第一章 动量守恒定律 章末测试题-【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）

第一章章 （时间：75分钟 一、选择题（本题共10小题，共46分。第 1~7小题只有一项符合题目要求，每小 题4分。第8~10小题有多项符合题目 要求，每小题6分，全部选对的得6 分，选对但不全的得3分，有选错的得 0分)》 1.“天津之眼”是一座 跨河建设的桥轮合 一的摩天轮，是天 津市的地标之一。 摩天轮悬挂透明座 舱，乘客随座舱在 第1题图 竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确 的是() A.摩天轮转动过程中，乘客的机械能保 持不变 B.在最高点，乘客重力大于座椅对他的 支持力 C.摩天轮转动一周的过程中，乘客重力 的冲量为0 D.摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时 功率保持不变 2.如图所示，在光滑水 平面上质量分别为 车求回有 ma=2kg、mB=4kg 第2题图 速率分别为vA=5mS、vB=2mS的A、B两 小球沿同一直线相向运动并发生对心碰 撞。则()》 A.它们碰撞后的总动量是18kg·ms,方 第一章章末测试题。 末测试题 总分：100分) 向水平向右 B.它们碰撞后的总动量是2kgms,方 向水平向右 C.它们碰撞后B小球可能静止 D.它们碰撞后B小球可能向左运动 3.如图所示，在光滑 水平地面上放着两 第3题图 个物体，其间用一根不能伸长的细绳相 连，开始时细绳处于松弛状态，B物体静 止，A物体具有4kgm/s的动量（设向右 为正方向)。在细绳拉紧（可能拉断）的 过程中，关于A、B动量的变化可能是 ( A.△pA=-4kgm/s,△pB=4kgm/s B.△pA=2kgm/s,△pB=-2kgm/s C.△pA=-2kg'm/s,△pB=2kgm/s D.△pA=△pB=2kg'm/S 4.已知甲、乙两车动量相等，刹车后沿同一 水平路面滑行。若两车质量之比m里=L mz 2, 路面对两车施加的阻力相同，则两车的滑 行时间之比为( A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.1:4 5.向空中发射一物体，不计空气阻力，当此 物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂 成a、b两块，若质量较大的a块的速度 方向仍沿原来的方向，则() A.b的速度方向一定与原速度方向相反 高中物理选择性必修第一册（人教版） B.炸裂到落地的这段时间里，a飞行的水 平距离一定比b的大 C.a、b一定同时到达水平地面 D.在炸裂过程中，a受到的爆炸力的冲量 比b大 6.如图所示，在光滑 水平面上有一质量 古 Liw 77777777 为M的木块，木 第6题图 块与轻弹簧水平相连，弹簧的另一端连在 竖直墙上，木块处于静止状态。一质量为 m的子弹以水平速度o击中木块，并嵌在 其中，木块压缩弹簧后在水平面做往复运 动。木块自被子弹击中前到第一次回到原 来位置的过程中，木块受到的合外力的冲 量大小为() A.Mmvo B.2Mvo M+m C.2Mmvo D.2mvo M+m 7.如图所示，光滑水平面上 有大小相同的A、B两球 第7题图 在同一直线上运动。两球质量关系为m 2mA,规定向右为正方向，A、B两球的 动量均为6kgms,运动中两球发生碰 撞，碰撞后A球的动量增量为-4kgms, 则() A.左方是A球，碰撞后A、B两球速度 大小之比为2：5 B.左方是A球，碰撞后A、B两球速度 大小之比为1：10 C.右方是A球，碰撞后A、B两球速度 大小之比为2：5 D.右方是A球，碰撞后A、B两球速度 大小之比为1：10 8.如图所示，甲、乙两 甲 D乙 车的质量均为M,静 止放置在光滑的水平 第8题图 面上，两车相距为L。乙车上站立着一个 质量为m的人，他通过一条轻绳拉甲车， 甲、乙两车最后相接触，以下说法正确的 是() A.甲、乙两车运动中速度之比为M+m M B.甲、乙两车运动中速度之比为，M M+m C.甲车移动的距离为M+mL 2M+m D.乙车移动的距离为M+mL 2M+m 9.如图甲所示，在光滑水平面上的两小球发 生正碰，小球的质量分别为m1和m2。图 乙为它们碰撞前、后的x-1(位移一时间) 图像，以水平向右为正方向。已知m= 0.1kg。由此可以判断(） Ax/cm 16F 12 m 8 m m 左@回@有 77777777 0246t/s 分 乙 第9题图 A.碰前右侧小球静止，左侧小球向右运动 B.碰后右侧小球和左侧小球都向右运动 C.m2=0.3kg D.碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能 10.如图所示，质量为4m的光滑物块a静止 在光滑水平地面上，物块a左侧面为圆 弧面且与水平地面相切，质量为m的滑 块b以初速度vo向右运动滑上a,沿a 左侧面上滑一段距离后又返回，最后滑 离a,不计一切摩 擦，滑块b从滑上 a到滑离a的过程 第10题图 中，下列说法正确的是( A.滑块b沿a上升的最大高度为 B.物块a运动的最大速度为2o 5 C.滑块b沿a上升的最大高度为25 5g D.物块a运动的最大速度为vo 二、非选择题（本题共5小题，共54分）》 11.(9分)如图所示为 “探究碰撞中的不变 量”的实验装置示意 O M P N 图。已知a、b小球 第11题图 的质量分别为ma、mb,半径分别是ra、 .,图中P点为单独释放a球的平均落 点，M、N是a、b小球碰撞后落点的平 均位置。 (1)(多选)本实验必须满足的条件是 () A.斜槽轨道必须是光滑的 B.斜槽轨道末端的切线水平 C.入射小球每次都从斜槽上的同一 位置无初速度释放 D.入射球与被碰球满足m=m.,T=b (2)为验证动量守恒定律，需要测量OP 间的距离x,则还需要测量的物理量 有 (用相应的文字和字母表示) (3)如果动量守恒，须满足的关系式是 (用测 第一章章末测试题。 量物理量的字母表示) 12.(8分)现利用图甲所示的装置验证动量 守恒定律。在图甲中，气垫导轨上有A、 B两个滑块，滑块A右侧带有一弹簧片， 左侧与打点计时器（图中未画出）的纸 带相连；滑块B左侧也带有一弹簧片， 上面固定一遮光片，光电计时器（未完 全画出)可以记录遮光片通过光电门的 时间。 纸带 遮光片 光电门 n B 气垫导轨 甲 实验测得滑块A的质量m=0.310kg, 滑块B的质量m2=0.108kg,遮光片的宽 度d=l.00cm;打点计时器所用交流电的 频率f50Hz。 将光电门固定在滑块B的右侧，启动 打点计时器，给滑块A一向右的初速度， 使它与B相碰。碰后光电计时器显示的 时间为△t=3.500ms,碰撞前后打出的纸 带如图乙所示。 乙 第12题图 若实验允许的相对误差绝对值 碰撞前后总动量之差 碰前总动量 ×100%最大为 5%,本实验 (填“能”或“不 能”)在误差范围内验证动量守恒定律。 试写出运算过程： 高中物理选择性必修第一册（人教版） 13.（12分)如图所示，竖直平面内的四分 之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小 滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高 点和最低点。现将A无初速度释放，A 与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面 滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=0.2 m,A和B的质量相等，A和B整体与 桌面之间的动摩擦因数=0.2，重力加速 度g取10ms2。求： (1)碰撞前瞬间A的速率v。 (2)碰撞后瞬间A和B整体的速率v'。 (3)A和B整体在桌面上滑动的距离1。 R B 第13题图 14.(12分)如图甲所示，物块A、B的质 量分别是m1=4.0kg和m2=6.0kg,用轻 弹簧相连接放在光滑的水平面上，物块 B左侧与竖直墙相接触。另有一个物块 C从t=0时刻起以一定的速度向左运动， 在t=5s时刻与物块A相碰，碰后立即 与A粘在一起不再分开，物块C的v-t 图像如图乙所示。求： (1)物块C的质量m3。 4 (2)在5.0s到15s的时间内物块A的 动量变化的大小和方向。 1/(ms) BY000A -5.1015 甲 第14题图 15.(13分)如图，一滑雪道由AB和BC两 段滑道组成，其中AB段倾角为0，BC 段水平，AB段和BC段由一小段光滑圆 弧连接，一个质量为2kg的背包在滑道 顶端A处由静止滑下，若1s后质量为 48kg的滑雪者从顶端以1.5m/s的初速 度、3m/s2的加速度匀加速追赶，恰好 在坡底光滑圆弧的水平处追上背包并立 即将其拎起，背包与滑道的动摩擦因 数为u=7,重力加速度g取10m, sn石，cos0=若.忽略空气阻力及拎 包过程中滑雪者与背包的重心变化，求： (1)滑道AB段的长度。 (2)滑雪者拎起背包时这一瞬间的速度。 ----℃ B 第15题图章末测试参芳答案与解析 "第一章章末测试题 1.B【解析】机械能等于动能和重力势能之和，乘 客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，动能不变，重力 势能时刻发生变化，则机械能在变化，故A错误；在最 高点对乘客受力分析，根据牛顿第二定律有mgN-m号， 座椅对他的支持力N=mg-m二mg,故B正确；乘客随 座舱转动一周时，动量不变，所受合力的冲量为0，重 力的冲量I=mgt≠0，故C错误；乘客重力的瞬时功率 P=mg·cos0,其中0为线速度和竖直方向的夹角，摩天 轮转动过程中，乘客的重力和线速度的大小不变，但0 在变化，所以乘客重力的瞬时功率在不断变化，故D 错误。 2.B【解析】根据动量守恒，设向右为正，碰后它 们的总动量p'=m心A+mg=2×5kg·m/s-4×2kg·m/s= 2kgs,故A错误，B正确；因总动量向右，所以碰 后B球一定向右运动，C、D错误。 3.C【解析】以向右为正方向，A受到的拉力向左， 动量增量为负值，B的动量增量为正值，所以B、D错 误；若△pA=-4kgms,则就会出现A静止，B向前运 动，在细绳拉紧的过程中，A、B应一起运动，所以C 正确。 4.A【解析】两车滑行时水平方向仅受阻力F的作 用，在这个力作用下使物体的动量发生变化。当规定以 车行驶方向为正方向后，由动量定理-F-mL得-F mL,所以两车滑行时间：t=或1=号，当pB 十 F 相同时，滑行时间t相同。物体的动量反映了它克服阻 力能运动多久。从这个意义上，根据P、F相同，立即 可判知t相同。 5.C【解析】因碰撞瞬间内力远大于外力，所以系 统动量守恒，D错误；a、b都做平抛运动，竖直方向做 自由落体运动，由于高度相同，飞行时间一定相同，a、 b一定同时到达水平地面，故C正确；b的速度方向可 能与原速度方向相反，也可能与原速度方向相同，A错 误；炸裂到落地的这段时间里，a飞行的水平距离可能 比b的大，也可能比b的小，B错误。 6.A【解析】子弹射人木块的时间极短，根据动量 参考答案与解析。 守恒定律得m一(W+m加，解得=，第一次回到 原来位置的速度等于子弹击中木块后瞬间的速度。根据 动量定理，合外力的神量=M=m,故A正确。 M+m 7.A【解析】A、B发生碰撞，由动量守恒定律得 △pA=-△pB,由于碰后A球的动量增量为负值，所以右 边不可能是A球，若右边是A球，则动量的增量应是 正值；因此碰后A球的动量是2kgm/s,碰后B球的动 量增加为10kg·m/s,由于两球的质量关系mg=2ma,那 么碰后A、B两球速度大小之比为2：5。故选A。 8.AC【解析】本题类似人船模型，甲、乙、人看成 一系统，则水平方向动量守恒，甲、乙两车运动中速度 之比等于质量的反比，A正确，B错误：从=(M4 mke,山.可得=调L,么2m,C ML 正确。 9.AC【解析】分析图乙可知，碰前：右侧小球在 位移为8m的位置静止，左侧小球的位移均匀增 大，速度=号m=4,方向向右：碰后：时受 mS=-2%,时m6-2m6,碰撞过程中动量守恒 m心=m心1+mw2,解得m2=0.3kg,碰撞损失的机械能 AE=号mi-分m+分m）-0,故A、C正确。 10.BC【解析】b沿a上升到最大高度时，两者速 度相等，取向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定 律得mc=(m+4m)加，由机械能守恒定律得m=(m+ 4m)加+mgh,解得h=2,C正确；滑块b滑离a后，物 5g 块a运动的速度最大，系统在水平方向动量守恒，对整 个过程，以向右为正方向，由动量守恒定律得m=m+ 4m由机被能守恒定律得宁m=子心+分×4mi,解 得号4，-子，B正确，D错误，放B,C正确。 2 11.(1)BC(2)OM的距离x2ON的距离x (3)max=ma2+mc3(写成maOP=mOM+mON不扣分） 12.能过程见解析【解析】按定义，滑块运动的 瞬时速度为=告，式中△：为滑块在很短时间丛内走 71 高中物理选择性必修第一册（人教版） 过的路程。设纸带上打出相邻两点的时间间隔为T,则 T==0.02s,T可视为很短。 f 设滑块A在碰撞前、后瞬时速度分别为o、1。 由题意可得t-2.00m/s,v1=0.970m/s。 设滑块B在碰撞后的速度大小为，有， 代人题给的实验数据得2≈2.86ms。 设两滑块在碰撞前、后的动量分别为p和p',则 p=mivo,p'=mwr+mv20 两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为 Px10%。 代入有关数据，得6n≈1.7%<5%。 因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒 定律 13.(1)2m/s(2)1m/s(3)0.25m 【解析】(1)设滑块A、B的质量都为m,根据机 械能守恒定律有mgR= 2m2。 解得碰撞前瞬间A的速率为v=V2gR=2m/s。 (2)根据动量守恒定律有mw=2mw', 解得D'=2=lms。 (3)根据动能定理有2mm=u2mgl, 解得=2=0.25m。 2ug 14.(1)2.0kg(2)16kgm/s,方向向右 【解析】(1)根据图乙可知，物块C与物块A相碰 前的速度为v=6m/s。相碰后的速度为v2=2m/s。 根据动量守恒定律得mw1=(m1+m3)v2, 解得m=2.0kg。 (2)规定向左的方向为正方向，在第5.0s和第15 s末物块A的速度分别为v2=2m/s,v3=-2m/S。 所以物块A的动量变化为△p=m1(v-2)=-l6kgms。 即在5.0s到15s的时间内物块A动量变化的大小 为16kg·m/s,方向向右。 15.(1)9m(2)7.44m/s 【解析】(1)设滑道AB段长度为L,背包质量为m= 2kg,在斜面上滑行的加速度为a,根据牛顿第二定律 有migsin0-mgcos0=m1a,解得a4=2m/s2,滑雪者质量 为m2=48kg,初速度为to=1.5m/s,加速度为a2=3m/s2, 在斜面上滑行时间为t,落后时间o=1s,则背包的滑行 72 时间为4o,由运动学公式得L=子4(+6只，L=+号 a,联立解得t=2s或t仁-1s（舍去)，故可得L=9m。 (2)背包和滑雪者到达水平轨道时的速度为1,2， 有1=a1(t+to)=6m/s,v2=o+at=7.5m/s,滑雪者拎起背 包的过程，系统在光滑水平面上外力为0，动量守 恒，设共同速度为D,则有m1+mw2=(m+m2)w,解得 v=7.44m/s。 >"第二章章末测试题 1B【解折】报子的最大加遮度a,面mg=, 解得=Ag,B正确。 2.D【解析】由题意知，该弹簧振子振动周期为T= 0.5×4s=2s,振动频率为0.5Hz,A错误；弹簧振子的 周期由振动系统本身决定，与振幅无关，故只要振子的 最大位移不超过20cm,即弹簧形变在最大限度内，则 振子的振动周期仍为2s;由此可知，若向右拉动10cm 后由静止释放，经过4T=05s振子第一次回到P位置， 若向左推动8cm后由静止释放，振子连续两次经过P 位置的时间间隔是号=1；在P位置给振子任意一个向 左或向右的初速度，只要最大位移不超过20cm,总是 经？0.5s到达最大位移处，即速度降为0：B、C错 误，D正确。 3.A【解析】由图知物体在0.2s与0.4s时刻图线 的切线斜率相等，说明这两个时间的速度相同，故A正 确；物体在0.6s时刻与0.4s时刻的位移相同，物体经 过同一位置，动能相同，故B错误；0.7~0.9s时间内物 体的位移增大，由a=-x,可知物体的加速度在增大， m 故C错误；0.9~11s时间内物体的位移减小，物体靠近 平衡位置，则势能在减小，D错误。 4.A【解析】由图像可知，两摆的振幅不同。周期 相同，说明摆长相同，速度方向不是同时改变，A正确， B、D错误；据图中信息无法判断摆球质量关系，C错误。 5.D【解析】该心电图机图纸的移动速度为v= 生=25mms-25mmls。心动周期为T=入-20s=0.8s, t-1 -25 所以心率即为7×60次分=75次/份，即75次分，D 正确。