沪科版 (2019)第1章 碰撞与动量守恒1.1 动量变化与冲量的关系测试题

【精品】物理沪科版选择性必修第一册第1节动量变化与冲量的关系-2优质练习

一．单项选择

1．能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一，以下最能体现能量守恒定律的是（　　）

A．闭合电路欧姆定律 B．牛顿第一定律 C．动量守恒定律 D．牛顿第三定律

2．如图所示，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在其中，将弹簧压缩到最短。若将子弹．木块和弹簧合在一起作为系统，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧被压缩至最短的整个过程中（　　）

A．动量不守恒，机械能不守恒 B．动量守恒，机械能不守恒

C．动量不守恒，机械能守恒 D．动量守恒，机械能守恒

3．在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员从高台上跳下，在他入水前重心下降的高度为H，经历的时间为T。入水后他受到水的作用力而做减速运动，在水中他的重心下降的最大高度为h，对应的时间为t。设水对他的平均作用力大小为F，当地的重力加速度为g。则下列说法或关系正确的是（　　）

A．他入水后的运动过程中动能减少量为Fh

B．他入水后的运动过程中机械能减少量为Fh

C．他在整个运动过程中满足Ft=mgT

D．他在整个运动过程中机械能减少了mgh

4．如图所示，劈a放在光滑的水平面上，斜面光滑，把b物体放在斜面的顶端由静止开始滑下，则在下滑过程中，a对b的弹力对b做的功为W1，b对a的弹力对a做的功为W2，下列关系中正确的是（　　）

A．W1=0，W2=0，a．b组成的系统动量守恒

B．W1=0，W2>0 ，a．b组成的系统动量守恒

C．W1<0，W2>0 ，a．b组成的系统机械能守恒

D．W1>0，W2<0 ，a．b组成的系统机械能守恒

5．如图所示，动量分别为．的两个小球A．B在光滑的水平面上沿一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用．表示两小球动量的变化量，则下列选项中可能正确的是（　　）

A．，

B．，

C．，

D．，

6．如图所示，在一光滑水平细杆上穿着两个质量均为m可视为质点的刚性小球A．B，A．B间距离为L，用两根长度为L的不可伸长的轻绳与C球连接，已知C球质量为2m，开始时三球均静止，两绳伸直，然后同时释放三球，在A．B两球发生碰撞之前的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．A．B两球发生碰撞前瞬间C球速度不为零

B．A．B．C三球组成的系统动量守恒

C．A．B两球速度大小为

D．A．B．C和地球组成的系统机械能不守恒

7．两个质量相同的小圆环A．B用细线相连，A穿在光滑的水平直杆上。A．B从如图所示的位置由静止开始运动在B摆到最低点的过程中（　　）

A．B的机械能守恒 B．A．B组成的系统动量守恒

C．绳子拉力对B做正功 D．B摆到最低点时，A的速度最大

8．滑板运动是青少年比较喜欢的一种户外运动。现有一个质量为m的小孩站在一辆质量为的滑板车上，小孩与滑板车一起在光滑的水平路面上以速度匀速运动，突然发现前面有一个小水坑，由于来不及转向和刹车，该小孩立即相对滑板车以速度向前跳离滑板车，滑板车速度大小变为原来的，但方向不变，则为（　　）

A．1 B．2 C．3 D．4

9．如图所示，质量为M，内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，在箱子正中间放一质量为m的小物块（可视为质点），现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止。已知小物块与箱子发生的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度为g。则小物块与箱子底板间的动摩擦因数为（　　）

A． B．

C． D．

10．如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块（可视为质点）从小车上的A点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知M=3m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）

A．滑块从A滑到C的过程中，滑块和小车组成的系统动量守恒

B．滑块滑到B点时的速度大小为

C．滑块从A滑到C的过程中，小车的位移大小为

D．水平轨道的长度

11．福建属于台风频发地区，各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为，16级台风的风速范围为。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的（　　）

A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍

12．运动员腰部系弹性绳奔跑是进行力量训练的一种方法。如图甲所示，弹性绳一端固定在墙上，另一端系在运动员腰部，某次训练中，质量为50kg的运动员从P点开始向Q运动，其运动过程图像如图乙所示，时运动员恰好经过O点，且此时弹性绳处于原长。已知弹性绳的劲度系数为，绳张紧后始终与地面平行且未超出其弹性限度。则由P到Q的过程中地面摩擦力对运动员的冲量大小为（　　）

A． B． C． D．

13．如图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（　　）

A．只有甲和乙 B．只有丙和丁

C．只有乙和丁 D．只有甲和丙

14．如图所示，质量的小铁块（可视为质点）放在长木板左端，长木板质量，静止在光滑水平面上，当给小铁块施加大小为．方向水平向右的瞬时冲量后，经过0.8s木板和小铁块达到共同速度。重力加速度取，则长木板与小铁块的共同速度大小和二者之间的动摩擦因数分别为（　　）

A．0.8m/s  0.5 B．0.8m/s  0.25 C．1m/s  0.5 D．1m/s  0.25

15．如图所示，在光滑的水平面上，一个人站在平板车上用锤子连续敲打小车。初始时，人．车．锤都静止。下列说法正确的是（　　）

A．在连续敲打的过程中，小车始终保持静止

B．人．车和锤组成的系统机械能守恒

C．人．车和锤组成的系统动量守恒

D．若地面足够粗糙，连续敲打可使小车向右运动

参考答案与试题解析

1．【答案】A

【解析】

A．闭合电路的欧姆定律

即电源的功率等于输出功率与内阻功率之和，直接体现了能量守恒，故A正确；

B．牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态，不能体现能量守恒，故B错误；

C．动量守恒定律：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变，不能体现能量守恒，故C错误；

D．牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，不能体现能量守恒，故D错误。

故选A。

2．【答案】A

【解析】

子弹射入木块过程子弹与木块组成的系统动量守恒，但是子弹射入木块后留在其中，这个过和属于完全非弹性碰撞动能损失最大，有内能产生，所以机械能不守恒，在弹簧被压缩至最短的过程，有弹力作用，所以系统动量不守恒，但是机械能守恒，则全过程系统的动量不守恒，机械能也不守恒，所以A正确；BCD错误；

故选A。

3．【答案】B

【解析】

A．他入水后的运动过程中动能减少量等于合外力的功，即为(F-mg)h，选项A错误；

B．除重力以外的其他力的功等于机械能的变化量，可知水对他做功为Fh，则他入水后的运动过程中机械能减少量为Fh，选项B正确；

C．他在整个运动过程中由动量定理

mg(T+t)- Ft=0

即满足

mg(T+t)= Ft

选项C错误；

D．他在整个运动过程中机械能减少了Fh，选项D错误。

故选B。

4．【答案】C

【解析】

a．b组成的系统在水平方向上不受外力，动量守恒，而系统在竖直方向上存在加速度，合外力不为零，动量不守恒；系统内只有重力做功，机械能守恒。设b下滑高度为h时，a．b的速度大小分别为va．vb，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有

①

②

对a．b分别根据动能定理有

③

   ④

根据以上四式可推知W1<0，W2>0。

故选C。

5．【答案】B

【解析】

A．两球正碰，遵守动量守恒定律，所以两球动量变化量的大小相等，方向相反，故A错误；

B．若，，遵守动量守恒定律，碰撞后A．B的动量分别为

A的动量减小，B的动量增加，则碰后A的动能减小，B的动能增加，总动能可能不增加，所以是可能的，故B正确；

C．若，碰后两球的动量分别为

根据关系式

可知，A球的质量和动量大小不变，动能不变，而B球的质量不变，但动量增大，所以B球的动能增大，这样系统的机械能比碰前增大了，故C错误；

D．若，，遵守动量守恒定律，碰撞后A．B的动量分别为

可知碰后A的动量增加，B的动量减小，由于碰撞过程中，A受到向左的冲力，B受到向右的冲力，所以A．B仍沿原方向运动时，A的动量应减小，B的动量应增加，因此这组数据是不可能的，故D错误。

故选B。

6．【答案】C

【解析】

A．在A．B球发生碰撞前瞬间，两绳与杆垂直，C球不再向下运动，速度为零，故A错误；

B．三球水平方向不受外力，所以A．B．C三球水平方向动量守恒，但竖直方向动量不守恒，故B错误；

D．在A．B两球发生碰撞之前的过程中，只有重力和系统内弹力做功，系统的机械能守恒，故D错误；

C．由对称性可知，A．B两球速度大小总是相等，由机械能守恒定律得

解得

故C正确。

故选C。

7．【答案】D

【解析】

AC．在B摆到最低点的过程中，B减小得重力势能等于A．B增加的动能，则B的机械能减小，对B分析除重力外的力对B做负功，即绳子拉力对B做负功，故AC错误；

B．A．B组成的系统仅在水平方向上动量守恒，故B错误；

D．B从开始下摆到最低点过程，A向右做加速运动，B到达最低点后继续向左摆动过程中，A向右做减速运动，因此B到达最低点时A的速度最大，故D正确。

故选D。

8．【答案】A

【解析】

由题意，小孩在起跳过程中和滑板车组成的系统在水平方向动量守恒，根据动量守恒定律有

解得

故选A。

9．【答案】C

【解析】

小物块与箱壁碰撞N次后又恰好又回到箱子正中间，由此可知，小物块相对于箱子滑动的距离

s=NL

根据动量守恒条件可知，小物块与箱子组成的系统水平方向动量守恒，设共同速度为，有

解得

小物块受到摩擦力为

根据能量守恒定律有

联立解得动摩擦因数

故选C。

10．【答案】D

【解析】

A．滑块从A滑到C的过程中水平方向动量守恒，竖直方向上合为不为零，系统动量不守恒，故A错误；

B．滑块刚滑到B点时速度最大，取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒定律和机械能守恒定律得

解得

滑块滑到B点时的速度为，故B错误；

C．设全程小车相对地面的位移大小为s，根据题意可知全程滑块水平方向相对小车的位移为R+L，则滑块水平方向相对地面的位移为

滑块与小车组成的系统在水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得

已知，解得

，

故C错误；

D．系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，对整个过程，由动量守恒定律得

解得

由能量守恒定律得

解得

故D正确。

故选D。

11．【答案】B

【解析】

设空气的密度为，风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的横截面积为，在时间的空气质量为

假定台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的末速度变为零，对风由动量定理有

可得

10级台风的风速，16级台风的风速，则有

故选B。

12．【答案】D

【解析】

0~2s阶段匀加速，由动量定理可得，加速阶段摩擦力冲量大小为

2s~3s阶段匀速运动，则有

x2=vt2

由动量定理可得匀速阶段摩擦力冲量大小为

则由P到Q的过程中地面摩擦力对运动员的冲量大小为

I=I1+I2=1400N·s

故选D。

13．【答案】D

【解析】

图甲中，子弹射入木块的过程中，系统水平方向受合力为零，则动量守恒；

图乙中，剪断细线，压缩的弹簧恢复原长的过程中，水平方向要受到竖直墙壁对M的作用，即水平方向受合力不为零，系统的动量不守恒；

图丙中，两球匀速下降，则受到的重力和浮力的合力为零；剪断细线后，系统受的重力和浮力不变，则系统受合力仍为零，系统动量守恒；

图丁中，物块沿光滑固定斜面下滑的过程中，受合外力不为零，系统动量不守恒；

则只有甲和丙。

故选D。

14．【答案】D

【解析】

对小铁块由动量定理有

小铁块和木板在光滑水平面上动量守恒

联立解得木板与小铁块在共同运动时的速度大小

对木板由动量定理有

解得小铁块与长木板之间的动摩擦因数

故选D。

15．【答案】D

【解析】

A．把人．锤子和平板车看成一个系统，系统水平方向不受外力作用，水平方向动量守恒，人用锤子连续敲打车的左端，根据系统水平方向动量守恒可知，系统的总动量为零。锤子向左运动，则平板车向右运动，锤子向右运动，则平板车向左运动，所以车左右往复运动，不能保持静止，A错误；

C．在锤子的连续敲打下，系统竖直方向的合力不等于零，该方向系统的动量不守恒，C错误；

B．由于人消耗体能，体内储存的化学能转化为系统的机械能，因此系统机械能不守恒，B错误；

D．若地面粗糙，人用锤子敲打车的过程对车的作用力较大，大于静摩擦可使车向右运动，人缓慢提起锤子的过程，作用力小于静摩擦力，车能保持静止，D正确。

故选D。