高中物理单元测试——第一章动量与动量守恒定律（较易版02）

高中物理单元测试 —— 第一章 动量与动量守恒定律（较易版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列关于冲量的说法中正确的是（    ） A．冲量是矢量 B．冲量的单位是焦耳 C．当力与位移垂直时，该力的冲量为零 D．一个力作用在物体上，物体保持不动，则该力的冲量为零 【答案】A 【详解】A．由冲量的定义式可知，冲量是矢量，方向与力的方向相同，故A正确； B．由冲量的定义式可知，冲量的单位为，故B错误； CD．由冲量的定义式可知，只要有力且作用了时间，冲量就不会零，故CD错误。 故选A。 2．（本题4分）对于一个质量不变的物体，下列说法正确的是（　　） A．物体的动能发生变化，其动量一定变化 B．物体的动能发生变化，其动量不一定变化 C．物体的动量发生变化，其动能一定变化 D．物体的动量发生变化，其动能一定不变化 【答案】A 【详解】动量为矢量，动能为标量。根据动量表达式以及动能表达式可知： AB．动能发生变化，是速度发生了变化引起的，因而动量一定变化。故A正确，B错误； CD．速度的大小或方向发生改变都会引起动量变化，但仅仅是速度方向变化导致的动量改变其动能大小不变。因而物体的动量发生变化，其动能不一定变化。故CD错误。 故选A。 3．（本题4分）如图所示，在某次飞行表演中，飞机在空中拉出了一个漂亮的圆圈。设飞机的质量为m，在竖直面内做匀速圆周运动的速率为v，在飞机转过60°的过程中，飞机受到合力冲量的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题意作出速度的矢量合成图如图 根据几何关系可知 根据动量定理有 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）如图，一质量为2kg的物体只在力F的作用下由静止开始运动，则下列说法正确的是（　　） A．0~4s内力F的冲量为4kg·m/s B．2s末物体的速度方向改变 C．4s末物体速度为0 D．2s末、6s末物体的速度相同 【答案】C 【详解】AC．F-t图像的面积等于力的冲量，则0~4s内力F的冲量为0，根据动量定理可知，动量变化为零，即4s末物体速度为0，选项A错误，C正确；     B．2s末物体的加速度为零，速度最大，此时速度方向没有改变，选项B错误； D．F-t图像的面积等于力的冲量，可知2s末、6s末物体的动量等大反向，即速度等大反向，选项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）如图所示，2025世界女子冰壶锦标赛某次比赛中甲冰壶以速度与静止的乙冰壶发生正碰，碰撞后瞬间乙冰壶的速度变为，已知两冰壶完全相同，质量均为，则下列说法正确的是（　　） A．碰撞后瞬间，甲冰壶的速度大小为 B．碰撞后瞬间，甲冰壶的动量大于乙冰壶 C．碰撞后瞬间，甲冰壶的速度方向与方向相反 D．碰撞过程中两冰壶的动量变化相同 【答案】A 【详解】AC．向右为正，根据动量守恒定律有 解得碰撞后瞬间，甲冰壶的速度大小为 速度方向与方向相同，故A正确，C错误； B．碰撞后瞬间，甲冰壶的动量大小为 乙冰壶的动量大小为 则有，故B错误； D．根据动量守恒，可知碰撞过程中两冰壶的动量变化等大反向，故D错误。 故选A。 二、多选题 8．（本题6分）将一枚鸡蛋从离地面3.2m处由静止释放，分别落到海绵垫和水泥地上，鸡蛋与两者撞击后速度均变为零，不计空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A．鸡蛋即将落到水泥地时的速度为8m/s B．鸡蛋落到水泥地上容易破碎，是因为水泥地对鸡蛋的冲量大 C．鸡蛋落到水泥地上容易破碎，是因为鸡蛋落在水泥地的动量变化大 D．鸡蛋落到海绵垫不容易破碎，是因为鸡蛋落在海绵垫上的动量变化率小 【答案】AD 【详解】A．鸡蛋即将落到水泥地时的速度为 选项A正确； BCD．鸡蛋落到水泥地上，鸡蛋动量的变化量是一定的，即受到水泥地的冲量是一定的，落到水泥地上时作用时间较短，根据动量定理可知，鸡蛋的动量变化率较大，即鸡蛋和水泥地的作用力较大，则容易破碎；同理可知，鸡蛋落到海绵垫不容易破碎，是因为鸡蛋落在海绵垫上时动量变化量一定，作用时间较长，作用力较小，即动量变化率小，选项D正确，BC错误。 故选AD。 9．（本题6分）如图甲所示，静止在光滑水平面上的物块A、B通过轻弹簧连接在一起，初始时轻弹簧处于原长。现使A获得一水平向右的瞬时速度，并从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，已知物块A的质量为2kg，下列说法正确的是（　　） A．时刻，弹簧的弹性势能为2J B．时刻，弹簧处于原长 C．~时间内，物块A做加速度逐渐增大的加速运动 D．物块B的质量为4kg 【答案】BD 【详解】D ．t1时刻两物块速度相同 根据动量守恒 解得 D正确； A．时刻，弹簧的弹性势能为 A错误； B．时刻，两个物块的加速度为零，可知弹簧的弹力为零，B正确； C．~时间内，弹簧逐渐被拉伸，形变量增大，弹力增大，根据牛顿第二定律可知物块A做加速度逐渐增大，速度先减小后增大，C错误。 故选BD。 10．（本题6分）如图所示，光滑水平面上有一质量、长的薄木板，右端处有一高的平台。一质量的小猫，从木板端缓慢走到端，稍作停顿后以某一速度起跳，刚好从平台左侧点沿水平方向跳到平台上。已知重力加速度大小，小猫可视为质点。下列说法正确的是（　　） A．小猫起跳时距离平台的水平距离为 B．小猫起跳时速度方向与水平方向夹角的正切值为2.5 C．小猫起跳时木板相对地面的速度大小为 D．小猫起跳过程中所消耗的能量为 【答案】BCD 【详解】A．小猫在木板上向右运动时，由“人船模型”可得 解得木板向左运动的距离为 则小猫起跳时距离平台的水平距离为，A错误； B．小猫跳上平台时，可看做逆向的平抛运动，则 小猫起跳时水平速度 竖直速度 小猫起跳时速度方向与水平方向夹角的正切值为，B正确； C．小猫起跳时，对小猫和木板系统水平方向动量守恒可知 解得木板相对地面的速度大小为，C正确； D．小猫起跳过程中所消耗的能量为，D正确。 故选BCD。 三、实验题 11．（本题6分）某物理兴趣小组利用如图所示的装置探究动量守恒定律。是倾角大小可以调节的长木板，是气垫导轨，长木板与气垫导轨平滑连接，光电门1与光电门2固定在气垫导轨上。 (1)打开气垫导轨的气源，将质量为m、直径为的小球a从长木板上的位置由静止释放，若小球a通过光电门1的挡光时间______（填“大于”“小于”或“等于”）小球a通过光电门2的挡光时间，则表明气垫导轨已调至水平位置。 (2)将质量为M、直径为的小球b静置于气垫导轨上的位置，使小球a从长木板上的位置由静止释放、小球a先、后通过光电门1的挡光时间分别为与，小球b通过光电门2的挡光时间为。由题可知，小球a的质量m应______（填“大于”“小于”或“等于”）小球b的质量M；若小球a、b碰撞过程中，关系式______（用题中给出的物理量表示）成立，则两小球碰撞过程中动量守恒。 【答案】(1)等于 (2) 小于 【详解】（1）若气垫导轨已调至水平，则小球a做匀速运动，由 则通过两个光电门的时间相等，即小球a通过光电门1的挡光时间等于小球a通过光电门2的挡光时间 （2）[1]由题意知，小球a 碰后被反弹，则小球a的质量m应小于小球b的质量M [2] 要碰撞过程动量守恒，取向右为正方向，只要验证成立，则两小球碰撞过程中动量守恒 12．（本题9分）某实验小组的同学利用实验室中的斜槽和一个带粗糙凹槽的长木板CD（长木板凹槽截面如图中右侧所示），设计了如下方案探究碰撞中的不变量，调整斜槽末端水平且与凹槽底端在同一水平线上，质量为m1的小球A从斜槽上由静止释放后滑上长木板，在长木板的凹槽上滑行x0距离后停止；再将相同材料且质量为m2的空心小球B置于长木板的左端点C，再次让小球A从斜槽上由静止释放，小球A与B碰撞后，都向右滑过C点，小球A沿凹槽滑行的距离为x1，小球B沿凹槽滑行的距离为x2。 (1)小球B选择空心小球的原因是____。 (2)第二次释放小球A时除由静止释放外，还需注意________，斜槽的光滑程度对实验结果____（选填“有”或“没有”）影响。 (3)若满足关系式__________，则验证了小球A和B在碰撞中动量守恒。（用题目中给出的物理量表示） (4)若满足关系式__________，则验证了小球A和B在碰撞中动能保持不变。（用题目中给出的物理量表示） 【答案】(1)使两小球的质量满足m1>m2，保证碰后小球A不反弹 (2) 在同一位置释放 没有 (3) (4) 【详解】（1）使两小球的质量满足m1>m2，保证碰后小球A不反弹 （2）[1][2]第二次释放小球A时除由静止释放外，还需注意在同一位置释放，以保证两次到达末端速度相同，因为两次轨迹相同，克服阻力做功相同，所以斜槽的光滑程度对实验结果没有影响。 （3）根据动能定理 所以 碰撞中动量守恒 整理得 （4）碰撞中动能保持不变 整理得 四、解答题 13．（本题10分）今年冬天哈尔滨吸引着全国各地的游客，在哈尔滨的某一公园内，有一个冰滑梯，如图所示，曲面滑道与水平滑道在O点平滑连接，滑梯顶端高度h=5m。小孩乘坐冰车由静止开始从滑道顶端出发，经过O点后与处于静止状态的家长所坐的冰车发生碰撞，碰撞后两冰车（包含小孩和家长）一起共同运动。已知小孩和冰车的总质量m=30kg，家长和冰车的总质量为M=60kg，人与冰车均可视为质点，不计一切摩擦阻力，取重力加速度，求： (1)小孩乘坐冰车经过O点时速度v的大小； (2)碰撞过程中两冰车（包含小孩和家长）组成的系统损失的机械能。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对小孩和冰车从出发到O点用动能定理有 解得 （2）对碰撞过程用动量守恒定律有 解得 碰撞过程中两冰车（包含小孩和家长）组成的系统损失的机械能为 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 $ 高中物理单元测试 —— 第一章 动量与动量守恒定律（较易版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列关于冲量的说法中正确的是（    ） A．冲量是矢量 B．冲量的单位是焦耳 C．当力与位移垂直时，该力的冲量为零 D．一个力作用在物体上，物体保持不动，则该力的冲量为零 2．（本题4分）对于一个质量不变的物体，下列说法正确的是（　　） A．物体的动能发生变化，其动量一定变化 B．物体的动能发生变化，其动量不一定变化 C．物体的动量发生变化，其动能一定变化 D．物体的动量发生变化，其动能一定不变化 3．（本题4分）如图所示，在某次飞行表演中，飞机在空中拉出了一个漂亮的圆圈。设飞机的质量为m，在竖直面内做匀速圆周运动的速率为v，在飞机转过60°的过程中，飞机受到合力冲量的大小为（　　） A． B． C． D． 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）如图，一质量为2kg的物体只在力F的作用下由静止开始运动，则下列说法正确的是（　　） A．0~4s内力F的冲量为4kg·m/s B．2s末物体的速度方向改变 C．4s末物体速度为0 D．2s末、6s末物体的速度相同 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）如图所示，2025世界女子冰壶锦标赛某次比赛中甲冰壶以速度与静止的乙冰壶发生正碰，碰撞后瞬间乙冰壶的速度变为，已知两冰壶完全相同，质量均为，则下列说法正确的是（　　） A．碰撞后瞬间，甲冰壶的速度大小为 B．碰撞后瞬间，甲冰壶的动量大于乙冰壶 C．碰撞后瞬间，甲冰壶的速度方向与方向相反 D．碰撞过程中两冰壶的动量变化相同 二、多选题 8．（本题6分）将一枚鸡蛋从离地面3.2m处由静止释放，分别落到海绵垫和水泥地上，鸡蛋与两者撞击后速度均变为零，不计空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A．鸡蛋即将落到水泥地时的速度为8m/s B．鸡蛋落到水泥地上容易破碎，是因为水泥地对鸡蛋的冲量大 C．鸡蛋落到水泥地上容易破碎，是因为鸡蛋落在水泥地的动量变化大 D．鸡蛋落到海绵垫不容易破碎，是因为鸡蛋落在海绵垫上的动量变化率小 9．（本题6分）如图甲所示，静止在光滑水平面上的物块A、B通过轻弹簧连接在一起，初始时轻弹簧处于原长。现使A获得一水平向右的瞬时速度，并从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，已知物块A的质量为2kg，下列说法正确的是（　　） A．时刻，弹簧的弹性势能为2J B．时刻，弹簧处于原长 C．~时间内，物块A做加速度逐渐增大的加速运动 D．物块B的质量为4kg 10．（本题6分）如图所示，光滑水平面上有一质量、长的薄木板，右端处有一高的平台。一质量的小猫，从木板端缓慢走到端，稍作停顿后以某一速度起跳，刚好从平台左侧点沿水平方向跳到平台上。已知重力加速度大小，小猫可视为质点。下列说法正确的是（　　） A．小猫起跳时距离平台的水平距离为 B．小猫起跳时速度方向与水平方向夹角的正切值为2.5 C．小猫起跳时木板相对地面的速度大小为 D．小猫起跳过程中所消耗的能量为 三、实验题 11．（本题6分）某物理兴趣小组利用如图所示的装置探究动量守恒定律。是倾角大小可以调节的长木板，是气垫导轨，长木板与气垫导轨平滑连接，光电门1与光电门2固定在气垫导轨上。 (1)打开气垫导轨的气源，将质量为m、直径为的小球a从长木板上的位置由静止释放，若小球a通过光电门1的挡光时间______（填“大于”“小于”或“等于”）小球a通过光电门2的挡光时间，则表明气垫导轨已调至水平位置。 (2)将质量为M、直径为的小球b静置于气垫导轨上的位置，使小球a从长木板上的位置由静止释放、小球a先、后通过光电门1的挡光时间分别为与，小球b通过光电门2的挡光时间为。由题可知，小球a的质量m应______（填“大于”“小于”或“等于”）小球b的质量M；若小球a、b碰撞过程中，关系式______（用题中给出的物理量表示）成立，则两小球碰撞过程中动量守恒。 12．（本题9分）某实验小组的同学利用实验室中的斜槽和一个带粗糙凹槽的长木板CD（长木板凹槽截面如图中右侧所示），设计了如下方案探究碰撞中的不变量，调整斜槽末端水平且与凹槽底端在同一水平线上，质量为m1的小球A从斜槽上由静止释放后滑上长木板，在长木板的凹槽上滑行x0距离后停止；再将相同材料且质量为m2的空心小球B置于长木板的左端点C，再次让小球A从斜槽上由静止释放，小球A与B碰撞后，都向右滑过C点，小球A沿凹槽滑行的距离为x1，小球B沿凹槽滑行的距离为x2。 (1)小球B选择空心小球的原因是____。 (2)第二次释放小球A时除由静止释放外，还需注意________，斜槽的光滑程度对实验结果____（选填“有”或“没有”）影响。 (3)若满足关系式__________，则验证了小球A和B在碰撞中动量守恒。（用题目中给出的物理量表示） (4)若满足关系式__________，则验证了小球A和B在碰撞中动能保持不变。（用题目中给出的物理量表示） 四、解答题 13．（本题10分）今年冬天哈尔滨吸引着全国各地的游客，在哈尔滨的某一公园内，有一个冰滑梯，如图所示，曲面滑道与水平滑道在O点平滑连接，滑梯顶端高度h=5m。小孩乘坐冰车由静止开始从滑道顶端出发，经过O点后与处于静止状态的家长所坐的冰车发生碰撞，碰撞后两冰车（包含小孩和家长）一起共同运动。已知小孩和冰车的总质量m=30kg，家长和冰车的总质量为M=60kg，人与冰车均可视为质点，不计一切摩擦阻力，取重力加速度，求： (1)小孩乘坐冰车经过O点时速度v的大小； (2)碰撞过程中两冰车（包含小孩和家长）组成的系统损失的机械能。 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 $