第1章 章末质量检测（一）（PPT课件）-【满分思维·同步精炼】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册同步测试配套课件（人教版）

章末质量检测（一） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符 合题目要求） 1. 已知飞行器连同人和装备的总质量为M，发动机在时间t内喷出燃料的质量为 m，m≪M，重力加速度为g。如图，要使飞行器能在空中悬停，则燃料喷射的速 度应为（　　） A. Gt B. C. D. 解析：由于m≪M，要使飞行器能在空中悬停，燃料对飞行器的反冲力应为Mg， 由牛顿第三定律可知，飞行器对燃料的作用力也为Mg，设燃料喷射的速度为v， 由动量定理可知Mgt＝mv，解得v＝，故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 2. （2026·浙江温州高二期末）如图所示，一高空作业的工人重为600 N，身上 系一条长L＝5 m的安全带。若工人不慎跌落，当安全带伸直后，工人在安全带 的保护下转危为安。为了简化问题，将工人视为质点且跌落后始终沿竖直方向 运动，该安全带的缓冲时间t＝1 s，完成缓冲后工人在空中静止。重力加速度g取 10 m/s2，不计空气阻力，以竖直向上为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 缓冲过程中，重力对人的冲量为1 200 N·s B. 缓冲过程中，人的动量变化量为－600 kg·m/s C. 缓冲过程中，安全带对人的冲量为1 200 N·s D. 缓冲过程中，安全带对人的平均作用力为1 800 N √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析：以竖直向上为正方向，缓冲阶段重力冲量I0＝－Gt，即I0＝－600 N·s，A 错误；安全带刚伸直时工人速度大小v＝，v＝10 m/s，缓冲过程动量变化 量Δp＝0－（－mv），代入计算得Δp＝600 kg·m/s，B错误；根据动量定理I＋I0 ＝Δp，解得I＝1 200 N·s，C正确；由I＝Ft可得安全带对人的平均作用力F＝1 200 N，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3. （2026·山东烟台高二期中）2026年1月19日9点34分，神舟二十号载人飞船返 回舱成功着陆。在降落伞的作用下，返回舱竖直匀速降落，当距地面1 m高时， 缓冲发动机开始竖直向下以一定的速度喷气，使返回舱做匀减速直线运动，到 达地面时速度恰好为零。已知返回舱的总质量为M，缓冲发动机喷气口的总面积 为S，喷出气体密度为ρ、流量（单位时间喷出气体的体积）为Q，重力加速度大 小为g，忽略返回舱质量的变化，返回舱速度对喷出气体的速度影响忽略不计， 则返回舱匀减速运动过程中的加速度大小为（　　） 　 A. B. C. －g D. －g √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析：对返回舱受力分析，根据其做匀减速运动，可得气体对返回舱的作用力 与加速度满足F－Mg＝Ma；对气体，应用动量定理，设喷出气体的流速为v，以 竖直向下为正方向，则F't＝ρQtv－0，气体的流量与流速满足Q＝，解得F'＝ ，由牛顿第三定律F＝F'，联立可得返回舱匀减速过程中的加速度大小a＝ －g，A、B、C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4. （2026·山东济南高二统考）如图所示，木块A和B质量均为2 kg，置于光滑水 平面上，B与一轻质弹簧的一端相连，弹簧另一端固定在竖直挡板上，当A以4 m/s的速度向B撞击时，由于有橡皮泥，两木块粘在一起运动，那么弹簧被压缩 到最短时，具有的弹性势能大小为（　　） A. 4 J B. 8 J C. 16 J D. 32 J 解析：A与B碰撞过程动量守恒，有mAvA＝（mA＋mB ）vAB，所以vAB＝＝2 m/s。当弹簧被压缩至最短时，A、B的动能完全转化成弹簧的弹性势能，所以Ep ＝（mA＋mB）＝8 J。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5. 质量为m的人站在质量为M、长为5米的静止小船的右端，小船的左端靠在岸 边（如图所示），当他向左走到船的左端时，船左端离岸的距离是1.25米，则 （　　） A. M＝2m B. M＝3m C. M＝4m D. M＝5m 解析：设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为v'，人从船的右端走到左 端所用时间为t，人、船位移大小分别为l1、l2，则v＝，v'＝＝，规定向右 为正方向，根据动量守恒定律得M＝m，即Ml2＝m（l－l2），l＝5 m，l2＝ 1.25 m，则M＝3m，故B正确。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 6. 如图所示，一沙袋用轻细绳悬于O点，开始时沙袋处于静止状态，此后用弹 丸以水平速度击中沙袋后均未穿出。第一个弹丸的速度为v1，打入沙袋后二者共 同摆动的最大摆角为30°。当其第一次返回图示位置时，第二个弹丸以水平速 度v2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°。若弹丸质量是沙袋质量 的，则以下结论中正确的是（　　） A. v1＝v2 B. v1∶v2＝41∶42 C. v1∶v2＝42∶41 D. v1∶v2＝41∶83 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析：根据摆动过程中机械能守恒和两次击中沙袋摆的角度相等可知，两次击 中沙袋后整体的速度相同，设为v，用M表示沙袋的质量，m表示弹丸的质量， 由动量守恒定律，第一次有mv1＝（M＋m）v，第二次有mv2－（M＋m）v＝（M ＋2m）v，比较两式可以解得v1∶v2＝41∶83，故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 7. 如图所示，将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，半圆槽的左侧有一固定在 水平面上的物块。今让一小球自左侧半圆槽口A的正上方从静止开始落下，与半 圆槽相切自A点进入半圆槽内，则以下结论中正确的是（　　） A. 小球在半圆槽内由A向B运动做圆周运动，由B向C运动也做 圆周运动 B. 小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方 向动量守恒 C. 小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆 槽在水平方向动量守恒 D. 小球离开C点以后，将做竖直上抛运动 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析：小球在半圆槽内由A向B运动时，由于半圆槽的左侧有一固定在水平面上 的物块，半圆槽不会向左运动，则小球机械能守恒，从A到B做圆周运动，小球 与半圆槽组成的系统在水平方向上动量不守恒，从B到C运动的过程中，半圆槽 向右运动，小球与半圆槽组成的系统在水平方向上动量守恒，则从B到C小球的 运动不是圆周运动，故A、B错误，C正确；小球自由下落到B点的过程中由机械 能守恒定律可得mgh＝mv2，从B到C过程中小球与半圆槽组成的系统在水平方向 上动量守恒，因此有mv＝（m＋M）v1，因此小球离开C点以后，既有竖直向上 的分速度，又有水平分速度v1，小球做斜上抛运动，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合 题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. （2025·湖北黄冈高二检测）一辆总质量为M（含人和沙包）的雪橇在水平光 滑冰面上以速度v匀速行驶。雪橇上的人每次以相同的速度3v（对地速度）向行 驶的正前方抛出一个质量为m的沙包。抛出第一个沙包后，雪橇的速度减为原来 的。下列说法正确的是（　　） A. 每次抛出沙包前后，人的动量守恒 B. 雪橇有可能与抛出的沙包发生碰撞 C. 雪橇的总质量M与沙包的质量m满足M∶m＝11∶1 D. 抛出第四个沙包后雪橇会后退 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析：每次抛出沙包前后，雪橇、人和抛出的沙包总动量守恒，人的动量不守 恒，故A错误；抛出沙包后，雪橇沿沙包速度方向的速度不会超过v，不可能与 抛出的沙包发生碰撞，故B错误；规定雪橇的初速度方向为正方向，对抛出第一 个沙包前后的过程分析，根据动量守恒定律有Mv＝（M－m）·v＋m·3v，得M＝ 11m，故C正确；抛出第四个沙包后雪橇速度为v1，由全过程动量守恒得Mv＝ （M－4m）v1＋4m·3v，将M＝11m代入得v1＝－，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9. 带有光滑圆弧轨道、质量为m的小车静止置于光滑水平面上，如图所示，一 质量也为m的小球以速度v0水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的 左端，则（　　） A. 小球以后将向左做平抛运动 B. 小球将做自由落体运动 C. 此过程小球对小车做的功为m D. 小球在光滑圆弧轨道上上升的最大高度为 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析：小球上升到最高点时与小车相对静止，有共同速度v'，由动量守恒定律和 机械能守恒定律有mv0＝2mv'，m＝2×mv'2＋mgh，联立解得h＝，故D错 误；从小球滚上到滚下并离开小车，系统在水平方向上的动量守恒，由于无摩 擦力做功，机械能守恒，此过程类似于弹性碰撞，作用后两者交换速度，即小 球速度变为零，开始做自由落体运动，故A错误，B、C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10. （2026·浙江丽水高二质检）如图所示，质量为m1＝0.95 kg 的小车A静止在 光滑地面上，一质量为m2＝0.05 kg的子弹以v0＝100 m/s的速度击中小车A，并 留在其中，作用时间极短。一段时间后小车A与另外一个静止在其右侧的、质量 为m3＝4 kg的小车B发生正碰，小车B的左侧有一固定的轻质弹簧。碰撞过程 中，弹簧始终未超弹性限度，则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧最大的弹性势能为10 J B. 小车A与子弹的最终速度大小为5 m/s C. 小车B的最终速度大小为1 m/s D. 整个过程损失的机械能为237.5 J √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析：子弹射入小车A的过程中，子弹和小车A组成的系统动量守恒，规定向右 为正方向，根据动量守恒定律有m2v0＝（m2＋m1）v1，解得v1＝ m/s＝5 m/s，当弹簧最短时，弹性势能最大，此时子弹、小车A以及小车B共速，根据动 量守恒定律有（m2＋m1）v1＝（m3＋m1＋m2）v共，代入数据解得v共＝1 m/s，根 据能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能Ep＝（m1＋m2）－（m1＋m2＋ m3）＝10 J，故A正确；设小车A与子弹最终速度为v3，小车B最终速度为 v4，根据动量守恒定律有（m1＋m2）v1＝（m1＋m2）v3＋m3v4，根据能量守恒定 律有（m1＋m2）＝（m1＋m2）＋m3，代入数据解得v3＝－3 m/s，v4 ＝2 m/s，故B、C错误；整个过程中损失的机械能为子弹打入小车A过程中损失的机械能，根据能量守恒定律有ΔE＝m2－（m1＋m2）＝237.5 J，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. （8分）某实验小组设计了如图甲所示的实验装置测速度并验证动量守 恒定律。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （1）图甲中水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电门1和光电门2，它们与数 字计时器相连，弹性滑块A、B质量分别为mA、mB，两遮光片沿运动方向的宽度 均为d，利用游标卡尺测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度 d＝ cm。 解析：游标卡尺的精度为0.05 mm，遮光片的宽度d＝0.5 cm＋0.05×9 mm＝ 0.545 cm。 （2）实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动，则mA、mB应满足的关系是mA ⁠ （选填“大于”“等于”或“小于”）mB。 解析：A和B发生弹性碰撞，若用质量大的A碰质量小的B，则不会发生反弹。 0.545 大 于 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （3）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块A，测得A通过光电门1的遮 光时间为t1＝0.01 s，A与B相碰后，B和A先后经过光电门2的遮光时间分别为t2 和t3，碰前A的速度大小为vA＝ m/s。 解析：滑块经过光电门时挡住光的时间极短，则平均速度可近似替代滑块的瞬 时速度，则碰前A的速度vA＝＝0.545 m/s。 0.545 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （4）在实验误差允许的范围内，若满足关系式 （用字母 mA、mB、t1、t2、t3表示），则可认为验证了动量守恒定律。 解析：碰后A的速度vA'＝，碰后B的速度vB'＝，由动量守恒定律有mAvA＝ mAvA'＋mBvB'，化简可得表达式＝＋。 ＝＋ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 12. （8分）某同学用如图甲所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让小球a从 斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下痕迹， 重复10次；然后再把小球b静置在斜槽轨道末端，让小球a仍从原固定点由静止开 始滚下，和小球b相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。回答 下列问题。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （1）在安装实验器材时斜槽的末端应 ⁠。 解析：小球离开轨道后应做平抛运动，所以在安装实验器材时斜槽的末端必须 保持水平，才能使小球做平抛运动。 （2）小球a、b质量ma、mb的大小关系应满足ma mb，两球的半径应满足 ra rb。（以上两空均选填“＞”“＜”或“＝”） 解析：为防止在碰撞过程中入射小球被反弹，入射小球a的质量ma应该大于被碰 小球b的质量mb。为保证两个小球的碰撞是对心碰撞，两个小球的半径应相等。 保持水平 ＞ ＝ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （3）本实验中小球平均落地点的位置距O点的距离如图乙所示，小球a、b碰后 的平均落地点依次是图乙中的 点和 点。 解析：由题图甲所示装置，小球a和小球b相碰后，根据动量守恒定律和能量守恒 定律可知小球b的速度大于小球a的速度。由此可判断碰后小球a、b的落点位置分 别为A、C点。 A C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析：小球下落高度一样，所以在空中的运动时间t相等，若碰撞过程满足动量 守恒，则应有mav0＝mava＋mbvb，两边同乘以时间t可得mav0t＝mavat＋mbvbt，即有 ma＝ma＋mb，故B正确。 （4）在本实验中，验证动量守恒的式子是下列选项中的 ⁠。 A. ma＝ma＋mb B. ma＝ma＋mb C. ma＝ma＋mb B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13. （10分）（2025·山东泰安高二统考）如图所示，质量分别为3 kg、2 kg的两 物块A、B中间夹一被压缩的轻质弹簧（与物块不连接），用一细线固定，整个 系统放在光滑水平面上。在光滑水平地面上有一静止小车，小车内装满沙子， 小车和沙子总质量为4 kg，沙子上表面与物块下表面的竖直高度差为5 m。现烧 断细线，物块B飞出桌面后落到小车上，已知物块B与小车最终的共同速度为v＝ 2 m/s，忽略空气阻力，g取10 m/s2。求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （1）弹簧弹开后，物块A的速度大小；（6分） 答案：4 m/s 解析：设弹簧弹开后物块A的速度大小为vA，物块B的速度大小为vB， 物块A、B与弹簧组成系统在弹簧弹开过程中，由动量守恒定律得 mAvA＝mBvB 物块B与小车组成的系统在作用过程中水平方向动量守恒， 物块B做平抛运动时水平速度不变，则 mBvB＝（mB＋M）v 联立可得 vA＝v＝4 m/s vB＝v＝6 m/s 即弹簧弹开后物块A的速度大小为4 m/s。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （2）弹簧释放的弹性势能。（4分） 答案：60 J 解析：根据能量守恒定律，弹簧的弹性势能等于弹开后物块A、B动能之和， 即Ep＝mA＋mB 代入数据解得Ep＝60 J。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 14. （12分）（2025·江苏盐城高二质检）如图所示，某人用弹性橡皮绳拴住身 体从高空P处自由下落，在空中感受完全失重的滋味。此人质量为50 kg，橡皮绳 原长45 m，人可看成质点，不计空气阻力作用。此人从P点自静止下落到最低点 所用时间t总＝9 s。g取10 m/s2，求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （1）人从P点下落到最低点的过程中，重力的冲量大小；（3分） 答案：4 500 N·s 解析：重力冲量的大小I＝mgt总 代入数据得I＝4 500 N·s。 （2）人下落到橡皮绳刚伸直（原长）时，人的动量大小；（3分） 答案：1 500 kg·m/s 解析：人做自由落体运动，下落45 m高度时，根据运动学公式有v2＝2gh 解得v＝30 m/s 所以此时人的动量大小 p＝mv＝1 500 kg·m/s。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （3）从橡皮绳开始伸直到人下落到最低点的过程中，橡皮绳对人平均作用力大 小。（6分） 答案：750 N 解析：人从下落到橡皮绳正好拉直的时间设为t1，则h＝g 解得t1＝3 s 橡皮绳作用时间t2＝t总－t1＝6 s 由动量定理得（F－mg）t2＝0－（－mv） 解得橡皮绳对人的平均作用力大小为 F＝750 N。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15. （16分）轮滑运动员表演时用到一辆质量为M＝60 kg带光滑槽的车子，如图 所示，车子放在光滑水平地面上，光滑槽的AB部分为位于竖直平面内的圆弧， BC部分水平且距地面的高度为h＝1.25 m，AB与BC相切于B点，质量为m＝40 kg 的轮滑运动员，以水平初速度v0＝10 m/s从车子最右端的C点滑上车子，从A点腾 空而起，最终从C点滑离车子，安全落到地面上，运动员可视为质点，自滑上车 子到落地的运动过程中，没有生物能向机械能的转化，不计空气阻力，重力加 速度g＝10 m/s2。求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （1）运动员相对于BC部分上升的最大高度；（5分） 答案：3 m 解析：运动员到达最高点时，竖直方向的速度为0，水平方向的速度与车子 相同， 运动员与车子组成的系统水平方向动量守恒，由动量守恒定律得 mv0＝（M＋m）v 系统机械能守恒，由机械能守恒定律得 m＝（M＋m）v2＋mgH 解得H＝3 m。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解析：运动员从车子右端滑离车子时，设车子的速度为v1，运动员的速度为v2。 由动量守恒定律得 mv0＝Mv1＋mv2 由机械能守恒定律得 m＝M＋m 解得v1＝＝8 m/s v2＝＝－2 m/s （2）运动员落地时，车子最右端C点与运动员之间的水平距离。（11分） 答案：5 m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 设运动员从滑离C点到落地的时间为t h＝gt2 t＝0.5 s 车子最右端C点与运动员之间的水平距离 x＝v1t＋｜v2｜t＝5 m。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 $