高中物理单元测试——第一章动量守恒定律（较易版01）

**基本信息** 高中物理动量守恒定律单元复习卷（较易版），通过基础辨析、实验验证及综合应用，强化动量、冲量等物理观念，适配单元巩固与科学思维培养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|动量与动能关系、匀速圆周运动动量变化|结合生活情境（如骑电动车戴头盔）辨析概念| |多选题|3/18|系统动量守恒条件、冲量与动量变化|通过棋子实验、弹簧系统考查科学推理| |实验题|2/15|验证动量守恒定律（气垫导轨、碰撞实验器）|注重实验操作与数据处理，体现科学探究| |解答题|3/39|斜面碰撞、弹簧弹性势能、板块模型综合计算|分层设计，从单一过程到多体相互作用，培养模型建构能力|

高中物理单元测试 —— 第一章 动量守恒定律（较易版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）对于一个质量不变的物体，下列说法中正确的是 （　　） A．做匀速直线运动的物体，其动量可能变化 B．做匀速圆周运动的物体，其动量一定不变 C．物体的速度发生变化时，其动量可能不变 D．物体的速度发生变化时，其动量一定变化 【答案】D 【详解】A．由动量公式可知，做匀速直线运动的物体速度不变，则动量不变，故A错误； B．做匀速圆周运动的物体，速度大小不变但是方向一直在变，而动量是矢量，所以动量一定在变化，故B错误； CD．由动量公式可知，物体的速度发生变化时，动量一定在变化，故D正确C错误。 故选D。 2．（本题4分）下列说法中正确的是（　　） A．动量大的物体动能一定大 B．动能大的物体动量一定大 C．动能为零的物体动量一定为零 D．动量为零的物体动能不一定为零 【答案】C 【详解】根据动能和动量的关系： 故ABD错误，C正确。 故选C。 3．（本题4分）下列几种物理现象的解释中，正确的是（　　） A．砸钉子时不用橡皮锤，只是因为橡皮锤太轻 B．骑电动车要戴好头盔，是为了减小撞击时冲量 C．小孩在地面上用力推车时却没推动，推不动是因为推力的冲量为零 D．易碎品运输时要用柔软材料包装是为了延长作用时间以减小冲击力 【答案】D 【详解】A．砸钉子时不用橡皮锤，主要是因为橡皮锤弹性好，与钉子作用时间长，导致平均作用力小，而非仅仅因为重量轻，故A错误； B．头盔通过延长碰撞时间减小冲击力，但不能减小撞击时冲量（等于动量变化），故B错误； C．推力存在且作用时间不为零，冲量 未推动是因合力为零，故C错误； D．柔软材料可延长作用时间，由可知，增大时F减小，故D正确。 故选D。 4．（本题4分）如图所示，一颗水平飞行的子弹射入一个原来悬挂在天花板下静止的沙袋，并留在其中，和沙袋一起上摆。将子弹射入沙袋叫做Ⅰ过程，子弹和沙袋一起上摆叫做Ⅱ过程，则在这两个阶段中，关于子弹和沙袋组成的系统，下列说法中正确的是（　　） A．第Ⅰ、Ⅱ两阶段机械能、动量都守恒 B．第Ⅰ、Ⅱ两阶段机械能、动量都不守恒 C．第Ⅰ阶段机械能守恒，第Ⅱ阶段动量守恒 D．第Ⅰ阶段动量守恒，第Ⅱ阶段机械能守恒 【答案】D 【详解】在第I阶段，由于子弹射入沙袋过程中，有摩擦力做功，子弹和沙袋组成的系统机械能不守恒，在第Ⅱ阶段，子弹和沙袋一起上摆的过程中只有重力做功，子弹和沙袋组成的系统机械能守恒，在第I阶段，子弹与沙袋系统的内力远大于外力，系统动量守恒，第Ⅱ阶段系统动量不守恒。 故选D。 5．（本题4分）如图，一质量为2kg的物体只在力F的作用下由静止开始运动，则下列说法正确的是（　　） A．0~4s内力F的冲量为4kg·m/s B．2s末物体的速度方向改变 C．4s末物体速度为0 D．2s末、6s末物体的速度相同 【答案】C 【详解】AC．F-t图像的面积等于力的冲量，则0~4s内力F的冲量为0，根据动量定理可知，动量变化为零，即4s末物体速度为0，选项A错误，C正确；     B．2s末物体的加速度为零，速度最大，此时速度方向没有改变，选项B错误； D．F-t图像的面积等于力的冲量，可知2s末、6s末物体的动量等大反向，即速度等大反向，选项D错误。 故选C。 6．（本题4分）如图所示，某种气垫导轨利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔，再由导轨表面上的小孔喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层，极大地减小了摩擦力。已知滑行器的质量为，与气体的接触面积为，小孔中喷出的空气平均密度为，重力加速度取。若空气撞到滑行器内表面后速度立即减为零，要保证滑行器悬浮，空气喷出的速度大小约为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设空气喷出的速度大小为，取极短的时间，则有 根据动量定理可得 又 联立可得 故选C。 7．（本题4分）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图像。已知m1=0.1kg，如图向右为正方向。由此可以判断（　　） A．碰前m1和m2都向右运动 B．碰后两物体动量大小相等 C．m2 = 0.3kg D．碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能 【答案】C 【详解】A．根据图像的斜率表示速度，可知碰前向右运动，处于静止状态，故A错误； BC．根据图像的斜率表示速度，可知碰前的速度为 碰后和的速度分别为 ， 根据动量守恒可得 联立解得 碰后两物体的速度大小相等，但质量不相等，则动量大小不相等，故B错误，C正确； D．碰撞过程中系统损失的机械能为 故D错误。 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）逄老师在课上做了如下的小实验：他把一只棋子放在水平桌面上接近边缘处的纸条上。第一次，慢拉纸条，将纸条抽出，棋子掉落在地上的P点；第二次，将棋子、纸条放回原来的位置，快拉纸条，将纸条抽出，棋子掉落在地上的N点。从第一次到第二次现象的变化，下列解释正确的是（   ） A．棋子的惯性变大了 B．棋子受到纸带的摩擦力变小了 C．棋子受到纸带的冲量变小了 D．棋子离开桌面时的动量变小了 【答案】CD 【详解】A．两次拉动中棋子的质量没变，故其惯性不变；故A错误； B．由于正压力不变，故纸带对棋子的摩擦力没变，故B错误； C．快拉时作用时间变短，故摩擦力对棋子的冲量变小了，故C正确； D．由于下落时间相同，N点落点较近，根据平抛运动规律可知棋子离开桌面时的速度变小，故棋子离开桌面时的动量变小，故D正确。 故选CD。 9．（本题6分）如图所示，一质量为M的小车静止在光滑水平面上，车上固定一个竖直支架，轻绳一端固定在支架上，另一端固定一质量为m的小球，绳长为l，将小球向右拉至轻绳水平后放手，则（　　） A．系统的总动量守恒 B．水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向 C．小球不能向左摆到原高度 D．小车向右移动的最大距离为 【答案】BD 【详解】AB．根据题意可知，系统只是在水平方向所受的合力为零，竖直方向的合力不为零，故水平方向动量守恒，而总动量不守恒，故A错误，B正确； C．根据水平方向动量守恒及机械能守恒可知，小球仍能向左摆到原高度，故C错误； D．根据题意可知，小球相对于小车的最大位移为2l，根据“人船”模型，系统水平方向动量守恒，设小球的平均速度为，小车的平均速度为，由动量守恒定律有 则有 又有 解得 故D正确。 故选BD。 10．（本题6分）如图所示，P、Q两个半径相同的小球穿在两根平行且光滑的足够长的水平杆上，P、Q两球的质量分别为、，初始时两小球均静止，P、Q两球间连着一根轻质弹簧，弹簧处于原长状态。现给P球一个向左的初速度。下列说法正确的是（　　） A．P、Q两球动量守恒，机械能守恒 B．弹簧的最大弹性势能为 C．Q球的最大速度大小为 D．P球一直向左运动 【答案】BCD 【详解】A．P、Q在水平方向上两球动量守恒，由于有弹簧弹力对P、Q做功，P、Q两球机械能不守恒，故A错误； B．两球在水平方向上动量守恒，规定向左的方向为正方向，速度相等时，有 此时弹簧的弹性势能最大，有 解得，故B正确； C．弹簧恢复原长时，对P、Q球组成的系统，根据弹性碰撞满足动量守恒和机械能守恒的特点， 解得，故C正确； D．如果P球向右运动，根据动量守恒，Q向左运动的速度会更大，则系统的总机械能会增加，故D正确。 故选BCD。 三、实验题 11．（本题6分）某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验，气垫导轨装置如图甲所示 下面是实验的主要步骤： ①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气； ③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向； ④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；已知碰后两滑块一起运动； ⑥先接通打点计时器的电源再放开滑块1，让滑块带动纸带一起运动； ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图乙所示； ⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为310 g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205 g。 （1）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用前动量之和为___________ kg·m/s（保留三位有效数字）；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为___________ kg·m/s。（保留三位有效数字） （2）试说明（1）中两结果不完全相等的主要原因：___________。 【答案】 0.620 0.618 纸带与打点计时器的限位孔有摩擦 【详解】（1）[1]相互作用前滑块1的速度应该大于相互作用后两滑块的共同速度，则乙图中应为滑块1单独运动的距离，则其速度为 其动量为 p1=m1v1=0.310×2kg·m/s=0.620kg·m/s 碰前滑块2的动量为零，则两滑块相互作用前动量之和为0.620kg·m/s； [2]相互作用后滑块1和滑块2具有相同的速度 其质量与速度的乘积之和为 p2= (m1+m2)v2=（0.310+0.205）×1.2kg·m/s=0.618kg·m/s （2）[3]两结果不完全相等的主要原因是：纸带与打点计时器的限位孔有摩擦，导致动量有损失。 12．（本题9分）如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量______（填选项前的符号），间接地解决这个问题． A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程 （2）图2中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。 然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是______（填选项前的符号）。 A．用天平测量两个小球的质量、 B．测量小球开始释放高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程OM，ON （3）经测定，，，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示。碰撞前、后的动量分别为与，则：______：11；若碰撞结束时的动量为，则：：______。 实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值为______。（此问结果保留三位有效数字） 【答案】 【详解】（1）[1]验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度．故选C． （2）[2]实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复．测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、E是必须的，而且D要在E之前．至于用天平秤质量先后均可以． 故选ADE． （3）[3][4][5] 要验证动量守恒定律定律，即验证 小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得 得 若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的 则有 成立，碰撞前后动量之比 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，竖直平面内光滑的斜面与粗糙的水平桌面平滑连接，滑块B静止在斜面底端。现将滑块A从斜面顶端无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知斜面高，与水平面之间的夹角为，A和B的质量相同，A和B整体与桌面之间的动摩擦因数。滑块A、B可视为质点，取。求： （1）A在斜面上运动的时间t； （2）碰撞后瞬间A和B整体的速度大小v； 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）滑块A在斜面上的加速度 由 得 （2）A到达斜面底端时速度为 由动量守恒定律 得 14．（本题13分）如图所示，质量为m2= 2kg的滑块静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R = 0.4m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧，滑道CD部分粗糙，其长度为L = 0.5m，动摩擦因数μ = 0.4，其他部分均光滑。现让质量为m1= 2kg的物块（可视为质点）自A点由静止释放，取g = 10m/s2。求： （1）物块到达最低点时的速度大小； （2）在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能。    【答案】（1）2m/s；（2）4J 【详解】（1）从释放到最低点，由系统水平方向动量守恒可得 由机械能守恒可得 联立解得 ， （2）当弹簧的弹性势能最大时，它们有共同的速度，因为系统的水平初动量为零，根据水平方向动量守恒可知，它们共速时的速度为零，由能量守恒得到 解得 Epm=4J 15．（本题16分）如图所示，一质量的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一质量可视为质点的小木块A，现A和B以大小为的共同初速度向左运动。一与长木板等高，前端有胶，质量为，长度的短木板C，以的向右初速度水平撞击长木板并粘为一体，撞击时间极短，A始终没有滑离B、C，A和B、C间的动摩擦因数均为0.5，g取。求： (1)C与B撞击后的速度大小； (2)从C与B撞击到A、B、C具有共同速度所需的时间； (3)长木板B至少要多长。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）取向右为正方向，由于C和B碰撞时间极短，对C、B系统由动量守恒定律 解得 （2）从C和B碰撞到A、B、C共速，对A、B、C系统由动量守恒定律 解得 对A由动量定理有 解得 （或者另一解法） 对A由牛顿第二定律有 解得 解得 （3）对C和B碰撞后的A、B、C系统由能量守恒定律有 解得A与B、C面之间由于摩擦产生的热量为 由功能关系有 解得 由于 解得 所以木板B至少长。 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 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第一章 动量守恒定律（较易版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）对于一个质量不变的物体，下列说法中正确的是 （　　） A．做匀速直线运动的物体，其动量可能变化 B．做匀速圆周运动的物体，其动量一定不变 C．物体的速度发生变化时，其动量可能不变 D．物体的速度发生变化时，其动量一定变化 2．（本题4分）下列说法中正确的是（　　） A．动量大的物体动能一定大 B．动能大的物体动量一定大 C．动能为零的物体动量一定为零 D．动量为零的物体动能不一定为零 3．（本题4分）下列几种物理现象的解释中，正确的是（　　） A．砸钉子时不用橡皮锤，只是因为橡皮锤太轻 B．骑电动车要戴好头盔，是为了减小撞击时冲量 C．小孩在地面上用力推车时却没推动，推不动是因为推力的冲量为零 D．易碎品运输时要用柔软材料包装是为了延长作用时间以减小冲击力 4．（本题4分）如图所示，一颗水平飞行的子弹射入一个原来悬挂在天花板下静止的沙袋，并留在其中，和沙袋一起上摆。将子弹射入沙袋叫做Ⅰ过程，子弹和沙袋一起上摆叫做Ⅱ过程，则在这两个阶段中，关于子弹和沙袋组成的系统，下列说法中正确的是（　　） A．第Ⅰ、Ⅱ两阶段机械能、动量都守恒 B．第Ⅰ、Ⅱ两阶段机械能、动量都不守恒 C．第Ⅰ阶段机械能守恒，第Ⅱ阶段动量守恒 D．第Ⅰ阶段动量守恒，第Ⅱ阶段机械能守恒 5．（本题4分）如图，一质量为2kg的物体只在力F的作用下由静止开始运动，则下列说法正确的是（　　） A．0~4s内力F的冲量为4kg·m/s B．2s末物体的速度方向改变 C．4s末物体速度为0 D．2s末、6s末物体的速度相同 6．（本题4分）如图所示，某种气垫导轨利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔，再由导轨表面上的小孔喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层，极大地减小了摩擦力。已知滑行器的质量为，与气体的接触面积为，小孔中喷出的空气平均密度为，重力加速度取。若空气撞到滑行器内表面后速度立即减为零，要保证滑行器悬浮，空气喷出的速度大小约为（　　） A． B． C． D． 7．（本题4分）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图像。已知m1=0.1kg，如图向右为正方向。由此可以判断（　　） A．碰前m1和m2都向右运动 B．碰后两物体动量大小相等 C．m2 = 0.3kg D．碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能 二、多选题 8．（本题6分）逄老师在课上做了如下的小实验：他把一只棋子放在水平桌面上接近边缘处的纸条上。第一次，慢拉纸条，将纸条抽出，棋子掉落在地上的P点；第二次，将棋子、纸条放回原来的位置，快拉纸条，将纸条抽出，棋子掉落在地上的N点。从第一次到第二次现象的变化，下列解释正确的是（   ） A．棋子的惯性变大了 B．棋子受到纸带的摩擦力变小了 C．棋子受到纸带的冲量变小了 D．棋子离开桌面时的动量变小了 9．（本题6分）如图所示，一质量为M的小车静止在光滑水平面上，车上固定一个竖直支架，轻绳一端固定在支架上，另一端固定一质量为m的小球，绳长为l，将小球向右拉至轻绳水平后放手，则（　　） A．系统的总动量守恒 B．水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向 C．小球不能向左摆到原高度 D．小车向右移动的最大距离为 10．（本题6分）如图所示，P、Q两个半径相同的小球穿在两根平行且光滑的足够长的水平杆上，P、Q两球的质量分别为、，初始时两小球均静止，P、Q两球间连着一根轻质弹簧，弹簧处于原长状态。现给P球一个向左的初速度。下列说法正确的是（　　） A．P、Q两球动量守恒，机械能守恒 B．弹簧的最大弹性势能为 C．Q球的最大速度大小为 D．P球一直向左运动 三、实验题 11．（本题6分）某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验，气垫导轨装置如图甲所示 下面是实验的主要步骤： ①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气； ③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向； ④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；已知碰后两滑块一起运动； ⑥先接通打点计时器的电源再放开滑块1，让滑块带动纸带一起运动； ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图乙所示； ⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为310 g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205 g。 （1）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用前动量之和为___________ kg·m/s（保留三位有效数字）；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为___________ kg·m/s。（保留三位有效数字） （2）试说明（1）中两结果不完全相等的主要原因：___________。 12．（本题9分）如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量______（填选项前的符号），间接地解决这个问题． A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程 （2）图2中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。 然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是______（填选项前的符号）。 A．用天平测量两个小球的质量、 B．测量小球开始释放高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程OM，ON （3）经测定，，，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示。碰撞前、后的动量分别为与，则：______：11；若碰撞结束时的动量为，则：：______。 实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值为______。（此问结果保留三位有效数字） 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，竖直平面内光滑的斜面与粗糙的水平桌面平滑连接，滑块B静止在斜面底端。现将滑块A从斜面顶端无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知斜面高，与水平面之间的夹角为，A和B的质量相同，A和B整体与桌面之间的动摩擦因数。滑块A、B可视为质点，取。求： （1）A在斜面上运动的时间t； （2）碰撞后瞬间A和B整体的速度大小v； 14．（本题13分）如图所示，质量为m2= 2kg的滑块静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R = 0.4m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧，滑道CD部分粗糙，其长度为L = 0.5m，动摩擦因数μ = 0.4，其他部分均光滑。现让质量为m1= 2kg的物块（可视为质点）自A点由静止释放，取g = 10m/s2。求： （1）物块到达最低点时的速度大小； （2）在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能。    15．（本题16分）如图所示，一质量的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一质量可视为质点的小木块A，现A和B以大小为的共同初速度向左运动。一与长木板等高，前端有胶，质量为，长度的短木板C，以的向右初速度水平撞击长木板并粘为一体，撞击时间极短，A始终没有滑离B、C，A和B、C间的动摩擦因数均为0.5，g取。求： (1)C与B撞击后的速度大小； (2)从C与B撞击到A、B、C具有共同速度所需的时间； (3)长木板B至少要多长。 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 2 / 2 $