高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 动量守恒定律综合训练题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 动量守恒定律综合训练题，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
eq \f( 基础巩固练,25分钟·满分60分 )
一、选择题(本题共6小题，每题7分，共42分)
1．(2023·河南安阳林州一中高二测试)如图所示的四幅图都是反映物理过程的图，下列选项中描述的系统动量守恒的是( C )
A．图甲中，站在小车上的男孩用力推静止在光滑的水平面上的木箱的过程中，男孩和小车组成的系统
B．图乙中，光滑的水平面上的压缩的轻质弹簧恢复原长的过程中，A、B两滑块组成的系统
C．图丙中，两球匀速下降时细线断开，两球均在水面下方运动(不考虑水的阻力)的过程中，两球组成的系统
D．图丁中，木块沿光滑的斜面体由静止开始下滑的过程中，木块和斜面体组成的系统
解析：站在小车上的男孩用力推静止在光滑的水平面上的木箱的过程中，男孩、小车和木箱组成的系统动量守恒，但男孩和小车组成的系统水平方向受到的合外力不为零，动量不守恒，故A错误；弹簧恢复原长的过程，墙壁对滑块A有作用力，系统水平方向所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B错误；两球匀速下降时细线断开，木球与铁球的系统在水面下方时所受合外力为零，系统动量守恒，故C正确；木块沿光滑的斜面体由静止开始下滑的过程中，由于木块对斜面的压力，导致斜面体水平方向始终受挡板作用力，系统水平方向所受合外力不为零，系统动量不守恒，故D错误。
2．(2023·广州高二期末)花样滑冰是技巧性与艺术性相结合的一个冰上运动项目，在音乐伴奏下，运动员在冰面上表演各种技巧和舞蹈动作，极具观赏性。甲、乙运动员以速度大小为1 m/s沿同一直线相向运动。相遇时彼此用力推对方，此后甲以1 m/s、乙以2 m/s的速度向各自原方向的反方向运动，推开时间极短，忽略冰面的摩擦，则甲、乙运动员的质量之比是( D )
A．1︰3 B．3︰1
C．2︰3 D．3︰2
解析：以甲初速度方向为正方向，甲、乙推开的过程中，满足动量守恒m甲v0－m乙v0＝－m甲v1＋m乙v2，代入数据可得eq \f(m甲,m乙)＝eq \f(3,2)。
3．(2023·全国百所名校模拟统考一)如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一个光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相
切，让一个物块从槽上高h处由静止开始下滑。下列说法正确的是( D )
A．物块沿槽下滑的过程中，物块的机械能守恒
B．物块沿槽下滑的过程中，物块与槽组成的系统动量守恒
C．从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，弹簧对物块的冲量等于零
D．物块第一次被反弹后一定不能再次回到槽上高h处
解析：物块沿槽下滑过程中，物块与弧形槽组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒，故A、B错误；从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，物块受到的冲量等于物块动量的变化，物体的动量变化量不为零，故弹簧对物块的冲量不为零，C错误；物块反弹后追上弧形槽，上升到最高点时，物块和弧形槽具有相同的速度，全过程系统机械能守恒，但不能所有的动能再全部转化重力势能，故物块不能回到槽上高h处，D正确。
4．如图所示，半径分别为R和r(R＞r)的甲、乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球，a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点。则两小球的质量之比为( B )
A．eq \f(r,R) B．eq \r(,\f(r,R))
C．eq \f(R,r) D．eq \r(,\f(R,r))
解析：由动量守恒得：mava＝mbvb，
又va＝eq \r(5gR)，vb＝eq \r(5gr)，
所以eq \f(ma,mb)＝eq \r(,\f(r,R))，故选B。
5．如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M＝3 kg、足够长的薄板和一质量为m的物块分别以大小v＝4 m/s的初速度向左、向右运动，它们之间有摩擦。当薄板的速度大小为2.4 m/s且方向向左时，物块的速度大小为v′＝0.8 m/s，方向向左，则物块的质量为( A )
A．1 kg B．2 kg
C．0.8 kg D．1.6 kg
解析：设向左为正方向，由动量守恒定律可得：Mv－mv＝Mv1＋mv′，代入数据，解得m＝1 kg，故选A。
6．(2022·云南省腾冲市第八中学高二下学期期中)如图所示，在光滑水平面上有一质量为M的木块，木块与轻弹簧水平相连，弹簧的另一端连在竖直墙上，木块处于静止状态，一质量为m的子弹以水平速度v0击中木块，并嵌在其中，木块压缩弹簧后在水平面做往复运动，木块自被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中，木块受到的合外力的冲量大小为( A )
A．eq \f(Mmv0,M＋m) B．2Mv0
C．eq \f(2Mmv0,M＋m) D．2mv0
解析：由于子弹射入木块的时间极短，在瞬间动量守恒，根据动量守恒定律得：mv0＝(M＋m)v，解得v＝eq \f(mv0,M＋m)，由机械能守恒知，木块回到原来位置的速度大小仍为v，根据动量定理，合外力的冲量I＝Mv＝eq \f(Mmv0,M＋m)，故A正确，B、C、D错误。
二、非选择题(共18分)
7．(8分)某同学质量为60 kg，在军事训练中要求他从岸上以2 m/s的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是140 kg，原来的速度是0.5 m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上。此时小船的速度大小为_0.25__m/s，此过程该同学动量的变化大小为_105__kg·m/s。
解析：由动量守恒mv1－Mv2＝(M＋m)v，
得v＝0.25 m/s，
|Δp|＝mv1－mv＝105 kg·m/s。
8．(10分)(2023·辽宁高一期末)汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一。设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时，安全气囊爆开。某次试验中，质量m1＝1 600 kg的试验车以速度v1＝36 km/h正面撞击固定试验台，经时间t1＝0.10 s碰撞结束，车速减为零，此次碰撞安全气囊恰好爆开。忽略撞击过程中地面阻力的影响。
(1)求此过程中试验车受到试验台的冲量I0的大小及F0的大小；
(2)若试验车以速度v1撞击正前方另一质量m2＝1 600 kg、速度v2＝18 km/h同向行驶的汽车，经时间t2＝0.16 s两车以相同的速度一起滑行。试求这种情况下试验车受到的撞击力多大？并说明安全气囊是否会爆开。
答案：(1)1.6×104 N·s 1.6×105 N
(2)2.5×104 N，不会
解析：(1)v1＝36 km/h＝10 m/s，取速度v1的方向为正方向，由动量定理有－I0＝0－m1v1，
将已知数据代入上式得I0＝1.6×104 N·s，
由冲量定义有I0＝F0t1，
将已知数据代入得F0＝1.6×105 N。
(2)设试验车和汽车碰撞后获得共同速度v，以v1的方向为正方向，由动量守恒定律有m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v，
对试验车，由动量定理有－Ft2＝m1v－m1v1，
将已知数据代入得F＝2.5×104 N，
可见F