内容正文:
第一章 动量守恒定律
2动量
(时间:40分钟 总分:54分)
(选择题每小题4分)
◆ 知识点一 动量 动量与动能的关系
1.关于物体的动量,下列说法中正确的是 ( )
A.运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向
B.物体的动能不变时,其动量一定不变
C.物体的动量越大,其惯性一定越大
D.物体的动能发生变化时,其动量不一定发生变化
2.[2026·浙江宁波中学高二开学考] 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,其动量一定变化
D.物体的动能发生变化时,其动量可能不变
3.甲、乙两物体的质量之比是1∶4,下列说法正确的是 ( )
A.若它们的动量大小相等,则甲、乙的动能之比是1∶4
B.若它们的动量大小相等,则甲、乙的动能之比是2∶1
C.若它们的动能相等,则甲、乙的动量大小之比是1∶2
D.若它们的动能相等,则甲、乙的动量大小之比是1∶4
◆ 知识点二 动量的变化量
4.物体的动量变化量的大小为5 kg·m/s,这说明 ( )
A.物体的动量在减小
B.物体的动量在增大
C.物体的动量大小一定变化
D.物体的动量大小可能不变
5.[2025·河北石家庄一中高二月考] 在我国空间站的微重力环境中,一个质量为0.2 kg的球形水珠以2 m/s的速度撞向特制疏水材料的平板,随后以1 m/s的速度反向弹回.设初速度方向为正方向,则水珠的动量变化量为 ( )
A.0.2 kg·m/s
B.-0.2 kg·m/s
C.0.6 kg·m/s
D.-0.6 kg·m/s
6.(多选)质量为0.5 kg的物体,运动速度为3 m/s,它在一个变力作用下沿直线运动,经过一段时间后速度大小变为7 m/s,则这段时间内动量的变化量可能为 ( )
A.5 kg·m/s,方向与初速度方向相反
B.5 kg·m/s,方向与初速度方向相同
C.2 kg·m/s,方向与初速度方向相反
D.2 kg·m/s,方向与初速度方向相同
7.[2026·湖南师大附中高二月考] 假如一质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,取向右为正方向,则物体的动量p关于位置x的图像可能是 ( )
A
B
C
D
8.如图,p、p'分别表示物体受到碰撞前、后的动量,短线表示的动量大小为15 kg·m/s,长线表示的动量大小为30 kg·m/s,箭头表示动量的方向,在下列所给的四种情况下,所有线均平行,物体动量改变量相同的是 ( )
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
9.[2026·湖南长沙一中高二月考] 从同一高度抛出完全相同的甲、乙、丙三个小球,甲球竖直向上抛出,乙球竖直向下抛出,丙球水平抛出.若三个小球落地时的速率相同,不计空气阻力,则下列说法正确的是 ( )
A.抛出时甲、乙两球动量相同
B.落地时三个小球的动量相同,动能也相同
C.从抛出到落地过程中,三个小球的动量变化量相同
D.从抛出到落地过程中,三个小球的动量变化量不同
10.[2025·江西科技学院附属中学高二月考] 质量相等的甲、乙两个物体沿同一直线运动的v⁃t图像如图所示.关于这两个物体的动量及动量变化量,下列说法中正确的是 ( )
A.t=0时刻,甲、乙两物体的动量方向相同
B.0~5 s内,乙物体的动量一直在增大
C.0~5 s内,甲、乙两物体的总动量始终为零
D.0~5 s内,甲、乙两物体的动量变化量方向相反
11.质量为2 kg的物体,在运动过程中速度由向东的3 m/s变为向南的3 m/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12 kg·m/s,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12 J
12.(10分)[2026·河南郑州一中高二月考] 一小孩把一质量为0.5 kg的篮球由静止释放,释放后篮球的重心下降高度为1.25 m时与地面相撞,反弹后篮球的重心上升的最大高度为0.45 m,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.
(1)(3分)求地面与篮球相互作用的过程中,篮球动量的变化量;
(2)(3分)求地面与篮球相互作用的过程中,篮球动能的变化量;
(3)(4分)若篮球与地面发生碰撞时无能量损失,反弹后重心仍然上升到1.25 m高度处,篮球动量的变化量是多少?动能的变化量是多少?
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第一章 动量守恒定律
1 动量
1.A [解析] 动量具有瞬时性,任一时刻物体动量的方向即为该时刻物体的速度方向,选项A正确.动能不变时,若速度方向变化,则动量也发生了变化,选项B错误.惯性由物体质量决定,物体的动量大,其质量并不一定大,则惯性不一定大,选项C错误.物体的动能发生变化时,速度大小一定发生变化,则其动量一定发生变化,选项D错误.
2.C [解析] 动量公式为p=mv,匀速直线运动中速度v的大小和方向均不变,质量m不变,因此动量p恒定,不可能变化,故A错误.匀速圆周运动中速度v的大小不变,但方向不断变化,动量是矢量,方向变化即表示动量变化,故B错误.动量p=mv是矢量,速度v的任何变化(包括大小或方向)均会导致动量变化,因此只要速度变化,动量必然变化,故C正确.动能公式为Ek=mv2,质量不变,动能变化意味着速度大小v变化,动量(p=mv)的大小与速度大小成正比,因此动能变化时动量大小必然变化,动量不可能不变,故D错误.
3.C [解析] 当两物体动量大小相等时,由Ek=知Ek甲∶Ek乙=m乙∶m甲=4∶1,故A、B错误;当两物体动能相等时,由p2=2mEk知p甲∶p乙=∶=1∶2,故C正确,D错误.
4.D [解析] 已知物体的动量变化量的大小,无法确定物体的动量是在增大还是在减小,两种均有可能,A、B错误;如果初、末动量不在同一直线上,由矢量运算规则可知,物体的动量大小可能不变、动量的变化可能是由方向的变化引起的,C错误,D正确.
5.D [解析] 设初速度方向为正方向,则动量的变化量为Δp=mv2-mv1=0.2×(-1) kg·m/s-0.2×2 kg·m/s=-0.6 kg·m/s,故选D.
6.AD [解析] 以初速度方向为正方向,如果末速度的方向与初速度方向相反,由Δp=mv'-mv,得Δp=(-7×0.5-3×0.5) kg·m/s=-5 kg·m/s,负号表示Δp的方向与初速度方向相反,选项A正确,B错误;如果末速度方向与初速度方向相同,由Δp=mv'-mv,得Δp=(7×0.5-3×0.5) kg·m/s=2 kg·m/s,方向与初速度方向相同,选项C错误,D正确.
7.C [解析] 质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则有v2=2ax,结合动量p=mv,联立解得p=m,且x>0,故选C.
8.B [解析] 取向右为正方向,则①中物体动量的变化量Δp1=p'-p=-15 kg·m/s-30 kg·m/s=-45 kg·m/s,②中物体动量的变化量Δp2=p'-p=30 kg·m/s-15 kg·m/s=15 kg·m/s,③中物体动量的变化量Δp3=p'-p=-30 kg·m/s-15 kg·m/s=-45 kg·m/s,④中物体动量的变化量Δp4=p'-p=15 kg·m/s-30 kg·m/s=-15 kg·m/s,故B正确.
9.D [解析] 小球空中运动过程中只受到重力,落地时速率相等,则根据动能定理可知三个小球抛出时的初速度大小相等,且由题意知三个小球初速度方向不同,根据动量表达式p=mv可知,三个小球抛出时的动量大小相等,方向都不相同,故A错误;落地时三个小球的速率相等,则动能相同,甲、乙速度方向相同,与丙速度方向不同,动量不完全相同,故B错误;三个小球初速度不同,甲、乙末速度相同,但与丙的末速度不同,所以动量变化量不同,故C错误,D正确.
10.D [解析] t=0时刻,甲物体的速度为正方向,乙物体的速度为负方向,甲、乙两物体的速度方向相反,根据p=mv可知,甲、乙两物体的动量方向相反,故A错误;0~5 s内,乙物体的速度一直在减小,则乙物体的动量一直在减小,故B错误;由图可知,0~5 s内,甲、乙两物体的速度不是一直等大反向,故0~5 s内,甲、乙两物体的总动量不是始终为零,故C错误;0~5 s内,甲物体的动量变化量方向为负方向,乙物体的动量变化量方向为正方向,故0~5 s内,甲、乙两物体的动量变化量方向相反,故D正确.
11.C [解析] 物体运动速度由向东的3 m/s变为向南的3 m/s,设向东的速度为v1,向南的速度为v2,由矢量运算法则可知,速度的变化量为Δv=3 m/s,可得动量变化量大小为Δp=m·Δv=2×3 kg·m/s=6 kg·m/s,动量的变化量如图所示,由几何关系可得动量变化量的方向为南偏西45°,故A、B错误;物体动能变化量大小是ΔEk=m-m=0,故C正确,D错误.
12.(1)4 kg·m/s,方向竖直向上 (2)减少了4 J
(3)5 kg·m/s,方向竖直向上 0
[解析] (1)篮球与地面相撞前瞬间的速度为
v1== m/s=5 m/s,方向竖直向下
篮球反弹后的初速度
v2== m/s=3 m/s,方向竖直向上
规定竖直向下为正方向,则篮球的动量变化量为
Δp=(-mv2)-mv1=-0.5×3 kg·m/s-0.5×5 kg·m/s=-4 kg·m/s
即篮球的动量变化量大小为4 kg·m/s,方向竖直向上
(2)篮球的动能变化量为ΔEk=m-m
代入数据得ΔEk=-4 J
即动能减少了4 J
(3)规定竖直向下为正方向,发生碰撞前后速度大小不变,方向改变,由题可知
碰撞前v1=5 m/s,方向竖直向下
碰撞后v3=5 m/s,方向竖直向上
则Δp'=(-mv3)-mv1=-5 kg·m/s
即篮球的动量变化量大小为5 kg·m/s,方向竖直向上
动能变化量ΔEk'=m-m=0
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