高中物理单元测试——第1章动量及其守恒定律（较易版01）

高中物理单元测试 —— 第1章 动量及其守恒定律（较易版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于动量，下列说法正确的是（　　） A．质量越大的物体，动量一定越大 B．速度越大的物体，动量一定越大 C．质量和速率都相同的物体，它们的动量一定相同 D．质量和速率都不同的物体，它们的动量可能相同 【答案】D 【详解】AB．物体的动量等于质量与其速度的乘积，质量越大或者速度越大的物体，速度或者质量可能很小，则动量也较小，AB错误； C．质量和速率都相同的物体，它们的动量大小相同，但是方向不一定相同，动量也不一定相同，C错误； D．质量和速率都不同的物体，它们的动量也可能相同，D正确。 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）如图所示，足球场上，守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，使球停下，关于此过程守门员戴手套的作用，以下分析正确的是（　　） A．减小球的平均作用力 B．增大手受到球的冲量 C．球受到的动量变大 D．使球的加速度变大 【答案】A 【详解】守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，这样可以增加球与手接触的时间，根据动量定理得 可得 当时间增大时，冲量和动量的变化量都不变，可减小动量的变化率，即减小球对手的平均作用力，故A正确，BCD错误。 故选A。 4．（本题4分）如图所示，质量为的长木板置于光滑水平面上，一轻质弹簧左端固定在木板左端的挡板上（挡板固定在木板上），右端与质量为的小木块连接。木块与长木板之间光滑，开始时和都静止，弹簧处于自然状态。现同时对施加反向的水平恒力，两物体开始运动到弹簧第一次最长的过程，弹簧未超过其弹性限度，则对弹簧组成的系统，下列说法正确的是（　　） A．若，，系统机械能一定不守恒、动量一定守恒 B．若，，系统机械能一定守恒、动量一定不守恒 C．若，，系统机械能一定不守恒、动量一定守恒 D．若，，系统机械能一定守恒、动量一定不守恒 【答案】A 【详解】AB．由于F1与F2等大反向，系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于水平恒力F1与F2对系统做功代数和不为零，则系统机械能不守恒。故A正确；B错误； CD．由于F1≠F2，所以系统所受合外力不为零，水平恒力F1与F2对系统做功代数和可能为零，故系统机械能可能守恒。由于F1≠F2故系统动量一定不守恒。故CD错误。 故选A。 5．（本题4分）在光滑水平面上，原来静止的物体受到水平拉力F作用，拉力大小F随时间t按图示规律变化，下列说法正确的是（　　） A．0~4s内物体的动量先增大后减小 B．0~4s内物体的动量一直增大 C．2s末物体的动量大小为4kg•m/s D．4s末物体的动量为0 【答案】B 【详解】AB．因F-t图像与坐标轴围成的面积等于力的冲量，可知0~4s内物体所受的冲量一直为正，可知物体的动量一直增大，A错误，B正确； C．根据动量定理可知，因初动量为零，则2s末物体的动量大小等于力F的冲量，即，C错误；     D．同理，4s末物体的动量为，D错误。 故选B。 6．（本题4分）如图甲，风洞实验室中，某实验小组研究气流对机翼模型的冲击力作用。如图乙，已知气流以恒定的速度垂直吹向机翼，气流的密度，与机翼作用后气流反方向折回，且速率不变，若机翼模型的面积，则气流对机翼的冲击力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】时间内通过与机翼相互作用区域的气流质量为 以气流为研究对象，机翼对气流的作用力为，由动量定理可得 解得 根据牛顿第三定律，气流对机翼的冲击力 故选C。 7．（本题4分）如图光滑水平面上有a、b两个弹性小球，质量分别为m、2m。现给小球a一个向右的初速度v0，与小球b发生碰撞，且整个碰撞过程中没有能量损失。则碰撞后小球b的速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】碰撞过程，根据动量守恒和机械能守恒可得， 解得， 故选B。 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）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，半径的四分之一光滑圆弧轨道D（各接触面均光滑）静置于光滑水平地面上，最低点切线水平，紧邻轨道D左侧通过锁扣装置与一下表面光滑、上表面粗糙、足够长的木板A连接在一起，在木板A的左侧较远处放置一小物块C。从与圆心点等高处由静止释放小滑块B，经圆弧最低点滑上A时解除锁定，A与B共速后，A再与C发生碰撞并粘在一起（碰撞时间极短）。已知，，，，B与A上表面间的动摩擦因数为，重力加速度，B、C均视为质点。求： (1)B刚滑上A时的速度大小； (2)A、C碰撞过程损失的机械能； (3)全过程A、B间因摩擦产生的总热量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意可知，B滑上A前，B与A、D整体水平方向动量守恒、机械能守恒，则有， 联立解得，向左，，向右 （2）根据题意可知，B滑上A之后，B与A组成的系统动量守恒，则有 解得 A、C碰撞并粘在一起，则有 解得 A、C碰撞过程损失的机械能为 （3）最后A、B、C三者共速，则有 由能量守恒定律可得，A、B间产生总热量为 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01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于动量，下列说法正确的是（　　） A．质量越大的物体，动量一定越大 B．速度越大的物体，动量一定越大 C．质量和速率都相同的物体，它们的动量一定相同 D．质量和速率都不同的物体，它们的动量可能相同 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）如图所示，足球场上，守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，使球停下，关于此过程守门员戴手套的作用，以下分析正确的是（　　） A．减小球的平均作用力 B．增大手受到球的冲量 C．球受到的动量变大 D．使球的加速度变大 4．（本题4分）如图所示，质量为的长木板置于光滑水平面上，一轻质弹簧左端固定在木板左端的挡板上（挡板固定在木板上），右端与质量为的小木块连接。木块与长木板之间光滑，开始时和都静止，弹簧处于自然状态。现同时对施加反向的水平恒力，两物体开始运动到弹簧第一次最长的过程，弹簧未超过其弹性限度，则对弹簧组成的系统，下列说法正确的是（　　） A．若，，系统机械能一定不守恒、动量一定守恒 B．若，，系统机械能一定守恒、动量一定不守恒 C．若，，系统机械能一定不守恒、动量一定守恒 D．若，，系统机械能一定守恒、动量一定不守恒 5．（本题4分）在光滑水平面上，原来静止的物体受到水平拉力F作用，拉力大小F随时间t按图示规律变化，下列说法正确的是（　　） A．0~4s内物体的动量先增大后减小 B．0~4s内物体的动量一直增大 C．2s末物体的动量大小为4kg•m/s D．4s末物体的动量为0 6．（本题4分）如图甲，风洞实验室中，某实验小组研究气流对机翼模型的冲击力作用。如图乙，已知气流以恒定的速度垂直吹向机翼，气流的密度，与机翼作用后气流反方向折回，且速率不变，若机翼模型的面积，则气流对机翼的冲击力大小为（　　） A． B． C． D． 7．（本题4分）如图光滑水平面上有a、b两个弹性小球，质量分别为m、2m。现给小球a一个向右的初速度v0，与小球b发生碰撞，且整个碰撞过程中没有能量损失。则碰撞后小球b的速度大小为（　　） A． B． C． D． 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）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，半径的四分之一光滑圆弧轨道D（各接触面均光滑）静置于光滑水平地面上，最低点切线水平，紧邻轨道D左侧通过锁扣装置与一下表面光滑、上表面粗糙、足够长的木板A连接在一起，在木板A的左侧较远处放置一小物块C。从与圆心点等高处由静止释放小滑块B，经圆弧最低点滑上A时解除锁定，A与B共速后，A再与C发生碰撞并粘在一起（碰撞时间极短）。已知，，，，B与A上表面间的动摩擦因数为，重力加速度，B、C均视为质点。求： (1)B刚滑上A时的速度大小； (2)A、C碰撞过程损失的机械能； (3)全过程A、B间因摩擦产生的总热量。 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 $