1.3 动量守恒定律 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

1.3 动量守恒定律 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．如图所示，光滑水平面上两物块a、b用一根不可伸长的松弛轻质细绳相连，开始时a静止，b有初速度，细绳瞬间绷紧后a、b一起以相同速度运动。对全过程a、b组成的系统说法正确的是（    ） A．动量不守恒，机械能守恒 B．动量不守恒，机械能不守恒 C．动量守恒，机械能守恒 D．动量守恒，机械能不守恒 2．在“天宫课堂”第四课期间，神舟十六号航天员做了一个“奇妙乒乓球”实验。如图所示，实验中航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮手握球拍击打水球，水球被弹开。关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A．水球所受弹力是由于水球发生形变产生的 B．击球时水球与球拍组成的系统动量守恒 C．球拍对水球的冲量大小大于水球对球拍的冲量大小 D．球拍对水球的冲量大小等于水球对球拍的冲量大小 3．（多选）如图所示，质量为50kg的乙静止在水平冰面上，质量为60kg的甲以大小为5m/s、水平向右的速度向乙运动。甲遇到乙时轻推了下乙，甲、乙分开后甲的速度大小为2m/s，方向水平向右。不计空气阻力和冰面阻力。下列说法正确的是（    ） A．甲、乙分开后乙的速度大小为4m/s B．甲、乙分开后乙的速度大小为3.6m/s C．甲推乙的过程中，甲、乙构成的系统机械能守恒 D．甲推乙的过程中，甲、乙构成的系统机械能不守恒 4．（多选）甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲的质量大于乙的质量。如图所示，甲推乙后，两人向相反方向滑去。则甲推乙的过程（　　） A．甲的动量变化量更小 B．甲的动能变化量更小 C．甲、乙的动量变化量大小相等 D．甲、乙的动能变化量大小相等 5．如图为短道速滑接力比赛的交接过程，接力前甲在前、乙在后，甲的质量，乙的质量，两人均以的速度水平向前滑行。接力时乙从后面用力水平推甲，两人分开瞬间，乙的速度变为，方向仍水平向前。不计两人所受冰面的摩擦力，且交接前后两人均在同一条直线上运动，求： (1)两人分开瞬间甲的速度大小； (2)若乙推甲的过程用时，求乙对甲的平均作用力的大小F。 6．如图所示，打弹珠游戏中用弹珠击打静止的弹珠，两者发生水平正碰。已知弹珠、的质量分别为、，碰后弹珠、的速度分别为、。求： (1)碰撞前弹珠的速度大小； (2)弹珠对弹珠做的功。 B层 7．萍乡市上栗县是“中国烟花爆竹之乡”，现有上栗县生产的某烟花筒，结构如图1所示。其工作原理为：点燃引线，引燃发射药燃烧发生爆炸，礼花弹获得一个竖直方向的初速度并同时点燃延期引线，当礼花弹到最高点时，延期引线点燃礼花弹并炸开形成漂亮的球状礼花。现假设某礼花弹在最高点炸开成a、b两部分，速度均为水平方向。炸开后a、b的轨迹图如图2所示。不计空气阻力，则（　　） A．炸开后a、b处于最高点时，a、b两部分的动能之比为1∶3 B．炸开后a、b处于最高点时，a、b两部分的动量大小之比为1∶3 C．从炸开到两部分落地的过程中，a、b两部分所受重力的冲量之比为3∶2 D．a、b两部分落地时的重力功率之比为1∶2 8．（多选）如图所示，物块A、B用轻弹簧连接并放置于足够长水平传送带上，传送带以恒定速率顺时针转动。时，A的速度大小为，方向水平向右，B的速度为0，弹簧处于原长。时，A第一次与传送带共速。已知A、B可视为质点，质量均为，与传送带的动摩擦因数均为；与传送带相对滑动时留下划痕未重合，重力加速度大小取，弹簧始终在弹性限度内，则（　　） A．过程，A、B的位移相等 B．在时，A、B的速度相同 C．过程，A与B在传送带上留下的划痕长度相同 D．过程，在传送带上留下的划痕长度大于 9．如图所示，滑块B静止在粗糙水平面上，质量为的小球A用长的细线固定在O点，将细线水平拉直，然后由静止释放小球A，小球A到达最低点时与滑块B发生正碰，碰后小球A被弹回，上升的最大高度，碰后滑块B在水平面上滑行2m后静止。整个过程中A球与地面没有接触。已知滑块B与水平面之间的动摩擦因数，小球A、滑块B均可视为质点，重力加速度，求： （1）小球A与滑块B碰撞前的速度大小； （2）滑块B的质量M。 C层 10．如图是我国自主研发的机器狗，在水平地面上站定不动2s内水平发射了6颗子弹，每颗子弹的质量m=30g，子弹出膛时对地速度v0=800m/s，机器狗及其装备的总质量M=40kg，重力加速度g=10m/s2，机器狗发射子弹的过程，下列说法正确的是（　　） A．机器狗、枪和子弹组成系统动量守恒 B．地面对机器狗、枪和子弹组成系统做了正功 C．机器狗对地面摩擦力的冲量大小为144N⋅s D．地面对机器狗的冲量大小为800N⋅s 11．（多选）如图（a），质量分别为mA、mB的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，使系统靠墙静止在光滑水平面上。当撤去外力时开始计时，A、B物体运动的图像如图（b）所示，、、分别表示对应时段图线与坐标轴所围面积的大小。下列说法正确的是（　　） A. 撤去外力F后，系统的动量和能量均守恒 B．弹簧时刻的伸长量小于0时刻的压缩量 C. 时刻A物体的速度为 D． 12．如图所示，AB是半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道，其最低点B与水平桌面相切，水平面CD 段光滑，BC段粗糙，BC段的长度L=2m。桌面左侧竖直放置一光滑圆弧轨道EMN，其半径 r=1m，，MN为竖直直径，E点到桌面的竖直距离 h=0.8m。滑块 a、b 间的轻弹簧处于压缩状态并被锁定，滑块 a、b 静止在水平桌面CD之间，滑块 a 的质量 m1=2kg，滑块 b 的质量为 m2（未知），滑块 b 与粗糙平面间的动摩擦因数为 0.5。某时刻解除锁定，两滑块均在CD段内被水平弹出，滑块 b 恰好能到达A点，滑块a从水平桌面左侧端点D水平飞出恰好由E点无碰撞地落入圆轨道。滑块 a、b均可视为质点，重力加速度g取10m/s2。求： (1)弹簧被锁定时具有的弹性势能Ep； (2)滑块a到达圆轨道最低点M 时对轨道的压力。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《 1.3 动量守恒定律》参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 D D BD BC A BCD C BD 1．D 【详解】两物块和细绳组成的系统合外力为零，所以动量守恒；细绳拉紧的过程是非弹性碰撞，一部分机械能转化为内能，因此机械能不守恒。 故选D。 2．D 【详解】A．水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的，而不是水球自身形变产生的，故A错误。 B．在击球过程中，由于存在外力作用(如航天员的握力等)，水球与球拍组成的系统动量不守恒，故B错误。 CD．根据牛顿第三定律，球拍对水球的冲量大小等于水球对球拍的冲量大小，因为它们是相互作用力的冲量，大小相等，方向相反，故C错误，D正确。 故选D。 3．BD 【详解】AB．根据水平方向动量守恒 解得，故A错误，B正确； CD．作用前动能 作用后 所以甲推乙的过程中，甲、乙构成的系统机械能不守恒，故C错误，D正确。 故选BD。 4．BC 【详解】AC．甲、乙两人构成的系统动量守恒，甲、乙末动量等大反向，且甲、乙初动量均为0，则甲、乙动量变化量大小相等，故选项A错误，选项C正确； BD．由公式和题中甲的质量大于乙的质量条件可知，甲的动能小于乙的动能，则甲的动能变化量更小，故选项B正确，选项D错误。 故选BC。 5．(1)20m/s (2)750N 【详解】（1）取初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有 解得甲的速度大小为 （2）对甲，根据动量定理有 解得 6．(1) (2) 【详解】（1）由动量守恒 解得 （2）弹珠对弹珠做的功等于弹珠动能的变化量 7．A 【详解】AB．a、b两部分水平方向做匀速运动，水平位移之比，竖直高度相等 根据可得运动时间相等 根据可得水平速度大小之比等于水平位移大小之比，即 a、b两部分在最高点炸裂时，由动量守恒可得 根据动量与动能关系 可得，故A正确，B错误； C．根据 可得a、b两部分所受重力的冲量之比，故C错误； D．根据功率公式 二者的竖直速度大小相等，可得a、b落地时的重力功率之比等于质量之比，即，故D错误。 故选A。 8．BCD 【详解】B．初始时A受向左的摩擦力以及向左的弹力而向右减速，B受向右的摩擦力和向右的弹力而向右加速，故可知在A与传送带第一次共速前，AB整体所受合外力为零，系统动量守恒有 解得B的速度，即在时，A、B的速度相同，故B正确； A．过程，A向右减速，B向右加速，最后共速，则在这段时间内A的位移大于B的位移，故A错误； CD．过程，传送带的位移 因A的加速度，因弹力逐渐增加，则A做加速度增加的减速运动，则过程的位移 则在传送带上留下的划痕长度大于； B的加速度，可知在任意时刻AB的加速度总是相等的，即B做加速度增加的加速运动，AB的v-t图像对称，则AB相对传送带的位移大小相等，即划痕相等，CD正确。故选BCD。 9．（1）4m/s；（2）3kg 【详解】（1）小球A向下摆动的过程中，由机械能守恒定律有 解得 （2）小球A弹回向上摆动的过程中，由机械能守恒定律有 解得 滑块B在水平面上滑行过程中，由动能定理有 联立解得 以向右为正方向，小球A与滑块B碰撞的过程中，由动量守恒定律有 联立解得 10．C 【详解】A．由于地面对系统施加的摩擦力产生外冲量，故系统总动量不守恒，故A错误； B．机器狗及其枪口均无水平方向位移，地面对系统的摩擦力也无水平方向的位移，故地面对机器狗、枪和子弹组成的系统不做功，故B错误； C．每颗子弹的质量为 m = 0.03 kg，出膛速度为v0=800 m/s，则每颗子弹的动量mv0=24kg·m/s，6颗子弹总动量为6×24kg·m/s=144kg·m/s，故。 机器狗在发射子弹前后整体保持静止，其自身动量不变，所以对机器狗而言 所以地面摩擦力提供的总冲量大小为If=144N·s，则机器狗对地面摩擦力的冲量大小也为144N·s，故C正确； D．地面对机器狗的作用力有支持力和摩擦力，地面摩擦力提供的总冲量大小为If=144N·s，支持力冲量大小为。 地面对机器狗的冲量大小为，故D错误。 故选C。 11．BD 【详解】A．撤去外力后，弹簧恢复原长前，墙壁对有弹力作用，系统（、和弹簧）合外力不为零，因此系统动量不守恒；只有弹簧弹力做功，系统机械能（能量）守恒，故A错误； B．时刻弹簧被压缩，弹性势能为，时刻加速度最大，对应弹簧伸长量最大，此时、共速，系统动量守恒，总动量不为零，因此总动能不为零。根据能量守恒，此时弹性势能 由弹性势能公式 得形变量 即时刻伸长量小于0时刻压缩量，故B正确； C．图像的面积表示速度变化量，初速度为0：加速度为正，面积大小为 加速度为负，面积大小为，因此时刻的速度，故C错误； D．末（弹簧恢复原长），的速度，速度为 时刻共速，由动量守恒： 对，速度从0增加到， 因此 故D正确。 故选BD。 12．(1)27J (2)86N，方向竖直向下。 【详解】（1）设滑块从D点抛出时的速度为，滑块抛出到E点，竖直方向上做自由落体运动，由运动学公式有 解得时间为 竖直方向速度为 由几何关系可得 解得 解除锁定后，设滑块b的速度为，滑块b从C点到A点的过程中，由动能定理可得 解得 解锁后滑块a、b水平方向动量守恒 解得 弹簧解锁前后能量守恒定律 解得 （2）滑块a从E点到M点的过程中，由动能定理得 几何关系 联立解得 在M点，由牛顿第二定律可得 解得 由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小为 方向竖直向下。 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 $