高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册1.3 动量守恒定律的案例分析复习练习题

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1.3动量守恒定律的案例分析同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册一、选择题（共15题）1．A、B两球之间压缩一根轻弹簧，静置于光滑水平桌面上．已知A、B两球质量分别为2m和m。当用板挡住A球而只释放B球时，B球被弹出落于距桌面水平距离为x的水平地面上，如图，问当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，B球的落地点距桌面距离为（　　）A． B．x C．x D．x2．如图所示，50kg的妈妈带着20kg的小孩骑10kg的自行车以3m/s的速度匀速行驶在平直路面上。行驶中小孩从车上跳下来，若小孩在离开车座时的水平速度为零，则此时妈妈和自行车的行驶速度为（　　）A．2m/s B．3m/s C．4m/s D．6m/s3．一人静止于光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可靠的是（　　）A．向后踢腿 B．向后甩手C．脱下衣服或鞋子水平抛出 D．脱下衣服或鞋子竖直向上抛出4．如图所示，在光滑的水平地面上停放着质量为的装有圆弧槽的小车，现有质量也为的小球以的水平速度沿与切线水平的槽口向小车滑去，不计一切摩擦，则（　　）A．在相互作用的过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒B．小球从右侧离开车后，对地将向右做平抛运动C．小球从右侧离开车后，小车的速度有可能大于D．小球从右侧离开车后，对地将做自由落体运动5．质量为，速度为的小球与质量为速度为的小球发生正碰，以下表示小球发生弹性碰撞的一组速度是（       ）A．， B．，C．， D．，6．甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是2m/s，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s和2m/s。求甲、乙两运动员的质量之比（　　）A． B． C． D．7．如图表示水平方向的匀强磁场和竖直方向的匀强电场叠加区域，一个质量是m，带电量是q的质点B恰好能静止在区域中间，另一个质量为2m，带电量也为q的质点A恰好能以某一速度沿着垂直于磁场、电场方向做匀速直线运动，且正好与静止的质点B发生正碰，碰后两质点粘在一起运动，碰撞的过程无电量损失，则下列正确的是A．碰后两质点的运动向下偏且动能增加B．碰后两质点的运动向上偏且动能增加C．碰后两质点的运动向上偏且动能减少D．碰后两质点的运动向下偏且动能减少8．如图所示，光滑的水平地面上有一辆平板上，车上有一个人。原来车和人都静止，当人从左向右行走的过程中，下列说法正确的是（　　）A．人和车组成的系统动量不守恒B．人和车组成的系统机械能守恒C．人行车行，人停车停D．人和车的速度方向相同9．10．一光滑水平地面上静止放着质量为m、半径为R的光滑圆弧轨道，质量也为m小球从轨道最左端的A点由静止滑下（AC为水平直径），重力加速度为g，下列正确的是（　　）A．小球不可能滑到圆弧轨道右端最高端CB．小球向右运动中轨道先向左加速运动，后向右加速运动C．轨道做往复运动，离原先静止位置最大距离为D．B小球通过最低点时速度11．南北向公路上，一辆质量为的小汽车向北以的速度行驶迎面与质量为的小货车正碰，碰后两辆车接在一起向北行驶一段距离，然后停止。据此可判断碰前小货车的速率满足（　　）A．小于 B．大于小于C．大于小于 D．大于小于12．如图所示，A、B、C三个物块的质量均为m，A、B用轻弹簧相连并一起静止在光滑水平面上，现使C以v0的速度向左运动，B与C碰撞时间极短且碰撞后二者粘在一起运动，则（　　）A．A的最大速度为B．B的最大速度为C．弹簧弹性势能的最大值D．弹簧弹性势能的最大值13．如图所示，一枚手榴弹开始时在空中竖直下落，到某位置时爆炸成沿水平方向运动的a、b两块，已知两块同时落地，其中a落地时飞行的水平距离OA大于b落地时飞行的水平距离OB，下列说法中正确的是A．爆炸瞬间a、b两块的速度变化量大小相等B．a、b两块落地时的速度大小相等C．爆炸瞬间a、b两块的动量变化量大小相等D．爆炸瞬间a、b两块的动能变化量相等14．某人站在静浮于水面的船上，从某时刻开始从船头走向船尾，不计水的阻力，那么在这段时间内人和船的运动情况不是（　　）A．人匀速走动，船则匀速后退，且两者的速度大小与它们的质量成反比B．人匀加速走动，船则匀加速后退，且两者的加速度大小一定相等C．不管人如何走动，在任意时刻两者的速度总是方向相反，大小与它们的质量成反比D．人走到船尾不再走动，船则停下15．如图所示，矩形滑块由材料不同的上下两层粘合而成，它静止于光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块．若射击下层，子弹刚好不射出；若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，上述两种情况相比较（        ）A．子弹和滑块的最终速度不同B．滑块对子弹的阻力不一样大C．子弹对滑块做功不一样多D．系统产生的热量不一样多二、填空题（共4题）16．a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的S-t图象如图所示，若a球的质量ma=1kg，则b球的质量mb等于_________________ ㎏17．如图，立柱固定于光滑水平面上O点，质量为M的小球a向右运动，与静止于Q点的质量为m的小球b发生弹性碰撞，碰后a球立即向左运动，b球与立柱碰撞能量不损失，所有碰撞时间均不计，b球恰好在P点追上a球，Q点为OP的中点，则a、b两球在Q点碰后速度大小之比 ___ ；a、b球质量之比为 ____。18．台球运动中，母球和靶球的质量均为160g，如图所示，运动员用球杆击打母球，已知母球与靶球碰前瞬时速率为0.6m/s正碰后瞬间靶球的速度为0.4m/s，则碰后母球的速度为_________m/s，该碰撞过程中产生的热量为__________J。19．利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。实验器材：两个半径相同的球1和球2，细线若干，坐标纸，刻度尺。实验步骤：（1）测量小球1、2的质量分别为、，将小球各用两细线悬挂于水平支架上，各悬点位于同一水平面，如图甲；（2）将坐标纸竖直固定在一个水平支架上，使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为的正方形。将小球1拉至某一位置，由静止释放，垂直坐标纸方向用手机高速连拍；（3）分析连拍照片得出，球1从点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后到达的最高位置为，球2向左摆动的最高位置为，如图乙。已知重力加速度为，碰前球1的动量大小为________。若满足关系式________，则验证碰撞中动量守恒；（4）与用一根细线悬挂小球相比，本实验采用双线摆的优点是：________；（5）假设某次碰撞中球1在最低点与静止的球2水平正碰后，球1速度瞬间变为0，球2向左摆动。若为弹性碰撞，则可判断球1的质量________球2的质量（填“大于”“等于”或“小于”）。三、综合题（共4题）20．光滑水平面上依次放99个质量均为m的弹性小球，质量相等的两弹性小球正碰时交换速度。现一质量为的小球A以初速度与第99个小球发生弹性正碰，求：（1）小球A第一次与第99个小球碰后的速度大小；（2）第1个和第2个小球最终的速度大小；（3）第99个小球最终的速度大小。21．如图所示，在某一真空区域，x<0的区域有磁感应强度为B1的匀强磁场，x>0的区域有磁感应强度为B2的匀强磁场，且 ，方向均垂直纸面向里．在t=0时刻，处于坐标原点的一个静止中性粒子（不计重力）裂变为两个带电粒子a和b，质量分别为ma和mb．已知裂变后瞬时，带正电粒子a的速度方向沿x轴正方向．忽略粒子间的相互作用力．求：（1）裂变后粒子a在匀强磁场B2中的回旋半径与粒子b在匀强磁场B1中的回旋半径之比为多少．（2） 为何值时，两粒子裂变以后又能在磁场的分界线y轴上相遇．22．如图所示，在某竖直平面内，圆心为O、半径R=0.32m固定的半圆光滑轨道CD与足够长的光滑水平面BC平滑连接于C点直径CD垂直于BC，BC左端连接倾角为=37°的倾斜传送带AB，传送带顺时针转动，速度为v0=4m/s.现将可视为质点的小物块甲从倾斜传送带的A点由静止释放，到达B点后只保留水平分速度沿水平面运动，与静止在C点可视为质点的小物块乙发生弹性正碰，甲、乙两物块的质量均为m=1.0×10-2kg，不计空气阻力，小物块甲与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2。求：（1）若两物块碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点D，则两物块碰后瞬间，乙对半圆轨道最低点C处的压力F；（2）在满足（1）的条件下，求传送带AB的长度；（3）若保持乙的质量不变，增大甲的质量，将甲仍从A点释放，求乙在轨道上的首次落点到C点的距离范围.23．如图所示，有两个物体A、紧靠着放在光滑的水平面上，A的质量为，的质量为，有一颗质量为的子弹以的水平速度射入A，经过0.01s后又射入物体，最后停在中．若子弹对A的平均作用力大小为3×103N，求 （1）A、分离时A的速度；（2）的最终速度大小
参考答案：1．D2．C3．C4．D5．A6．B7．C8．C9．C10．D11．A12．B13．C14．B15．B16．2.517．          18．     0.2     19．               双摆线能保证小球运动更稳定，使得小球运动轨迹在同一竖直平面内     等于20．（1） ；（2） ，；（3） 21．(1)         (2) 或或             22．（1）0.6N，方向竖直向下；（2）3.05m；（3）x′＜2.56m23．（1）6m/s ；（2） 21.94m/s