高中物理单元测试——第一章动量与动量守恒定律（适中版02）

高中物理单元测试 —— 第一章 动量与动量守恒定律（适中版02）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列说法正确的是（　　） A．一对相互作用力的总冲量一定为零 B．一对相互作用的摩擦力的总功一定为零 C．物体动量变化量为负，则物体动量大小在减小 D．力冲量的正负表示方向，力做功的正负表示大小 2．（本题4分）冬奥会速滑比赛中，甲、乙两运动员的质量分别为m1和m2，若他们的动能相等，则甲、乙动量大小之比是（　　） A． B． C．m1：m2 D．m2：m1 3．（本题4分）在足球场上，一质量为m=0.5 kg的足球朝运动员以v0=10 m/s的水平速度迎面而来，然后运动员将足球以v=10 m/s的速度反方向踢回，规定足球被踢回的方向为正方向。下列说法正确的是（     ） A．足球动量的变化量为0 B．运动员对足球的冲量为-10 N·s C．运动员对足球做功为50 J D．运动员对足球不做功 4．（本题4分）如图所示，小车停在光滑的桌面上，车上固定一个用胶塞塞住封口的试管。试管内充满空气，用车上的酒精灯加热试管尾端。当试管内的空气达到一定温度时，胶塞从试管口喷出，以整个装置为系统，下列说法正确的是（　　） A．水平方向动量守恒，机械能守恒 B．水平方向动量守恒，机械能不守恒 C．水平方向动量不守恒，机械能守恒 D．水平方向动量不守恒，机械能不守恒 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）工人拉着一辆质量为M的板车以水平速度匀速前进。此时突降大雨但无风，根据气象部门信息，地表附近单位面积单位时间内接收雨水质量为Q，雨水速度为。板车装载的上表面积为S的箱子会持续承接雨水，车头受雨水冲击及地面摩擦力改变可忽略。为维持匀速，工人对车拉力大小需增加（    ） A． B． C． D． 7．（本题4分）如图是一个碰球游戏的示意图，在水平桌面上固定一个圆心为O、半径为R的内壁光滑管形圆轨道。质量分别为m和2 m的A、B两个可视为质点的小球（球直径略小于管内径且管内径远小于R），开始时B球静止于轨道上的a点，A球以初速度v沿顺时针方向运动，与B球发生第一次弹性碰撞。从第一次碰撞结束到第二次碰撞开始所用的时间为（　　） A． B． C． D． 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 10．（本题6分）小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车的另一端，如图所示。已知车、人、枪和靶的总质量为M（不含子弹），每颗子弹的质量为m，共n发，打靶时，枪口到靶的距离为d，若每发子弹打入靶中就留在靶里，且待前一发子弹打入靶中后再打下一发。则以下说法正确的是（　　） A．待打完n发子弹后，小车将以一定的速度向右匀速运动 B．待打完n发子弹后，小车应停在射击之前位置的右侧 C．在每一发子弹的射击过程中，小车所运动的位移相同，大小均为 D．在每一发子弹的射击过程中，小车所运动的位移不相同 三、实验题 11．（本题6分）为了验证动量守恒定律，某实验小组的同学设计了如图1所示的实验装置，将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好。滑块1上装有撞针，滑块2上装有橡皮泥（如图2所示），它们的上端装有宽度均为的遮光片，测得滑块1、2（包含遮光片、撞针、橡皮泥）的质量分别为和。 (1)打开气泵，调节气垫导轨，将一个滑块放在气垫导轨左端，向右轻推滑块，滑块通过光电门1、2的时间分别为、，当t1________t2（选填“<；”“=”或“>；”）时，可认为气垫导轨水平； (2)将滑块1放在光电门1左侧，将滑块2放在光电门2的右侧，轻推两滑块，使它们相向运动并在两光电门之间的某位置发生碰撞，碰前光电门1、2记录的挡光时间分别为、且，碰后光电门1记录了两个挡光时间均为，光电门2无数据输出。可判断出________（选填“<；”“=”或“>；”），在误差允许的范围内，若满足关系式________（用本小题给出的符号表示），则表明两滑块碰撞过程中动量守恒。 12．（本题9分）某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。先让球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上通过复写纸在白纸上呈现出小球下落的压痕，重复若干次；再把球（半径与球相同）静止放在斜槽轨道水平部分的末端（斜槽水平部分已调水平），让球仍从原固定点由静止开始滚下，与球相碰后两球分别落在白纸上的不同位置处，如此重复多次。 (1)本实验必须测量的物理量有________。 A．小球、的质量、 B．释放小球的位置到斜槽水平轨道的高度 C．、小球在平抛运动中的下落高度 D．白纸上点到、、各点的距离、、 E．小球、在离开斜槽水平轨道末端后平抛运动的时间 (2)小球与小球的质量应该满足关系________（选填“>”“<”或“=”）。 (3)、两小球碰撞后它们在空中下落的时间________（选填“相等”或“不相等”）。 (4)实验需要验证动量守恒定律成立的表达式是________（用以上的符号表示）；若、两小球在碰撞过程中没有机械能损失，则、两点间的距离________（选填“小于”“等于”或“大于”）、两点间的距离。 四、解答题 13．（本题10分）在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为的两个小球，M向右以的速度与静止的m发生碰撞，碰撞后两球粘到了一起，一起沿光滑的圆弧轨道AB运动，最终从B点平抛出去，已知圆弧轨道的半径，重力加速度为g。求： (1)碰撞后两球共同运动的速度大小； (2)在B点的速度大小。 14．（本题13分）如图所示，质量为m1＝2 kg的圆弧槽B静止在光滑水平地面上，光滑的圆弧面与地面相切，圆弧所对应的圆心角为60°，半径为R＝1 m。质量为m2＝1 kg的小球A以一定的初速度从左向右运动恰好冲到圆弧最高点，小球A在圆弧槽B上滑动的总时间为1 s，重力加速度为g＝10 m/s2，求： (1)小球A的初速度v0的大小； (2)小球A在圆弧槽上滑动的过程中，B向前运动的位移大小xB； (3)小球A回到圆弧槽最低点时对圆弧槽的压力。 15．（本题16分）如图所示，一质量的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一质量可视为质点的小木块A，现A和B以大小为的共同初速度向左运动。一与长木板等高，前端有胶，质量为，长度的短木板C，以的向右初速度水平撞击长木板并粘为一体，撞击时间极短，A始终没有滑离B、C，A和B、C间的动摩擦因数均为0.5，g取。求： (1)C与B撞击后的速度大小； (2)从C与B撞击到A、B、C具有共同速度所需的时间； (3)长木板B至少要多长。 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（适中版02）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）下列说法正确的是（　　） A．一对相互作用力的总冲量一定为零 B．一对相互作用的摩擦力的总功一定为零 C．物体动量变化量为负，则物体动量大小在减小 D．力冲量的正负表示方向，力做功的正负表示大小 【答案】A 【详解】A．相互作用力总等大反向，同时存在，根据冲量的定义，可知一对相互作用力的冲量大小相等，方向相反，故总冲量一定为零，故A正确； B．相互作用力发生的位移不一定相同，故一对相互作用的摩擦力的总功不一定为零，故B错误； C．动量变化量是矢量，负号代表与规定的正方向相反，并不代表动量在减小，故C错误； D．冲量是矢量，正负表示方向，功的正负表示力作用的效果，正功表示动力做功，负功表示阻力做功，故D错误。 故选 A。 2．（本题4分）冬奥会速滑比赛中，甲、乙两运动员的质量分别为m1和m2，若他们的动能相等，则甲、乙动量大小之比是（　　） A． B． C．m1：m2 D．m2：m1 【答案】A 【详解】由动能表达式Ek=mv2和动量大小表达式p=mv，可得 p= 二者动能相等，所以甲、乙动量大小之比为 故选A。 3．（本题4分）在足球场上，一质量为m=0.5 kg的足球朝运动员以v0=10 m/s的水平速度迎面而来，然后运动员将足球以v=10 m/s的速度反方向踢回，规定足球被踢回的方向为正方向。下列说法正确的是（     ） A．足球动量的变化量为0 B．运动员对足球的冲量为-10 N·s C．运动员对足球做功为50 J D．运动员对足球不做功 【答案】D 【详解】AB．规定足球被踢回的方向为正方向，则初速度，末速度，动量变化量 该结果不是，由动量定理，运动员对足球的冲量，故AB错误。 CD．运动员对足球做的功等于足球动能的变化量，由动能定理得== 即运动员对足球不做功，故C错误，D正确。 故选D。 4．（本题4分）如图所示，小车停在光滑的桌面上，车上固定一个用胶塞塞住封口的试管。试管内充满空气，用车上的酒精灯加热试管尾端。当试管内的空气达到一定温度时，胶塞从试管口喷出，以整个装置为系统，下列说法正确的是（　　） A．水平方向动量守恒，机械能守恒 B．水平方向动量守恒，机械能不守恒 C．水平方向动量不守恒，机械能守恒 D．水平方向动量不守恒，机械能不守恒 【答案】B 【详解】以整个装置为系统，水平方向的合外力为0，所以水平方向动量守恒。但由于要产生内能，所以机械能不守恒。 故选B。 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）工人拉着一辆质量为M的板车以水平速度匀速前进。此时突降大雨但无风，根据气象部门信息，地表附近单位面积单位时间内接收雨水质量为Q，雨水速度为。板车装载的上表面积为S的箱子会持续承接雨水，车头受雨水冲击及地面摩擦力改变可忽略。为维持匀速，工人对车拉力大小需增加（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】单位时间落入箱子的雨水质量为。车水平方向匀速，雨水落入箱中后在水平方向由静止变为速度，对单位时间内落入箱中的雨水用水平方向动量定理，有 根据牛顿第三定律，雨水对车的水平阻力大小为，工人要增大的拉力用于平衡该水平阻力，所以拉力增加量为，故A正确。 故选A。 7．（本题4分）如图是一个碰球游戏的示意图，在水平桌面上固定一个圆心为O、半径为R的内壁光滑管形圆轨道。质量分别为m和2 m的A、B两个可视为质点的小球（球直径略小于管内径且管内径远小于R），开始时B球静止于轨道上的a点，A球以初速度v沿顺时针方向运动，与B球发生第一次弹性碰撞。从第一次碰撞结束到第二次碰撞开始所用的时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】第一次碰撞，根据动量守恒定律有 根据碰撞前后机械能守恒定律有 解得， 可知，从第一次碰撞结束到第二次碰撞开始所用的时间，故ABD错误、C正确。 故选C。 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。 10．（本题6分）小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车的另一端，如图所示。已知车、人、枪和靶的总质量为M（不含子弹），每颗子弹的质量为m，共n发，打靶时，枪口到靶的距离为d，若每发子弹打入靶中就留在靶里，且待前一发子弹打入靶中后再打下一发。则以下说法正确的是（　　） A．待打完n发子弹后，小车将以一定的速度向右匀速运动 B．待打完n发子弹后，小车应停在射击之前位置的右侧 C．在每一发子弹的射击过程中，小车所运动的位移相同，大小均为 D．在每一发子弹的射击过程中，小车所运动的位移不相同 【答案】BC 【详解】AB．车、人、枪、靶和n颗子弹组成的系统动量守恒，系统初动量为零，故末动量也为零，子弹打完后，小车不可能向右匀速运动；每射击一次，小车都会右移，所以子弹打完后，小车停在射击之前位置的右侧，故A错误，B正确； CD．每发子弹打入靶中就留在靶里，且待前一发打入靶中后再打下一发，因此每次射击，以一颗子弹和车、人、枪、靶、颗子弹为研究对象，以向左为正方向，根据动量守恒定律有 由位移关系有 解得 故C正确，D错误。 故选BC。 三、实验题 11．（本题6分）为了验证动量守恒定律，某实验小组的同学设计了如图1所示的实验装置，将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上，光电门1和光电门2相隔适当距离安装好。滑块1上装有撞针，滑块2上装有橡皮泥（如图2所示），它们的上端装有宽度均为的遮光片，测得滑块1、2（包含遮光片、撞针、橡皮泥）的质量分别为和。 (1)打开气泵，调节气垫导轨，将一个滑块放在气垫导轨左端，向右轻推滑块，滑块通过光电门1、2的时间分别为、，当t1________t2（选填“<；”“=”或“>；”）时，可认为气垫导轨水平； (2)将滑块1放在光电门1左侧，将滑块2放在光电门2的右侧，轻推两滑块，使它们相向运动并在两光电门之间的某位置发生碰撞，碰前光电门1、2记录的挡光时间分别为、且，碰后光电门1记录了两个挡光时间均为，光电门2无数据输出。可判断出________（选填“<；”“=”或“>；”），在误差允许的范围内，若满足关系式________（用本小题给出的符号表示），则表明两滑块碰撞过程中动量守恒。 【答案】(1)= (2) < 【详解】（1）滑块做匀速直线运动，因此其通过光电门1、2的时间相等。 （2）[1]碰后光电门1记录了两个挡光时间均为，因此两个滑块碰撞后一起向左运动，故滑块1的质量小于滑块2的质量； [2]碰撞前，滑块1和滑块2的速度大小分别为和 碰撞后，两滑块一起的速度大小为 若动量守恒，则有 代入速度的表达式推导得 12．（本题9分）某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。先让球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上通过复写纸在白纸上呈现出小球下落的压痕，重复若干次；再把球（半径与球相同）静止放在斜槽轨道水平部分的末端（斜槽水平部分已调水平），让球仍从原固定点由静止开始滚下，与球相碰后两球分别落在白纸上的不同位置处，如此重复多次。 (1)本实验必须测量的物理量有________。 A．小球、的质量、 B．释放小球的位置到斜槽水平轨道的高度 C．、小球在平抛运动中的下落高度 D．白纸上点到、、各点的距离、、 E．小球、在离开斜槽水平轨道末端后平抛运动的时间 (2)小球与小球的质量应该满足关系________（选填“>”“<”或“=”）。 (3)、两小球碰撞后它们在空中下落的时间________（选填“相等”或“不相等”）。 (4)实验需要验证动量守恒定律成立的表达式是________（用以上的符号表示）；若、两小球在碰撞过程中没有机械能损失，则、两点间的距离________（选填“小于”“等于”或“大于”）、两点间的距离。 【答案】(1)AD (2)> (3)相等 (4) 等于 【详解】（1）实验中斜槽轨道末端到水平地面的高度不变，a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h不变，小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间t相等，设碰撞前a小球的速度为，碰撞后a、b两小球的速度分别为、，如果碰撞过程动量守恒，规定向右为正方向，则有 两边同时乘以时间t得 即得 因此实验需要测量两球的质量，两球做平抛运动的水平位移。 故选AD。 （2）为防止入射球a与被碰球b碰后反弹，则要求入射球a的质量要大于被碰球b的质量，即 （3）碰撞后两小球做平抛运动，高度相同，所以运动时间相等。 （4）[1]由（1）分析可知，实验需要验证动量守恒定律成立的表达式是 [2]若a、b两小球在碰撞过程中没有机械能损失，根据动量守恒定律，有 整理得 根据机械能守恒定律，有 整理得 将代入上式，得 两边同时乘以时间t得 即得 整理得 所以、两点间的距离等于、两点间的距离。 四、解答题 13．（本题10分）在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为的两个小球，M向右以的速度与静止的m发生碰撞，碰撞后两球粘到了一起，一起沿光滑的圆弧轨道AB运动，最终从B点平抛出去，已知圆弧轨道的半径，重力加速度为g。求： (1)碰撞后两球共同运动的速度大小； (2)在B点的速度大小。 【答案】(1)10m/s (2)6m/s 【详解】（1）两球碰撞过程动量守恒，根据动量守恒定律有 代入数据解得 （2）从两球碰撞后粘到了一起到一起运动到B点，根据机械能守恒定律有 代入数据解得 14．（本题13分）如图所示，质量为m1＝2 kg的圆弧槽B静止在光滑水平地面上，光滑的圆弧面与地面相切，圆弧所对应的圆心角为60°，半径为R＝1 m。质量为m2＝1 kg的小球A以一定的初速度从左向右运动恰好冲到圆弧最高点，小球A在圆弧槽B上滑动的总时间为1 s，重力加速度为g＝10 m/s2，求： (1)小球A的初速度v0的大小； (2)小球A在圆弧槽上滑动的过程中，B向前运动的位移大小xB； (3)小球A回到圆弧槽最低点时对圆弧槽的压力。 【答案】(1) m/s (2) m (3)25N，方向竖直向下 【详解】（1）小球恰好冲到圆弧最高点时，A、B水平方向共速，设共同速度为。水平方向系统动量守恒 系统机械能守恒，小球上升高度， 代入已知数据，联立解得 （2）从开始运动到A从B滑下，A、B组成的系统水平方向上动量守恒 等式两边同时乘以，再累加得 即 小球A从圆弧槽左端滑上到滑回最低点的全过程，相对于圆弧槽B的水平位移为0，因此对地位移满足 解得 （3）由动量守恒定律和能量守恒定律得， 求得， A回到圆弧槽最低点时，由牛顿第二定律得 且 求得 由牛顿第三定律得小球A回到圆弧槽最低点时对圆弧槽的压力，方向竖直向下。 15．（本题16分）如图所示，一质量的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一质量可视为质点的小木块A，现A和B以大小为的共同初速度向左运动。一与长木板等高，前端有胶，质量为，长度的短木板C，以的向右初速度水平撞击长木板并粘为一体，撞击时间极短，A始终没有滑离B、C，A和B、C间的动摩擦因数均为0.5，g取。求： (1)C与B撞击后的速度大小； (2)从C与B撞击到A、B、C具有共同速度所需的时间； (3)长木板B至少要多长。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）取向右为正方向，由于C和B碰撞时间极短，对C、B系统由动量守恒定律 解得 （2）从C和B碰撞到A、B、C共速，对A、B、C系统由动量守恒定律 解得 对A由动量定理有 解得 （或者另一解法） 对A由牛顿第二定律有 解得 解得 （3）对C和B碰撞后的A、B、C系统由能量守恒定律有 解得A与B、C面之间由于摩擦产生的热量为 由功能关系有 解得 由于 解得 所以木板B至少长。 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 $