高中物理单元测试——第1章动量及其守恒定律（较易版02）

高中物理单元测试 —— 第1章 动量及其守恒定律（较易版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）两个物体具有相同的动量，则它们一定具有（　　） A．相同的速度 B．相同的质量 C．相同的运动方向 D．相同的动能 2．（本题4分）下列关于动量和动能说法正确的是（　　） A．做匀速圆周运动的物体动量不变 B．物体速度发生改变，其动能必然改变 C．动量相同的两物体，质量越大其动能越大 D．动能相同的两物体，质量越大其动量越大 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）关于下面四种情境说法正确的是（    ） A．甲图中小球从静止在光滑水平面上的斜槽顶端释放，在离开斜槽前小球和斜槽构成的系统动量守恒 B．乙图中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 C．丙图中两同学传接篮球的过程，两同学和篮球构成的系统动量不守恒 D．丁图中一枚在空中飞行的火箭在某时刻突然炸裂成两块，在炸裂前后系统动量不守恒 5．（本题4分）一质量为2kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动，合力F随时间t变化的关系图像如图所示，则（　　） A．0~2s时间内合力F对物块的冲量为 B．2~3s时间内合力F对物块的冲量为 C．0~3s时间内合力F对物块的冲量为 D．3s末物块的速度为 6．（本题4分）某高层建筑顶部广告牌的面积，有大风正对广告牌吹来，风速，大风吹到广告牌上后速度瞬间减为0，已知空气密度，则该广告牌受到的风力大小为（　　） A． B． C． D． 7．（本题4分）牛顿摆是由五个质量相同的小钢球通过吊绳悬挂在同一水平线上组成的，如图所示，五个球均静止，现拉开右侧1个小球，由静止开始释放，若所有的碰撞都是弹性碰撞，则在此后的运动过程中会出现下面哪种情景（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．（本题6分）一个质量为0.2kg 的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，则碰撞过程中墙对小球的冲量 I大小、墙对小球做功的大小W为（    ） A．I=0 B．I=2.4kgm/s C．W=0 D．W=7.2J 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，在光滑的水平面上静止放一质量为的木板B，木板表面光滑，左端固定一轻质弹簧。质量为的木块A以速度从板的右端水平向左滑上木板B，在木块A与弹簧相互作用的过程中，下列判断正确的是（　　） A．弹簧压缩量最大时，B板运动速率最大 B．B板的加速度先增大后减小 C．弹簧给木块A的冲量大小为 D．弹簧的最大弹性势能为 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）在验证动量守恒定律的实验中，请回答下列问题： (1)实验记录如图乙所示，为测定A球不碰B时做平抛运动的落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，图乙给出了小球A落点附近的情况，可得A的平均落点到O点的距离应为________cm。 (2)小球A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果________产生误差（填“会”或“不会”）。 (3)实验装置如图甲所示，A球为入射小球，B球为被碰小球，以下有关实验过程中必须满足的条件正确的是________。 A．入射小球的质量可以小于被碰小球的质量 B．实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度 C．入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放 D．斜槽末端的切线必须水平，小球放在斜槽末端处，且应恰好静止 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，小球A用长度的细绳水平悬挂于O点，小球B位于O点正下方，两小球质量相等，现小球A由静止开始做圆周运动，与小球B碰后粘在一起，碰撞时间极短，后沿足够长的光滑轨道上升了高度H，取重力加速度大小，两小球可看成质点，求： (1)小球A与小球B碰后瞬间的速度大小； (2)H的大小。 14．（本题13分）如图所示，质量为的四分之一光滑圆槽位于光滑的水平面上，圆槽与水平面相切于点。质量为的小球从点以初速度沿水平面向右运动。若圆槽固定，小球恰能运动到圆槽的点。重力加速度为，不计空气阻力。求： （1）圆槽的半径； （2）若圆槽不固定，小球上升的最大高度。 15．（本题16分）如图所示，P为固定竖直挡板，质量为3m的长木板A静置于光滑水平面上（A的上表面略低于挡板P的下端），质量为m的小物块B（可视为质点）置于长木板的右端，物块B和长木板A以相同的水平初速度v0一起向右运动，物块B与挡板P碰撞后反向运动，经过一段时间，B最终停止运动。已知小物块B始终未从长木板A上滑下，A、B间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，物块与挡板发生碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短，求： (1)第一次碰撞后瞬间A、B的加速度大小aA和aB； (2)B、P从第一次碰撞到第二次碰撞经历的时间t； (3)A板长度的最小值L。 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1章 动量及其守恒定律（较易版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）两个物体具有相同的动量，则它们一定具有（　　） A．相同的速度 B．相同的质量 C．相同的运动方向 D．相同的动能 【答案】C 【详解】AB．动量大小为 即使质量和速度都不同，动量也可能相同，因此无法由相同的动量判断出质量或速度相同，故AB错误； C．动量是矢量，动量相同，其大小和方向都得相同，而动量方向和速度方向一样，故具有相同的动量时，运动方向一定相同，故C正确； D．由 可知，动量相同，动能不一定相同，故D错误。 故选C。 2．（本题4分）下列关于动量和动能说法正确的是（　　） A．做匀速圆周运动的物体动量不变 B．物体速度发生改变，其动能必然改变 C．动量相同的两物体，质量越大其动能越大 D．动能相同的两物体，质量越大其动量越大 【答案】D 【详解】A．做匀速圆周运动的物体速度大小一定，方向发生变化，则该物体的动量大小一定，方向也发生变化，故A错误； B．物体速度发生改变，当物体速度大小一定，方向发生变化时，物体的动能不变，故B错误； C．根据， 解得 可知，动量相同的两物体，质量越大其动能越小，故C错误； D．结合上述解得 可知，动能相同的两物体，质量越大其动量越大，故D正确。 故选D。 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）关于下面四种情境说法正确的是（    ） A．甲图中小球从静止在光滑水平面上的斜槽顶端释放，在离开斜槽前小球和斜槽构成的系统动量守恒 B．乙图中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 C．丙图中两同学传接篮球的过程，两同学和篮球构成的系统动量不守恒 D．丁图中一枚在空中飞行的火箭在某时刻突然炸裂成两块，在炸裂前后系统动量不守恒 【答案】C 【详解】A．甲图中小球从静止在光滑水平面上的斜槽顶端释放，在离开斜槽前小球和斜槽构成的系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，所以系统动量不守恒，故A错误； B．乙图中子弹打进木块的瞬间子弹和木块组成的系统内力远大于外力，系统动量守恒，但在一起向左运动的过程，由于弹簧的弹力作用，子弹和木块所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B错误； C．丙图中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，故C正确； D．丁图中一枚在空中飞行的火箭在某时刻突然炸裂成两块，由于炸裂时内力远大于外力，则在炸裂前后系统动量守恒，故D错误； 故选C。 5．（本题4分）一质量为2kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动，合力F随时间t变化的关系图像如图所示，则（　　） A．0~2s时间内合力F对物块的冲量为 B．2~3s时间内合力F对物块的冲量为 C．0~3s时间内合力F对物块的冲量为 D．3s末物块的速度为 【答案】C 【详解】ABC．由题图可知0~2s时间内合力F对物块的冲量为 2~3s时间内合力F对物块的冲量为 则0~3s时间内合力F对物块的冲量为，故AB错误，C正确； D．0~3s时间内根据动量定理可得 解得3s末物块的速度为，故D错误。 故选C。 6．（本题4分）某高层建筑顶部广告牌的面积，有大风正对广告牌吹来，风速，大风吹到广告牌上后速度瞬间减为0，已知空气密度，则该广告牌受到的风力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设时间内吹到广告牌上的空气质量为，则有 取风的初速度方向为正方向，对这部分空气应用动量定理，设广告牌对空气的作用力为，有 将代入上式，有 解得 代入数据、、 解得 根据牛顿第三定律，广告牌受到的风力大小等于 故选D。 7．（本题4分）牛顿摆是由五个质量相同的小钢球通过吊绳悬挂在同一水平线上组成的，如图所示，五个球均静止，现拉开右侧1个小球，由静止开始释放，若所有的碰撞都是弹性碰撞，则在此后的运动过程中会出现下面哪种情景（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由于小球完全相同，且发生弹性碰撞，根据， 可得v1=0，v2=v0 则碰撞后每个小球之间要速度交换，所以只有左侧1个小球获得速度并向左运动。 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）一个质量为0.2kg 的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，则碰撞过程中墙对小球的冲量 I大小、墙对小球做功的大小W为（    ） A．I=0 B．I=2.4kgm/s C．W=0 D．W=7.2J 【答案】BC 【详解】AB．规定初速度方向为正方向，初速度，末速度为 根据动量定理有 解得 负号表示方向，故碰撞过程中墙对小球的冲量 I大小为，故A错误，B正确； CD．根据动能定理有 解得，故C正确，D错误。 故选BC。 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，在光滑的水平面上静止放一质量为的木板B，木板表面光滑，左端固定一轻质弹簧。质量为的木块A以速度从板的右端水平向左滑上木板B，在木块A与弹簧相互作用的过程中，下列判断正确的是（　　） A．弹簧压缩量最大时，B板运动速率最大 B．B板的加速度先增大后减小 C．弹簧给木块A的冲量大小为 D．弹簧的最大弹性势能为 【答案】BC 【详解】A．弹簧压缩量最大时，B的速度方向向左，弹簧对B的弹力方向向左，B将继续向左加速，当弹簧再次恢复原长时，B的运动速率达到最大，故A错误； B．B所受外力的合力等于弹簧的弹力，在木块A与弹簧相互作用的过程中，弹簧压缩量先增大后减小，弹簧弹力大小先增大后减小，则木板B的加速度先增大后减小，故B正确； C．在木块A与弹簧相互作用全过程，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 解得 则在木块A与弹簧相互作用全过程，弹簧给木块A的冲量大小为，故C正确； D．弹簧弹性势能达到最大时，两者速度相等，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 解得，故D错误。 故选BC。 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）在验证动量守恒定律的实验中，请回答下列问题： (1)实验记录如图乙所示，为测定A球不碰B时做平抛运动的落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，图乙给出了小球A落点附近的情况，可得A的平均落点到O点的距离应为________cm。 (2)小球A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果________产生误差（填“会”或“不会”）。 (3)实验装置如图甲所示，A球为入射小球，B球为被碰小球，以下有关实验过程中必须满足的条件正确的是________。 A．入射小球的质量可以小于被碰小球的质量 B．实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度 C．入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放 D．斜槽末端的切线必须水平，小球放在斜槽末端处，且应恰好静止 【答案】(1)65.5 (2)不会 (3)D 【详解】（1）小球A落点，应该取多次落点的平均落地点，即用尽量小的圆，将这些落地点圈起来，圆心的位置即是平均落地点，由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，由图可知落点的位置大致为。 （2）只要保证小球A到达斜槽底端的速度相同即可，所以轨道有无摩擦对实验结果不会产生系统误差。 （3）A．入射小球的质量不可以小于被碰小球的质量，否则A球碰后反弹，故A错误； B．因为平抛运动时间仅与高度有关，实验中保持等高度即可，不需要测量小球的下落高度，即可知道两小球的下落时间相同，故B错误； C．入射小球每次必须从斜槽上的同一位置由静止释放，才能保证每次碰前的速度均相同，故C错误； D．为保证碰撞时速度水平，斜槽末端的切线必须水平，小球放在斜槽末端处，应能静止，故D正确。 故选D。 四、解答题 13．（本题10分）如图所示，小球A用长度的细绳水平悬挂于O点，小球B位于O点正下方，两小球质量相等，现小球A由静止开始做圆周运动，与小球B碰后粘在一起，碰撞时间极短，后沿足够长的光滑轨道上升了高度H，取重力加速度大小，两小球可看成质点，求： (1)小球A与小球B碰后瞬间的速度大小； (2)H的大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）小球A由静止释放到与小球B碰撞前，机械能守恒，则有 小球A与小球B碰撞过程中动量守恒，则有 代入数据联立解得小球A与小球B碰后瞬间的速度大小为 （2）对碰后两小球整体进行分析，则由机械能守恒定律有 代入数据解得 14．（本题13分）如图所示，质量为的四分之一光滑圆槽位于光滑的水平面上，圆槽与水平面相切于点。质量为的小球从点以初速度沿水平面向右运动。若圆槽固定，小球恰能运动到圆槽的点。重力加速度为，不计空气阻力。求： （1）圆槽的半径； （2）若圆槽不固定，小球上升的最大高度。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）若圆槽固定，根据机械能守恒定律有 解得 （2）若圆槽不固定，设小球上升到最大高度时小球和圆槽共同速度为，系统水平方向动量守恒得 同时系统机械能守恒可得 联立解得 15．（本题16分）如图所示，P为固定竖直挡板，质量为3m的长木板A静置于光滑水平面上（A的上表面略低于挡板P的下端），质量为m的小物块B（可视为质点）置于长木板的右端，物块B和长木板A以相同的水平初速度v0一起向右运动，物块B与挡板P碰撞后反向运动，经过一段时间，B最终停止运动。已知小物块B始终未从长木板A上滑下，A、B间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，物块与挡板发生碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短，求： (1)第一次碰撞后瞬间A、B的加速度大小aA和aB； (2)B、P从第一次碰撞到第二次碰撞经历的时间t； (3)A板长度的最小值L。 【答案】(1)， (2) (3) 【详解】（1）水平面光滑，只有 A、B 间滑动摩擦力提供加速度。对长木板A，由牛顿第二定律 解得 对小物块B，由牛顿第二定律 解得 （2）B物块与挡板P发生弹性碰撞，碰后B物块速度为v0，方向水平向左，此后A与B达到第一次共速的速度v1，A与B系统动量守恒 解得（方向水平向右） 设此过程所用时间为t1，对B的运动过程 解得 此过程B物块的位移为x1，对B的运动过程 解得 此后A与B一起做匀速直线运动，直到B第二次与挡板P发生碰撞，匀速运动过程中 解得 总时间 解得 （3）B多次与挡板P发生弹性碰撞，不会损失能量，A与B反复摩擦才会损耗系统动能，无数次碰撞后A、B最终全部静止，系统初始动能全部转化为摩擦内能。每一次B都相对A向左运动，当B相对静止在A的最左端时，发生的相对位移等于A的最小长度L。 根据能量守恒 解得 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 $