1.1 动量 分层作业-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 分层清晰，梯度合理，从动量概念到综合应用，强化物理观念与科学思维 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A层|动量定义、单位、简单变化量计算|基础选择与计算，巩固物质、运动观念| |B层|动量与功、动能、电场综合应用|综合选择与计算，培养科学推理能力| |C层|弹簧、电场中复杂运动的动量分析|图像分析与综合计算，提升模型建构能力|

1.1 动量 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．物理学中把物体的质量与速度的乘积定义为该物体的动量，则动量的单位用国际单位制中的基本单位表示为（　　） A．kg·s B．kg·m/s C．kg·m/s2 D．kg·m/s3 2．在我国空间站的微重力环境中，一个质量为0.4kg的球形水珠以的水平速度垂直撞向特制疏水材料平板，碰撞后水珠以的速度反向弹回。以初速度方向为正方向，该水珠的动量变化量为（　　） A． B． C． D． 3．（多选）如图所示，小明同学对某轻质头盔进行安全性测试，他在头盔中装入质量为1.0kg的物体，使物体与头盔紧密接触，使其从距水平地面3.2m的高处自由落下，并与地面发生碰撞，速度减为零，头盔被物体挤压了0.04m，挤压过程物体的运动视为匀减速直线运动。不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A．自由下落过程，物体对头盔的压力为零 B．物体自由下落过程经历的时间为0.6s C．碰撞过程中，物体动量变化量大小为10kg·m/s D．碰撞过程中，头盔对物体的平均作用力大小为810N 4．（多选）质量为2kg的物体，在运动过程中速度由向东的3m/s变为向南的3m/s，下列关于它在该运动过程中的动量变化量和动能变化量的说法正确的是（　　） A．动量变化量大小为0 B．动量变化量大小为，方向为南偏西45° C．动能变化量大小为0 D．动能变化量大小为 5．2023年5月14日，第四届“中国体育发展基金会杯”中国城市少儿足球联赛（济南赛区）开赛。如图是某次运动员用头颠球的图片。质量为0.42kg的足球由静止下落到头顶时的速度大小，被重新顶起离开头顶时的速度大小。已知足球与头部的作用时间为0.2s，空气阻力不计。重力加速度大小，求： （1）在此过程中，足球受到头顶的平均作用力F的大小； （2）在此过程中，足球的动量变化量的大小。 6．如图所示是两个质量均为m的小球以相同的速率相向运动并发生碰撞的三个瞬间，p1和p2分别是两个小球碰撞前的动量，p1′和p2′分别是两个小球碰撞后的动量。设两球相互作用时间为t，试推导碰撞前后两球总动量的关系。 B层 7．一质量为的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿轴运动，出发点为轴零点，拉力做的功与物体坐标的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取。下列说法正确的是（　　） A．在时，拉力的功率为 B．在时，物体的动能为 C．从运动到，物体克服摩擦力做的功为 D．从运动到的过程中，物体的动量最大为 8．（多选）惠州选手潘家杰拿下了第十五届全运会滑板比赛男子街式项目冠军。其比赛部分场景简化如图所示，选手和滑板总质量为，以速度从高度处的平台末端水平飞出，并在空中保持同一姿态落在水平地面上。忽略空气阻力，取重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．选手在空中做匀变速曲线运动 B．选手在空中的运动时间与大小有关 C．选手着地前瞬间，重力的瞬时功率为 D．选手落回水平地面前瞬间的动量大小为 9．如图所示，带电荷量为q=1×10−6C、质量为m=1kg的小物块静置在粗糙绝缘水平平台上，物块距平台右端的距离x=0.64m，空间内分布有水平向右的匀强电场，电场强度的大小E=4×106N/C，已知物块与水平平台间的动摩擦因数μ=0.2，水平平台高h=1.8m，重力加速度g取10m/s2，求： (1)物块离开水平平台的速度大小； (2)物块从开始运动到落地前瞬间的过程中，动量变化量的大小。 C层 10．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。取O点为坐标原点、向右为正方向，在物块从A到B的过程中，弹簧对物块的弹力F、物块的加速度a和动量p、弹簧弹性势能Ep随位移x（相对于坐标原点）变化的关系图像正确的是（　　） A．B．C．D． 11．(多选)如甲图所示，质量为2kg的物块，以m/s的初速度在水平地面上向右运动，水平向左的推力F随路程x变化的图像如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为，重力加速度g取10m/s2，忽略空气阻力，则（　　） A. 物块回到出发点时的速度大小为2m/s B．整个过程中克服摩擦力做功14J C．物块从m到m动量改变量为零 D．m时，物块的动能为8J 12．在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以O为圆心，半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示。质量为m、电荷量为的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率穿出电场，AC与AB的夹角。运动中粒子仅受电场力作用。 (1)求此电场强度； (2)为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？ (3)为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为，该粒子进入电场时的速度应为多大？ 《 1.1 动量 分层作业》参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 B A AD BC C AC C AC 1．B 【详解】动量的定义为，其中质量的单位为千克（kg），速度的单位为米每秒（m/s）。因此，动量的单位为质量单位与速度单位的乘积，即 kg·m/s。 故选B。 2．A 【详解】以初速度方向为正方向。质量，初速度，反弹速度（方向相反，故为负） 动量变化量公式为 代入计算： 故选A。 3．AD 【详解】A．自由下落过程，完全失重，物体对头盔的压力为零，选项A正确； B．根据可得物体做自由落体运动的时间，选项B错误； C．头盔着地前瞬间物体的速度 物体在做匀减速直线运动的过程中动量变化量 负号表示方向竖直向上，选项C错误； D．根据 可得物体做匀减速直线运动过程中的加速度 根据牛顿第二定律有 所以头盔对物体的平均作用力F=810N，选项D正确。 故选AD。 4．BC 【详解】AB．物体运动速度由向东的变为向南的，设向东的速度为，向南的速度为，由矢量运算法则可知，速度的变化量大小为 则动量变化量大小为 动量的变化如图所示 由几何关系可得动量变化量的方向为南偏西，故A错误，B正确； CD．物体动能变化量大小为，故C正确，D错误。 故选BC。 5．（1）；（2） 【详解】（1）设向上为正方向，对足球，根据动量定理可知 解得足球受到头顶的平均作用力 代入数据解得 （2）足球的动量变化量的大小为 代入数据解得 6．见解析 【详解】由牛顿第三定律可知，两球在整个碰撞过程中的平均力满足 1球所受合外力的冲量 对1球应用动量定理可得 2球所受合外力的冲量 对2球应用动量定理可得 则 即 它表示相互碰撞的两个物体组成的系统，总动量保持不变，由推导过程可知该式成立的条件是， 即两球组成的系统所受合外力是0。 7．C 【详解】A．由于拉力在水平方向，则拉力做的功为 可知图像的斜率代表拉力F，则在过程，拉力大小为 设在时物体速度为，根据动能定理有 代入数据解得 则在时，拉力的功率为，故A错误； B．当时，根据动能定理有 解得物体的动能为，故B错误； C．从运动到，物体克服摩擦力做的功为，故C正确； D．根据图像可知在的过程中水平拉力大小为，的过程中水平拉力大小为，由于物体受到的摩擦力恒为，则物体在处速度最大，设为，根据动能定理有 解得 则从运动到的过程中，物体的动量最大为，故D错误。 故选C。 8．AC 【详解】A．选手仅受重力，加速度恒定（），初速度水平，做匀变速曲线运动，故A正确； B．竖直方向自由落体，运动时间，与无关，故B错误； C．着地时竖直速度，重力瞬时功率，故C正确； D．着地时合速度，动量大小，非，故D错误。 故选AC。 9．(1)v=1.6m/s (2) 【详解】（1）在平台上，对物块根据牛顿第二定律有 可得 根据匀变速直线运动规律有 可得 （2）物块离开水平平台后，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀加速直线运动，竖直方向有 可得 落地前瞬间竖直方向的分速度 水平方向的加速度 落地前瞬间水平方向的分速度 落地前瞬间的速度 故动量变化量的大小为 10．C 【详解】A．根据题意，小物块的位移是相对于坐标原点的位移，则该位移大小即为弹簧的形变量，当物块在O点左侧运动时，位移为负值，弹簧处于压缩状态，弹簧弹力方向向右，为正值，当物块在O点右侧运动时，位移为正值，弹簧处于拉伸状态，弹簧弹力方向向左，为负值，即弹力方向与相对于原点的位移方向相反，则有 斜率为负值，图中斜率为正值，A错误； B．物块从A到B的过程中，摩擦力方向向左，为负值，结合上述，根据牛顿第二定律有 结合上述解得 可知，加速度与位移呈现线性关系，图像为一条不经过原点的倾斜直线，B错误； D．根据上述有 由于小物块的位移大小等于弹簧的形变量，即弹簧弹力大小与位移大小成正比，则弹性势能 即图像为一条过原点的抛物线，开口向上，D错误； C．令AO长为x0，则物块在A位置时，弹性势能为 结合上述，物块从A向B运动过程中，根据能量守恒定律有 物块的动量 解得 可知，动量随位移变化的图像是一条曲线，物块从A向B运动过程中，速度方向向右，动量为正值，根据题意分析可知，物块在AO之间运动时，弹簧处于压缩状态，当弹簧弹力大于摩擦力时，做加速运动，当弹簧弹力小于摩擦力时，做减速运动，物块越过O点后向右运动时，弹簧处于拉伸状态，物块一直减速至B点，即物块的最大速度位置在AO之间，令该位置为C点，可知，物块从A运动到C点加速，动量增大，从C运动到B点减速，动量减小，动量最大位置在O点左侧，C正确。 故选C。 11．AC 【详解】A．物块向右运动时受到水平向左的推力和摩擦力，若物块减速到0，根据动能定理有 从图像可知 则 代入得 再代入数据化简得 解得或（舍） 当物块向左运动时受到水平向左的推力与水平向右的摩擦，当时，根据动能定理有 代入数据得，故A正确； B．回到出发点，克服摩擦力做功 之后为0，物体减速至0，克服摩擦力做功 则总功，故B错误； C．物块向左运动距离 解得 所以m时物体静止，物块从m到m动量改变量为零，故C正确； D．因，说明物块向左运动1m，而时，根据动能定理有 解得 故D错误。 故选AC。 12．(1)，方向由A指向C (2) (3)或 【详解】（1）由题意知在A点速度为零的粒子会沿着电场线方向运动，由于q>0，故电场线由A指向C，根据几何关系可知 所以根据动能定理有 解得 （2）根据题意可知要使粒子动能增量最大则沿电场线方向移动距离最多，做AC垂线并且与圆相切，切点为D，即粒子要从D点射出时沿电场线方向移动距离最多，粒子在电场中做类平抛运动，根据几何关系有， 由牛顿第二定律 联立各式解得粒子进入电场时的速度大小为 （3）因为粒子在电场中做类平抛运动，粒子穿过电场前后动量变化量大小为mv0，即在电场方向上速度变化为v0，过C点做AC垂线会与圆周交于B点 故由题意可知粒子会从C点或B点射出。当从B点射出时由几何关系有， 由牛顿第二定律 联立解得 当粒子从C点射出时初速度为0，粒子穿过电场前后动量变化量的大小为，该粒子进入电场时的速率应为或。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $