第一章 动量和动量守恒定律(单元分层自测·基础通关卷)物理粤教版选择性必修第一册
2026-09-24
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内容正文:
2026-2027学年选择性必修第一册物理单元自测
第一章 动量和动量守恒定律·基础通关
(满分100分,考试用时75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔在“考场号”和“座位号”栏相应位置填涂自己的考场号和座位号。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
5.测试范围:选择性必修一第一章。
6.难度系数:0.85。
一、单选题(共7小题,每小题4分,共28分)
1.两个质量相同动量不同的滑块,,在水平地面上由于摩擦力的作用停止运动。滑块的初动量较大,它们与地面的动摩擦因数相同,则它们滑行时间的关系是( )
A. B. C. D.无法判断
2.“天津之眼”是一座跨河建设、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,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是( )
A.在最高点,乘客重力大于座椅对他的作用力
B.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
C.摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零
D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
3.一质量为的足球(视为质点)从水平面上点,以大小为的初速度,沿和水平面成α角的方向踢出,一段时间后落回水平面上点,其轨迹如图所示,不计空气阻力,则整个过程中,足球的动量变化量的大小为( )
A. B. C. D.
4.非遗风采“独竹漂”广泛出现在各大旅游胜地。如题图所示,平静水面上,一踩竹表演者以速度v行驶,某次在水中划杆后,其速度增量为Δv。若人、杆、竹系统总质量为M,划水时长为t,则该次划水过程中, 下列说法正确的是( )
A.该系统的动量增量为Mv B.该系统所受合外力的冲量为
C.水对系统的平均作用力等于 D.水对系统的平均作用力大于
5.如图所示,在第十五届全国运动会开幕式上,机器人手握相同锤子的锤柄,通过对青铜句鑃(gōu diào)的不同位置进行轻重缓急的敲击,演奏了《彩云追月》。每次敲击完成后,机器人手会迅速将锤子归位,使锤柄竖直静止,然后开始下一次敲击。下列说法正确的是( )
A.每一次敲击过程中,锤子的机械能守恒
B.每次与青铜句鑃作用前后,锤子的动量相同
C.每次锤柄竖直时,锤柄受到机器人手的摩擦力相同
D.敲击时,锤子对青铜句鑃的作用力大于青铜句鑃对锤子的作用力
6.两小车M、N在光滑水平面上正碰,其速度随时间变化的 v-t 图像如图所示,碰撞时间极短。下列说法正确的是( )
A.碰撞过程中小车M受到的冲量较大
B.碰撞后小车M的动量小于小车N的动量
C.碰撞后小车M与小车N的动能可能相同
D.小车M的质量大于小车N的质量
7.质量为m的烟花弹从地面竖直上升,在距地面h的最高点通过短暂的爆炸分成A、B两部分,质量比为。A、B同时落地后相距3h。重力加速度为g,不计空气阻力,以下说法正确的是( )
A.B落地时距烟花弹初始位置为h B.A、B落地时总动量大小为
C.B落地时速度方向与水平方向间夹角为45° D.爆炸使A、B总机械能增加了
二、多选题(共3小题,每题6分,少选得3分,错选不得分,共18分)
8.如图所示,一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球A和B,B球的质量是A球的3倍。用手托住B球,使轻绳拉紧,A球静止于地面,不计空气阻力、定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦。已知重力加速度为g。由静止释放B球,到B球落地前的过程中,下列说法正确的是( )
A.B球重力势能的减少量等于两球动能的增加量
B.轻绳拉力对A球做的功等于A球机械能的增加量
C.B球重力势能的减少量大于A球机械能的增加量
D.轻绳拉力对两小球的总冲量为零
9.如图所示,A、B两个物体在光滑水平面上相向运动,其速度大小分别为、,碰撞之后两物体都静止在光滑水平面上。根据以上条件可以判断( )
A.系统碰前的总动量为零
B.根据动量守恒定律,可以判断碰前 =
C.如果A的质量大于B的质量,则 <
D.系统的机械能全部转化为内能
10.人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为120g,从离人眼约20cm的高度无初速掉落,砸到眼睛后手机未反弹,眼睛受到手机的冲击时间约为0.2s,g取。下列说法不正确的是( )
A.手机与眼睛作用过程中手机的动量变化量大小约为
B.手机对眼睛的冲量方向竖直向上
C.手机对眼睛的冲量大小约为
D.手机对眼睛的平均作用力大小约为
3、 非选择题(共54分)
11.(8分)如图甲所示,用“碰撞实验器”验证动量守恒定律,研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。
(1)实验中不易直接测定碰撞前后的速度,可以通过仅测量______间接解决。
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)先让入射小球多次从斜轨上S位置静止释放,找到平均落地点P;再把被碰小球静置于轨道水平部分,让从同一位置释放并与相碰。接下来必须完成的步骤是______。
A.用天平测量两个小球质量、
B.测量释放高度h
C.测量抛出点高度H
D.分别找到碰后两球平均落地点M、N
E.测量射程OM、ON
(3)若两球碰撞前后动量守恒,应满足_ _ ___ _;若碰撞为弹性碰撞,还应满足____ __。
(4)若,,图乙中,,,则碰撞前后总动量比为______(保留2位小数)。
12.(6分)某小组基于动量守恒定律测量玩具枪子弹离开枪口的速度大小,实验装置如图(a)所示。所用器材有:玩具枪、玩具子弹、装有挡光片的小车、轨道、光电门、光电计时器、十分度游标卡尺、电子秤等。实验步骤如下:
(1)用电子秤分别测量小车的质量M和子弹的质量m;
(2)用游标卡尺测量挡光片宽度d,示数如图(b)所示,宽度d=_______ cm;
(3)平衡小车沿轨道滑行过程中的阻力。在轨道上安装光电门A和B,让装有挡光片的小车以一定初速度由右向左运动,若测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为13.56ms、17.90ms,则应适当调高轨道的_______(填“左”或“右”)端。经过多次调整,直至挡光时间相等;
(4)让小车处于A的右侧,枪口靠近小车,发射子弹,使子弹沿轨道方向射出并粘在小车上,小车向左运动经过光电门A,测得挡光片经过A的挡光时间;
(5)根据上述测量数据,利用公式v=________(用d、m、M、表示)即可得到子弹离开枪口的速度大小v;
13.全民运动,始于“足下”。如图所示,学生练习用脚颠球,足球的质量为0.4kg。某一次足球由静止自由下落0.8m,被颠起后,离开脚竖直向上运动的最大高度为0.2m。已知足球与脚的作用时间为0.1s,重力加速度g取,不计空气阻力。求:
(1)足球与脚作用的过程,脚对足球的平均作用力;
(2)足球从下落至第一次向上运动到最大高度的过程中重力的冲量。
14.小明进行玩具小车游戏的过程可简化为如图所示的模型,质量可看作质点的滑块从粗糙斜面上A点由静止释放,以经过B点,最后恰好通过圆弧轨道的最高点C。已知斜面倾角为,滑块与斜面的动摩擦因数,圆弧半径为,斜面与圆弧在B点相切,取重力加速度为大小,,。求:
(1)滑块从A点运动到B点的时间;
(2)滑块运动到圆弧轨道B点时对轨道的压力大小;
(3)滑块从B点运动到C点的过程中,阻力对滑块做的功。
15.如图所示,质量M=1.5kg的木板静止在光滑水平面上,质量m=0.495kg的物块(可视为质点)放在木板的左端,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.4。质量m0=0.005kg的子弹以速度v0=400m/s沿水平方向射入物块并留在其中(子弹与物块作用时间极短),木板足够长,g取10m/s2。求:
(1)物块的最大速度v1和木板的最大速度v2;
(2)物块在木板上滑动的时间t;
(3)物块在木板上滑动产生的热量Q。
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2026-2027学年选择性必修第一册物理单元自测
第一章 动量和动量守恒定律·基础通关
(满分100分,考试用时75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔在“考场号”和“座位号”栏相应位置填涂自己的考场号和座位号。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
5.测试范围:选择性必修一第一章。
6.难度系数:0.85。
一、单选题(共7小题,每小题4分,共28分)
1.两个质量相同动量不同的滑块,,在水平地面上由于摩擦力的作用停止运动。滑块的初动量较大,它们与地面的动摩擦因数相同,则它们滑行时间的关系是( )
A. B. C. D.无法判断
【答案】B
【详解】滑块的初动量较大,则
由于两滑块质量相同,则
滑块减速过程有
解得
由于它们与地面的动摩擦因数相同,因此减速过程的加速度大小均为
滑块滑行时间
由于,所以
故选B。
2.“天津之眼”是一座跨河建设、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,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是( )
A.在最高点,乘客重力大于座椅对他的作用力
B.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
C.摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零
D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
【答案】A
【详解】A.在最高点,由乘客重力与座椅的支持力的合力提供向心力,则有
可知,在最高点,乘客重力大于座椅对他的作用力,故A正确;
B.乘客在竖直面内做匀速圆周运动,动能不变,重力势能在改变,可知,乘客的机械能发生变化,故B错误;
C.令圆周运动周期为T,则重力的冲量
即摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量不为零,故C错误;
D.令重力与线速度方向夹角为,则乘客重力的瞬时功率
重力一定,线速度大小一定,发生变化,则摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率发生变化,故D错误。
故选A。
3.一质量为的足球(视为质点)从水平面上点,以大小为的初速度,沿和水平面成α角的方向踢出,一段时间后落回水平面上点,其轨迹如图所示,不计空气阻力,则整个过程中,足球的动量变化量的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】足球初速度的水平分量 ,竖直分量
足球落回与出发点同高度的水平面时,由运动对称性可知,末速度竖直分量大小仍为 ,方向向下
取竖直向下为正方向,初竖直动量为 ,末竖直动量为
因此动量变化量:
故选B。
4.非遗风采“独竹漂”广泛出现在各大旅游胜地。如题图所示,平静水面上,一踩竹表演者以速度v行驶,某次在水中划杆后,其速度增量为Δv。若人、杆、竹系统总质量为M,划水时长为t,则该次划水过程中, 下列说法正确的是( )
A.该系统的动量增量为Mv B.该系统所受合外力的冲量为
C.水对系统的平均作用力等于 D.水对系统的平均作用力大于
【答案】D
【详解】AB.根据动量定理,系统合外力的冲量等于动量的变化 ,AB错误;
CD.系统水平方向受水的作用力,有
可得,竖直方向还有水的浮力,所以平均作用力大于,C错误,D正确。
故选D。
5.如图所示,在第十五届全国运动会开幕式上,机器人手握相同锤子的锤柄,通过对青铜句鑃(gōu diào)的不同位置进行轻重缓急的敲击,演奏了《彩云追月》。每次敲击完成后,机器人手会迅速将锤子归位,使锤柄竖直静止,然后开始下一次敲击。下列说法正确的是( )
A.每一次敲击过程中,锤子的机械能守恒
B.每次与青铜句鑃作用前后,锤子的动量相同
C.每次锤柄竖直时,锤柄受到机器人手的摩擦力相同
D.敲击时,锤子对青铜句鑃的作用力大于青铜句鑃对锤子的作用力
【答案】C
【详解】A.敲击过程中锤子与青铜句鑃相互作用,机械能转化为内能,机械能不守恒,故A错误;
B.作用前后锤子速度方向改变,动量的方向(矢量)不同,故B错误;
C.锤柄竖直静止时,受力平衡,摩擦力等于锤子重力(锤子相同),故摩擦力相同,故C正确;
D.作用力与反作用力大小相等,锤子对青铜句鑃的作用力等于青铜句鑃对锤子的作用力,故D错误。
故选C。
6.两小车M、N在光滑水平面上正碰,其速度随时间变化的 v-t 图像如图所示,碰撞时间极短。下列说法正确的是( )
A.碰撞过程中小车M受到的冲量较大
B.碰撞后小车M的动量小于小车N的动量
C.碰撞后小车M与小车N的动能可能相同
D.小车M的质量大于小车N的质量
【答案】B
【详解】A.碰撞过程中,M、N的相互作用力是一对作用力与反作用力,大小相等、作用时间相同,根据冲量定义,两小车受到的冲量大小相等、方向相反,A错误;
D.设碰撞前小车 M 的速度为,小车 N 的速度为 ;碰撞后 M 的速度为,N 的速度为
根据动量守恒定律
整理得
从图像上直观观察,碰撞前后速度变化量满足
可得, D 错误;
B.碰撞后动量,
由图可知,,根据前一选项的解析
可得,B正确;
C.动能,又,
所以小车M的动能小于小车N的动能,C错误。
故选B 。
7.质量为m的烟花弹从地面竖直上升,在距地面h的最高点通过短暂的爆炸分成A、B两部分,质量比为。A、B同时落地后相距3h。重力加速度为g,不计空气阻力,以下说法正确的是( )
A.B落地时距烟花弹初始位置为h B.A、B落地时总动量大小为
C.B落地时速度方向与水平方向间夹角为45° D.爆炸使A、B总机械能增加了
【答案】C
【详解】A.烟花弹在最高点爆炸时水平方向动量守恒,爆炸前总动量为0,故
结合
解得
二者水平速度反向,又落地水平位移差
解得,
即A水平位移大小为,B水平位移大小为,故B落地时距烟花弹初始位置为2h,故A错误;
C.爆炸后A、B从高度h处做平抛运动,竖直方向
解得下落时间
落地竖直分速度均为
B的水平分速度
与竖直分速度大小相等,故B落地时速度方向与水平方向夹角满足
有,故C正确;
B.落地时水平方向总动量始终为0,总动量等于竖直方向总动量:,故B错误;
D.爆炸增加的机械能等于爆炸后A、B总动能:
代入、
解得
故D错误。
故选C。
二、多选题(共3小题,每题6分,少选得3分,错选不得分,共18分)
8.如图所示,一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球A和B,B球的质量是A球的3倍。用手托住B球,使轻绳拉紧,A球静止于地面,不计空气阻力、定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦。已知重力加速度为g。由静止释放B球,到B球落地前的过程中,下列说法正确的是( )
A.B球重力势能的减少量等于两球动能的增加量
B.轻绳拉力对A球做的功等于A球机械能的增加量
C.B球重力势能的减少量大于A球机械能的增加量
D.轻绳拉力对两小球的总冲量为零
【答案】BC
【详解】A.B球落地前的过程中,B球的重力势能减小,A球的重力势能增大,两球的动能均增大,可知,B球重力势能的减少量等于两球动能的增加量与A球重力势能的增加量之和,故A错误;
B.A球上升过程受到重力与轻绳拉力作用,轻绳拉力对A球做正功,根据功能关系可知,轻绳拉力对A球做的功等于A球机械能的增加量,故B正确;
C.结合上述可知,B球重力势能的减少量等于两球动能的增加量与A球重力势能的增加量之和,即B球重力势能的减少量大于A球机械能的增加量,故C正确;
D.对A球分析可知,轻绳拉力对A球冲量方向竖直向上,对B球分析可知,轻绳拉力对B球冲量方向也竖直向上,可知,轻绳拉力对两小球的总冲量不为零,故D错误。
故选BC。
9.如图所示,A、B两个物体在光滑水平面上相向运动,其速度大小分别为、,碰撞之后两物体都静止在光滑水平面上。根据以上条件可以判断( )
A.系统碰前的总动量为零
B.根据动量守恒定律,可以判断碰前 =
C.如果A的质量大于B的质量,则 <
D.系统的机械能全部转化为内能
【答案】ACD
【详解】A.设碰撞前两个物体的动量分别为p1、p2,根据动量守恒定律得
p1 + p2= 0
知碰撞前两个物体的动量大小相等,方向相反,则系统碰前的总动量为零,A正确;
B.根据动量守恒有
mAvA - mBvB = 0(取A的速度方向为正)
由于A、B两物体的质量关系未知,则无法判断两者的速度关系,B错误;
C.如果A的质量大于B的质量,则根据B选项可知
vA < vB
C正确;
D.由题知碰撞之后两物体都静止在光滑水平面上,系统的机械能全部转化为内能,D正确。
故选ACD。
10.人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为120g,从离人眼约20cm的高度无初速掉落,砸到眼睛后手机未反弹,眼睛受到手机的冲击时间约为0.2s,g取。下列说法不正确的是( )
A.手机与眼睛作用过程中手机的动量变化量大小约为
B.手机对眼睛的冲量方向竖直向上
C.手机对眼睛的冲量大小约为
D.手机对眼睛的平均作用力大小约为
【答案】AB
【详解】A.设手机在与人的眼睛接触前瞬间的速度为,由自由落体公式可得
代入数据解得
当手机砸到眼睛后未反弹,即手机的速度减为零,取向上为正方向,则可知手机动量的变化量为
故A错误,符合题意;
BC.手机与眼睛作用的过程中,受到重力与眼睛对它的作用力,选取向上为正方向,设眼睛对手机的冲量为,可知其方向向上,由动量定理可得
代入数据得
手机对眼睛的作用力与眼睛对手机的作用力大小相等,方向相反,作用时间相等,所以手机对眼睛的冲量大小约为,方向竖直向下,故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.由冲量的定义
代入数据可得眼睛对手机的平均作用力为
由牛顿第三定律可知,眼睛对手机的作用力和手机对眼睛的作用力大小相等、方向相反,因此可知手机对眼睛的平均作用力大小也约为,故D正确,不符合题意。
故选AB。
3、 非选择题(共54分)
11.(8分)如图甲所示,用“碰撞实验器”验证动量守恒定律,研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。
(1)实验中不易直接测定碰撞前后的速度,可以通过仅测量______间接解决。
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)先让入射小球多次从斜轨上S位置静止释放,找到平均落地点P;再把被碰小球静置于轨道水平部分,让从同一位置释放并与相碰。接下来必须完成的步骤是______。
A.用天平测量两个小球质量、
B.测量释放高度h
C.测量抛出点高度H
D.分别找到碰后两球平均落地点M、N
E.测量射程OM、ON
(3)若两球碰撞前后动量守恒,应满足_ _ ___ _;若碰撞为弹性碰撞,还应满足____ __。
(4)若,,图乙中,,,则碰撞前后总动量比为______(保留2位小数)。
【答案】(1)C(1分)
(2)ADE(1分)
(3) (每空2分)
(4)1.01(2分)
【详解】(1)小球离开轨道后的运动为平抛运动,竖直方向,高度相同则运动时间相同
水平方向匀速直线运动,水平射程与水平速度成正比,所以可用小球做平抛运动的射程来代替碰撞后速度的大小。
故选C。
(2)验证动量守恒的表达式为
因此需要测量两球质量、,找到碰后两球的平均落地点M、N,测量射程OM、ON;释放高度h和抛出点高度H无需测量。
故选ADE。
(3)[1]动量守恒关系。
设平抛时间为t,有、、,把速度关系代入上式
可得
[2]弹性碰撞还满足机械能守恒
与上一小问的动量关系联立,化简可得
(4)比值
代入数据可得比值
【点睛】
12.(6分)某小组基于动量守恒定律测量玩具枪子弹离开枪口的速度大小,实验装置如图(a)所示。所用器材有:玩具枪、玩具子弹、装有挡光片的小车、轨道、光电门、光电计时器、十分度游标卡尺、电子秤等。实验步骤如下:
(1)用电子秤分别测量小车的质量M和子弹的质量m;
(2)用游标卡尺测量挡光片宽度d,示数如图(b)所示,宽度d=_______ cm;
(3)平衡小车沿轨道滑行过程中的阻力。在轨道上安装光电门A和B,让装有挡光片的小车以一定初速度由右向左运动,若测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为13.56ms、17.90ms,则应适当调高轨道的_______(填“左”或“右”)端。经过多次调整,直至挡光时间相等;
(4)让小车处于A的右侧,枪口靠近小车,发射子弹,使子弹沿轨道方向射出并粘在小车上,小车向左运动经过光电门A,测得挡光片经过A的挡光时间;
(5)根据上述测量数据,利用公式v=________(用d、m、M、表示)即可得到子弹离开枪口的速度大小v;
【答案】 0.99 右
【详解】[1]游标卡尺的分度值为0.1mm,主尺的读数为0.9cm,游标尺上第9小格与主尺对齐,则游标尺的读数为
挡光片的宽度为
[2]小车经过光电门的速度为
测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为13.56ms、17.90ms,可知小车经过光电门A的速度大于经过光电门B的速度,故应适当调高轨道的右端;
[3]小车经过光电门的速度为
子弹粘上小车的过程,根据动量守恒定律有
解得
13.全民运动,始于“足下”。如图所示,学生练习用脚颠球,足球的质量为0.4kg。某一次足球由静止自由下落0.8m,被颠起后,离开脚竖直向上运动的最大高度为0.2m。已知足球与脚的作用时间为0.1s,重力加速度g取,不计空气阻力。求:
(1)足球与脚作用的过程,脚对足球的平均作用力;
(2)足球从下落至第一次向上运动到最大高度的过程中重力的冲量。
【答案】(1),方向向上
(2),方向竖直向下
【详解】(1)足球达到脚背的速度大小为
离开脚的速度大小
规定向上为正方向,足球与脚作用的过程,足球受到向上的弹力F和向下的重力mg
由动量定理有
得,方向向上。
(2)足球下落时间
足球上升时间
足球从下落至第一次向上运动到最大高度的过程中,重力冲量的大小,方向竖直向下。
14.小明进行玩具小车游戏的过程可简化为如图所示的模型,质量可看作质点的滑块从粗糙斜面上A点由静止释放,以经过B点,最后恰好通过圆弧轨道的最高点C。已知斜面倾角为,滑块与斜面的动摩擦因数,圆弧半径为,斜面与圆弧在B点相切,取重力加速度为大小,,。求:
(1)滑块从A点运动到B点的时间;
(2)滑块运动到圆弧轨道B点时对轨道的压力大小;
(3)滑块从B点运动到C点的过程中,阻力对滑块做的功。
【答案】(1)1.5 s
(2)9.8 N
(3)-0.22 J
【详解】(1)A到B的过程,由动量定理得
解得
(2)在B点,由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可得,滑块对轨道的压力大小
(3)在最高点C,由牛顿第二定律得
从B到C的过程,由动能定理得
解得
15.如图所示,质量M=1.5kg的木板静止在光滑水平面上,质量m=0.495kg的物块(可视为质点)放在木板的左端,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.4。质量m0=0.005kg的子弹以速度v0=400m/s沿水平方向射入物块并留在其中(子弹与物块作用时间极短),木板足够长,g取10m/s2。求:
(1)物块的最大速度v1和木板的最大速度v2;
(2)物块在木板上滑动的时间t;
(3)物块在木板上滑动产生的热量Q。
【答案】(1)4m/s,1m/s
(2)0.75s
(3)3J
【详解】(1)子弹射入物块后一起向右滑行的初速度即为物块的最大速度,取向右为正方向,根据子弹和物块组成的系统动量守恒可得
解得
当子弹、物块和木板三者速度相同时,木板的速度最大,根据三者组成的系统动量守恒可得
解得
(2)对木板,根据动量定理可得
解得
(3)对系统,根据能量守恒可得
解得
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2026-2027学年选择性必修第一册物理单元自测
第一章 动量和动量守恒定律·基础通关
(满分100分,考试用时75分钟)
1、 单选题(共7小题,每小题4分,共28分)
1.B 2.A 3.B 4.D 5.C 6.B 7.C
2、 多选题(共3小题,每题6分,少选得3分,错选不得分,共18分)
8.BC 9.ACD 10.AB
3、 非选择题(共54分)
11.(8分)
【答案】(1)C(1分)
(2)ADE(1分)
(3) (2分) (2分)
(4)1.01(2分)
【详解】(1)小球离开轨道后的运动为平抛运动,竖直方向,高度相同则运动时间相同
水平方向匀速直线运动,水平射程与水平速度成正比,所以可用小球做平抛运动的射程来代替碰撞后速度的大小。
故选C。
(2)验证动量守恒的表达式为
因此需要测量两球质量、,找到碰后两球的平均落地点M、N,测量射程OM、ON;释放高度h和抛出点高度H无需测量。
故选ADE。
(3)[1]动量守恒关系。
设平抛时间为t,有、、,把速度关系代入上式
可得
[2]弹性碰撞还满足机械能守恒
与上一小问的动量关系联立,化简可得
(4)比值
代入数据可得比值
12.(6分)
【答案】 0.99 (2分) 右 (2分) (2分)
【详解】[1]游标卡尺的分度值为0.1mm,主尺的读数为0.9cm,游标尺上第9小格与主尺对齐,则游标尺的读数为
挡光片的宽度为
[2]小车经过光电门的速度为
测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为13.56ms、17.90ms,可知小车经过光电门A的速度大于经过光电门B的速度,故应适当调高轨道的右端;
[3]小车经过光电门的速度为
子弹粘上小车的过程,根据动量守恒定律有
解得
13.(9分)
【答案】(1),方向向上
(2),方向竖直向下
【详解】(1)足球达到脚背的速度大小为(1分)
离开脚的速度大小(1分)
规定向上为正方向,足球与脚作用的过程,足球受到向上的弹力F和向下的重力mg(1分)
由动量定理有(2分)
得,方向向上(1分)
(2)足球下落时间(1分)
足球上升时间(1分)
足球从下落至第一次向上运动到最大高度的过程中,重力冲量的大小,方向竖直向下。(1分)
14.(15分)
【答案】(1)1.5 s
(2)9.8 N
(3)-0.22 J
【详解】(1)A到B的过程,由动量定理得
解得(3分)
(2)在B点,由牛顿第二定律得(2分)
解得(2分)
由牛顿第三定律可得,滑块对轨道的压力大小(2分)
(3)在最高点C,由牛顿第二定律得(2分)
从B到C的过程,由动能定理得(2分)
解得(2分)
15.(16分)
【答案】(1)4m/s,1m/s
(2)0.75s
(3)3J
【详解】(1)子弹射入物块后一起向右滑行的初速度即为物块的最大速度,取向右为正方向,根据子弹和物块组成的系统动量守恒可得(2分)
解得(2分)
当子弹、物块和木板三者速度相同时,木板的速度最大,根据三者组成的系统动量守恒可得(3分)
解得(2分)
(2)对木板,根据动量定理可得(2分)
解得(1分)
(3)对系统,根据能量守恒可得(2分)
解得(2分)
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