第一章 动量守恒定律（提高卷）-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第一章 动量守恒定律（提高卷） 注意事项： 1. 试卷范围：人教版（2019）：选择性必修第一册 2. 考试时间：75分钟 试卷满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10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．下列关于物理学家及其贡献的说法正确的是（　　） A．开普勒在牛顿的观测记录的基础上，研究总结出了行星绕太阳运动的定律 B．牛顿运动定律有其局限性，仅适用于解决宏观低速问题 C．牛顿在前人的研究基础上，总结出万有引力定律，并测出了引力常量 D．动量守恒定律由牛顿定律推出，动量守恒定律和牛顿定律一样只适用于宏观、低速问题 2．对下列情景说法正确的是（　　） A．图甲子弹打进木块后一起向左运动的过程，子弹和木块构成的系统动量守恒 B．图乙两同学传接篮球的过程，两同学和篮球构成的系统动量守恒 C．图丙绑有磁铁的两小车在光滑水平地面上相向运动的过程，两车构成的系统动量守恒 D．图丁为光滑水平面上的A、B两小车，B静止，A获得一向右的初速度后向右运动，某时刻连接两车的细绳瞬间绷紧，然后带动B车一起运动，该过程两车组成的系统动量不守恒 3．质量相等的a、b两物体（均可视为质点）放在同一水平面上，两物体分别受到水平恒力、的作用，从同一位置由静止开始同时沿同一直线分别做匀加速直线运动。经过时间和，a、b两物体的速度大小分别达到和时撤去、，然后两物体继续做匀减速直线运动直至停止。如图所示为a、b两物体的图像。下列说法正确的是（    ） A．a、b两物体的总位移大小之比为 B．和分别对a、b两物体做的功之比为 C．a、b两物体所受摩擦力的冲量大小之比为 D．和的冲量大小之比为 4．如图所示，一同学拍质量为0.5kg篮球，某次篮球刚到达地面时的速度大小为6m/s，与水平地面撞击后以大小为4m/s的速度反弹，已知篮球与地面碰撞的作用时间为0.25s，重力加速度大小为10m/s2，则篮球与地面碰撞过程中地面对篮球平均作用力的大小为（     ） A．20N B．25N C．9N D．4N 5．一物体在水平面上由静止开始在水平恒力F作用下运动ts，ts末撤去该力，物体又经过2ts停止运动，在此过程中，物体受到的摩擦力大小为（　　） A． B． C． D． 6．质量为m的带正电小球由空中A点无初速度自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点，不计空气阻力且小球从未落地，则（　　） A．整个过程中小球电势能变化了 B．整个过程中小球动量增量的大小为 C．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了 D．从A点到最低点小球重力势能变化了 7．如图所示，小车静止在光滑水平面上，站在车上的人以相对车相同的位置和速度，将右边筐中的球一个一个地投入左边的筐中。假设球入筐的位置相同且入筐后即静止，忽略空气阻力，则在投球过程中（    ） A．小车始终未动 B．人、车和球组成的系统动量守恒 C．每个球在空中运动期间小车将向右移动相同距离 D．球全部落入左筐后，小车运动方向无法确定 8．物体受到的合力随时间变化的关系如图所示，若物体开始时是静止的，则前3s内（   ） A．物体的位移为0 B．物体的动量变化量为0 C．物体的动能变化量为0 D．物体的机械能变化量为0 9．北方地区冬季寒冷，湖泊、河湾等静水水域常结成厚冰，易形成天然的滑冰场。甲、乙两人在冰面上滑冰，测得两人碰撞前后运动的实验数据，得到如图所示的位移一时间图像。图中的线段、、分别表示沿光滑水平面上，沿同一条直线运动的甲、乙和它们发生正碰后结合体的位移随时间变化关系。已知相互作用时间极短，由图像给出的信息可知（     ） A．碰前甲的动量比乙的动量大 B．碰前甲与乙速度大小之比为5：2 C．滑块甲与乙质量之比为2：3 D．碰前甲与乙动能之比为25：24 10．如图甲所示，光滑水平面上放置着一质量为3m、半径为R的光滑半圆形凹槽，一质量为m的小球（可视为质点）从半圆形凹槽槽口A点正上方R处静止下落；如图乙所示，半圆形凹槽左侧紧靠固定的挡板，其他条件不变。重力加速度为g，不计一切摩擦和阻力。下列说法正确的是（     ） A．图甲中，小球和凹槽组成的系统动量守恒 B．图甲中，小球第一次运动到凹槽最低点时，小球的速度大小为 C．图乙中，小球第一次运动到凹槽最低点过程中，固定挡板对凹槽的冲量大小为 D．图乙中，小球第一次离开B点后，上升的最大高度为 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，每题6分，共12分。 11．某同学用如图甲所示的装置验证碰撞中动量守恒。一根长为的轻质不可伸缩细线一端拴住质量为的小钢球，细线的另一端固定在悬点，在最低点的前后放置一光电门，光电门前的水平面上放一质量为的金属物块，物块的上表面中央固定一轻质的遮光片。现将小球向右拉至细线水平后静止释放，小球在最低点与物块碰撞后反弹上升，测出小球反弹上升时细线的最大偏角为，光电门记录的挡光时间为，已知重力加速度为。则 (1)用20分度的游标卡尺测遮光片的宽度如图乙所示，则遮光片的宽度_____mm。 (2)小球与物块的质量大小关系为_____（选填“>”“=”或“<”）； 12．利用如图装置验证动量守恒定律： (1)关于本实验，下列说法正确的是_____。 A．斜槽必须光滑并且末端保持水平 B．小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放 C．必须测量出斜槽末端到水平地面的高度 D．实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间 (2)用刻度尺测量M、P、N到O点的距离依次为x1、x2、x3，小球A的质量为m1，小球B的质量为m2，通过验证等式_____是否成立，从而验证动量守恒定律（填字母）。 A．m2x2=m2x1+m1x3 B．m1x1=m2x2+m3x3 C．m1x2=m1x1+m2x3 D．m2x1=m2x2+m1x3 三．计算题:本题共3小题，共42分。 13．质量的小球B静止在光滑水平面上，质量的小球A以初速度与小球B发生正碰，求： (1)若碰后小球A以2m/s反向弹回，求B的速度大小； (2)若小球A、B为完全非弹性碰撞，求A、B系统损失的机械能。 14．如图，一轻弹簧上端悬挂于天花板，下端系一质量的物体，处于静止状态。在距物体正上方高处有一个质量的圆环B套在弹簧上但不与弹簧接触。由静止释放B，某时刻与碰撞（碰撞时间极短）并立即以相同的速度一起向下运动，后第一次到达最低点。已知两物体不粘连且可视为质点，，求： （1）碰撞结束瞬间两物体的速度大小； （2）碰撞结束后至最低点过程中A、B间的平均作用力大小。 15．如图所示，水平面上点左侧光滑，点右侧粗糙，质量的滑块静止在水平面光滑部分，其上表面有半径的光滑圆弧轨道，其底端点的切线水平。水平面上点右侧，等间距放置完全相同的滑块1、滑块2、滑块3…、滑块n。将滑块从滑块的顶端点由静止释放，滑块从点进入水平面粗糙部分，滑块运动距离后与滑块1碰撞，碰后两滑块以共同的速度继续运动距离后与滑块2碰撞，三滑块以共同的速度运动…后面重复前面的运动情况。除滑块外其他滑块均可视为质点，质量均为，与水平面之间的动摩擦因数均为，，所有碰撞时间极短，忽略空气阻力。取，已知。求： (1)滑块b滑离a的过程，合外力对滑块a的冲量； (2)从滑块b静止释放到a、b分离过程，b运动的水平距离； (3)滑块b最多能与几个滑块发生碰撞。 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C B B B B C BC BD CD 1．B 【详解】A．开普勒在第谷的观测记录的基础上，研究总结出了行星绕太阳运动的定律，故A错误； B．牛顿运动定律有其局限性，仅适用于解决宏观低速问题，故B正确； C．牛顿在前人的研究基础上，总结出万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量，故C错误； D．动量守恒定律由定律推出，动量守恒定律是自然界最普遍、最基本的规律之一。不仅适用于宏观物体的低速运动，也适用与微观物体的高速运动。小到微观粒子，大到宇宙天体，无论内力是什么性质的力，只要满足守恒条件，动量守恒定律总是适用的，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】A．图甲子弹打进木块后一起向左运动的过程中还受到弹簧弹力的作用，子弹和木块构成的系统动量不守恒，A错误； B．两同学传接篮球的过程，由于地面摩擦力的作用，两同学和篮球构成的系统动量不守恒，B错误； C．图丙绑有磁铁的两小车在光滑水平地面上相向运动的过程，合外力为零，系统动量守恒，C正确； D．图丁中两车组成的系统合外力为零，所以动量守恒，D错误； 故选C。 3．B 【详解】A．图像中的图线与时间轴所围成的面积表示物体运动的位移，则a、b两物体的总位移大小之比为，A错误； B．根据牛顿第二定律，匀减速直线运动中有 故a、b两物体所受摩擦力的大小之比为。设和分别对a、b两物体做的功为、，对整个过程运用动能定理得 解得 B正确； CD．根据冲量定义 求得a、b两物体所受摩擦力的冲量大小之比为，分别对a、b两物体运用动量定理可得 则和的冲量大小之比为，C错误，D错误。 故选B。 4．B 【详解】篮球与地面碰撞过程中，以竖直向上为正方向，根据动量定理可得 可得地面对篮球平均作用力的大小为 故选B。 5．B 【详解】根据动量定理可得 解得 故选B。 6．B 【详解】A．小球最初在重力作用下做自由落体，t时刻的小球末速度和位移分别为 施加电场力后合力为 有 可解得，方向竖直向上 所以电场力 整个过程中，电场力做正功，电势能减小，减小量为，故A错误； B．由冲量的定义式，在整个过程中合外力的冲量为 根据动量定理可知，小球动量的增量大小为2mgt，故B正确； C．从加电场后到小球运动到最低点，动能的变化量为，故C错误； D．从加电场到小球运动到最低点时下降的高度为，则有 从运动到最低点处，重力势能的减小量为，故D错误。 选B。 7．C 【详解】AB．人、车和球系统所受的合外力不为零，但水平方向不受外力，系统水平动量守恒，球有水平向左的动量，则人和车系统获得水平向右的动量，所以人和车系统所受的合外力不为零，车在人的作用力作用下右移，故AB错误； C．设一个球的质量为m，人、车和剩余球的质量为M，人投球时到筐的水平距离为L，以水平向左为正方向，根据水平方向动量守恒mv球=Mv车 则mx球=Mx车 又x球+x车=L 解得每个球在空中运动期间小车的位移，故C正确； D．当球全部投入左边的筐中时，根据系统水平方向动量守恒知，系统总动量为零，则小车的速度为零，即处于静止状态，故D错误。 故选C。 8．BC 【详解】AB．第1s内，第2、3s内，物体先加速后减速，F-t图像与坐标轴围成的面积等于冲量可知，前3s内力F的冲量为零，根据动量定理可知物体动量的变化量为0，在第3s末速度为0，物体的位移不为0，选项A错误，B正确； C．由于初速度和末速度都为0，动能变化量也为0，选项C正确； D．物体的重力势能是否改变不能判断，因此物体的机械能是否改变不能确定，选项D错误。 故选BC。 9．BD 【详解】由图像可知，线段表示甲碰前运动，线段表示乙碰前运动，线段表示碰后结合体运动。取轴正方向为正方向，则碰前甲的速度为，碰前乙的速度为，碰后结合体速度为。 A．设甲、乙质量分别为、，碰撞过程动量守恒，有，即，解得。碰前甲、乙动量大小之比为，故碰前甲的动量比乙的动量小，A错误； B．碰前甲、乙速度大小之比为，B正确； C．由动量守恒计算得，不是，C错误； D．碰前甲、乙动能之比为，D正确。 故选BD。 10．CD 【详解】A．图甲中，小球和凹槽组成的系统，竖直方向小球有重力分量，合外力不为零，因此只有水平方向动量守恒，总动量不守恒，故A错误； B．图甲中，小球从初始位置到凹槽最低点，系统水平方向动量守恒， 设小球速度为，凹槽速度为，初始水平动量为0，因此 由机械能守恒得重力势能减少量等于总动能增加量，小球下落总高度为，得 解得，故B错误； C．图乙中，凹槽被挡板挡住，小球到最低点过程中凹槽静止，由机械能守恒得 解得 对系统水平方向用动量定理，挡板的冲量等于系统水平方向动量变化 ，故C正确； D．图乙中小球从最低点向上运动到离开B点后到达最大高度时，小球和凹槽水平速度共速，设共速为，则由水平方向动量守恒得 解得 设小球离开B点后上升的最大高度为，在最大高度时，小球竖直方向速度为0，由机械能守恒得 代入数据化简得 解得，故 D正确。 故选CD。 11．(1) (2) 【详解】（1）由图乙可知，遮光片的宽度 （2）小钢球与金属物块碰后要求小球反弹，故。 12．(1)B (2)C 【详解】（1）AB．为了保证小球抛出的速度处于水平方向，斜槽末端需要保持水平；为了保证每次入射小球碰撞前的速度相同，小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放，但斜槽不需要光滑，故A错误，B正确； CD．为了两球在空中下落高度相同，下落时间相等，所以可以用小球的水平位移代替抛出时的初速度，则实验不测量出斜槽末端到水平地面的高度，也不需要用秒表测量小球空中飞行的时间，故CD错误。 故选B。 （2）设碰撞前瞬间小球A的速度为，碰撞后瞬间小球A、B的速度分别为、，根据动量守恒可得 又，， 联立可得 故选C。 13．(1)=3m/s (2)40J 【详解】（1）A、B发生正碰，碰撞前后动量守恒 代入数据得，解得B球速度 =3m/s （2）若A、B为完全非弹性碰撞，碰后两者共速，解得                所以，解得 14．（1）；（2）120N 【详解】（1）B做自由落体运动，则AB碰撞前B的速度为vB，根据自由落体运动的位移与速度的关系得 即 AB碰撞过程动量守恒，则 解得 （2）碰撞结束后至最低点过程中对B根据动量定理得 则A、B间的平均作用力为 15．(1)，方向水平向左 (2) (3)5个 【详解】（1）规定向右为正方向，将滑块从滑块的顶端点由静止释放，二者水平方向动量守恒，有 根据机械能守恒定律有 解得， 可知合外力对滑块的冲量方向水平向左，大小为 （2）由滑块与滑块水平方向动量守恒可知 其中 可知滑块运动的距离 （3）由动能定理可知，滑块与滑块1碰撞前瞬间动能 滑块与滑块1相碰，根据动量守恒得 碰撞后瞬间系统动能 滑块、1和2碰撞前瞬间，系统动能 滑块、1和2相碰，根据动量守恒 滑块、1和2碰后瞬间，系统动能 滑块、1、2和3碰撞前瞬间，系统动能 以此类推，在与滑块碰撞前瞬间，系统动能 若一共碰撞次，则有， 代入数据解得 即滑块最多能与5个滑块发生碰撞。 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 $