运动的最大高度h。 滑杆 滑块 第11题图 12.(2024辽宁卷)如图，高度h=0.8m的 水平桌面上放置两个相同物块A、B,质 量mA=mB=0.1kg。A、B间夹一压缩量 △x=0.1m的轻弹簧，弹簧与A、B不拴 接。同时由静止释放A、B，弹簧恢复原 长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞 出，水平射程xA=0.4m;B脱离弹簧后 沿桌面滑行一段距离=0.25m后停止。 A、B均视为质点，取重力加速度g= 10m/s2。求： (1)脱离弹簧时A、B的速度大小vA 和VB (2)物块与桌面间的动摩擦因数u。 (3)整个过程中，弹簧释放的弹性势能 △Epe AB 第12题图 第一章动量守恒定律。 13.(2024·甘肃卷)如图，质量为2kg的小 球A(视为质点)在细绳OP和OP作用 下处于平衡状态，细绳0'P=0P=1.6m, 与竖直方向的夹角均为60°。质量为6kg 的木板B静止在光滑水平面上，质量为 2kg的物块C静止在B的左端。剪断细 绳O'P,小球A开始运动。（重力加速 度g取10m/s2) (1)求A运动到最低点时细绳OP所受 的拉力。 (2)A在最低点时，细绳OP断裂。A飞 出后恰好与C左侧碰撞（时间极 短)、碰后A竖直下落，C水平向右 运动。求碰后C的速度大小。 (3)A、C碰后，C相对B滑行4m后 与B共速。求C和B之间的动摩擦 因数。 60N 601 第13题图 练(33 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 14.(2023.辽宁卷)如图，质量m=1kg的 木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖 直墙面固定一劲度系数k=20N/m的轻弹 簧，弹簧处于自然状态。质量m2=4kg 的小物块以水平向右的速度心子m滑 上木板左端，两者共速时木板恰好与弹 簧接触。木板足够长，物块与木板间的 动摩擦因数u=01,最大静摩擦力等于滑 动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内， 弹簧的弹性势能E。与形变量x的关系为 E,=)kx。取重力加速度g=l10m,结 果可用根式表示。 (1)求木板刚接触弹簧时速度1的大小 及木板运动前右端距弹簧左端的距 离x10 (2)求木板与弹簧接触以后，物块与木 板之间即将相对滑动时弹簧的压缩 量2及此时木板速度v2的大小。 (3)已知木板向右运动的速度从v2减小 到0所用时间为to。求木板从速度 为2到之后与物块加速度首次相同 的过程中，系统因摩擦转化的内能 △U(用t表示)。 0 MMMMM m 第14题图 (34)练