高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第四节 动量守恒定律的应用随堂练习题

1.4动量守恒定律的应用同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．质量m＝100 kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲＝40 kg、m乙＝60 kg的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3 m/s的速度跃入水中，如图所示，则小船的运动速率和方向为 （ ）

A．0.6 m/s，向左 B．3 m/s，向左

C．0.6 m/s，向右 D．3 m/s，向右

2．如图为一空间探测器的示意图，探测器质量为。是四个喷气发动机，每台发动机开动时，都能沿出口方向以的速率向外喷出气体（忽略探测器质量变化）。开始时探测器以恒定速率向方向运动，要使探测器改为向方向以原来的速率运动，若忽略探测器受到的地球及其他星球的吸引力。则下列措施正确的是（　　）

A．开动与，均喷出的气体

B．开动与，均喷出的气体

C．开动与，均喷出的气体

D．开动与，均喷出的气体

3．一质量为m的炮弹在空中飞行，运动至最高点时炸裂成质量相等的a、b两块，爆炸前瞬间炮弹速度为v，方向水平向右，爆炸后a的速度为2v，方向水平向左．爆炸过程中转化为动能的化学能是

A． B． C． D．

4．放在光滑水平面上的A、B两小车中间夹了一压缩轻质弹簧，用两手分别控制小车处于静止状态，已知A的质量大于B的质量，下面说法中不正确的是（　　）     

A．两手同时放开后，两车的总动量为零

B．先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右

C．先放开左手，后放开右手，两车的总动量向右

D．两手同时放开，A车的速度小于B车的速度

5．某同学为研究反冲运动，设计了如图所示的装置，固定有挡光片的小车内表面水平，置于光滑水平面上，挡光片宽为d，小车的左侧不远处有固定的光电门，用质量为m的小球压缩车内弹簧，并锁定弹簧，整个装置处于静止，解除锁定，小球被弹射后小车做反冲运动并通过光电门，与光电门连接的计时器记录挡光片挡光时间为t，小车、弹簧和挡光片的总质量为3m，则小球被弹出小车的瞬间相对于地面的速度大小为（       ）

A．

B．

C．

D．

6．光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为的斜面体A，斜面体质量为M、底边长为L，如图所示。将一质量为m、可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放，滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　）

A．滑块B下滑的过程中，A、B组成的系统机械能不守恒，水平方向动量守恒

B．滑块B下滑到斜面体底端时，重力的瞬时功率为

C．滑块下滑过程中，支持力对B做负功

D．此过程中滑块B向右滑动的距离为

7．在光滑水平面上停着一辆平板车，车左端站着一个大人，右端站着一个小孩，此时平板车静止。在大人和小孩交换位置的过程中，平板车的运动情况应该是（　　）

A．向右运动一段距离，最后静止

B．向左运动一段距离，最后静止

C．一直保持静止

D．上述三种都可能

8．一质量为M的航天器正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小为v2，则喷出气体的质量m为（　　）

A． B． C． D．

9．如图所示，在光滑的水平面上有一辆长为L，质量为m的平板车左端紧靠着墙壁，右端站着一质量为M的同学（可视为质点），某时刻当该同学向左跳出，恰好落在平板车的左端。此时平板车离开墙壁的距离（   ）

A．L B． C． D．

10．一只爆竹竖直升空后，在高为h处达到最高点并发生爆炸，分为质量不同的两块，两块质量之比为3：1，其中质量小的一块获得大小为v的水平速度，重力加速度为g，不计空气阻力，则两块爆竹落地后相距

A． B． C． D．

11．在光滑的水平轨道上放置一门质量为m1的旧式炮车（不包含炮弹质量），炮弹的质量为m2，当炮车沿与水平方向成θ角发射炮弹时，炮弹相对炮口的速度为v0，则炮车后退的速度为（　　）

A． B．

C． D．

12．抗日战争时期，中国共产党领导的八路军，用自主设计的平射火炮，攻打敌军炮楼，火炮发射模型如图所示。炮弹射出炮口时，相对于炮口的速率为v0，已知火炮发射炮弹后的质量为M，炮弹的质量为m。炮弹射出瞬间，火炮的速度大小为（　　）

A． B． C． D．

13．如图所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆轨道的水平直径，半圆轨道的半径为R，现将一质量为m的小球从距A点正上方h高处由静止释放，小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出，在空中能上升的最大高度为0.9h，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A．小车向左滑动的最大距离为

B．小球到半圆轨道的最低点时，小球的速率为

C．小球离开小车后做竖直上抛运动

D．小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为0.8h

14．两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上．现在，其中一人向另一个人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回．如此反复进行几次之后，甲和乙最后的速率关系是(　　)

A．若甲最先抛球，则一定是v甲＞v乙

B．若乙最后接球，则一定是v甲＞v乙

C．只有甲先抛球，乙最后接球，才有v甲＞v乙

D．无论怎样抛球和接球，都是v甲＞v乙

15．2018年4月12日，我国遥感三十一号01组卫星成功发射，用于开展电磁环境探测．在发射地球卫星时需要运载火箭多次点火，以提高最终的发射速度．某次地球近地卫星发射的过程中，火箭喷气发动机每次喷出质量为m=800g的气体，气体离开发动机时的对地速度v=1000m/s,假设火箭（含燃料在内）的总质量为M=600kg，发动机每秒喷气20次，忽略地球引力的影响，则

A．火箭第三次气体喷出后速度的大小约为4m/s

B．地球卫星要能成功发射，速度大小至少达到11.2km/s

C．要使火箭能成功发射至少要喷气500次

D．要使火箭能成功发射至少要持续喷气17s

二、填空题（共4题）

16．质量是 m=3kg 的物体在离地面为 h=20m 处，正以水平速度 v=20m/s，运动时突然炸裂成两块，其中一块质量为 m1=1kg。仍沿原运动方向以v1=40m/s的速度飞行，炸裂后的另一块速度大小为_____m/s。火药爆炸所释放的能量是_____J，两物块落到水平地面上的距离为_____m(不计空气阻 力，g 取 10m/s2)。

17．如图，光滑水平面上有质量100kg、长度为4m的平板小车，车两端站着A、B两人，A质量为70kg，B质量为30kg，两人交换位置，此过程中车移动的位移是_____．

18．某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的弹簧，如图所示．将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察物体的运动情况，进行必要的测量，验证物体间相互作用时动量守恒．

（1）该同学还必须有的器材是_____；

（2）需要直接测量的数据是_____；

（3）用所得数据验证动量守恒的关系式是_____．

19．某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”、并测量处于压缩状态下的弹簧的弹性势能。实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平。其实验步骤为：

A．用天平测出滑块A、B的质量mA、mB；

B．用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧处于压缩状态；

C．剪断细线，滑块A、B离开弹簧后。均沿光清操作台的台面运动，最后都滑落台面，记录A、B滑块的落地点M、N；

D．用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离x1、x2；

E．用刻度尺测出操作台面距地面的高度h。

请根据实验步骤完成下面填空：

(1)实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平。其目的为___________；

(2)滑块A、B都离开桌面后，在空中运动的时间___________（选填“相等”或“不相等”）；

(3)如果滑块A、B组成的系统水平动量守恒，须满足的关系是___________（用测量的物理量表示）；

(4)剪断细线前，弹簧处于压缩状态下的弹性势能是___________（用测量的物理量和重力加速度g表示）。

三、综合题（共4题）

20．如图所示，在竖直面内有一个光滑弧形轨道，其末端水平，且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切，并平滑连接．A，B两滑块（可视为质点）用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧．两滑块从弧形轨道上的某一高度P点处由静止滑下，当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，其中前面的滑块A沿圆形轨道运动恰能通过圆形轨道的最高点，后面的滑块B恰能返回P点．已知圆形轨道的半径，滑块A的质量，滑块B的质量，重力加速度g取，空气阻力可忽略不计．求：

（1）滑块A运动到圆形轨道最高点时速度的大小；

（2）两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度h；

（3）弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能．

21．静止的镭核衰变成氡（Rn），放射出的α粒子垂直进入正交的匀强电场E和匀强磁场B，在电磁场中做直线运动，已知E＝3.0×104N/C，B＝2.0×10-3T．

（1）试写出该衰变的方程式

（2）放出的α粒子的速度大小

（3）反冲核氡的速度大小

22．如图，质量为m的小船甲在静止在水面上，一质量为的人站在船尾．另一相同小船乙以速率v0从后方驶来，为避免两船相撞，人从船尾以相对小船甲的速率v水平向后跃到乙船，求速率v至少为多大才能避免两船相撞。

23．如图所示，质量为M的四分之一光滑圆弧轨道静止在光滑水平面上，圆弧轨道末端与水平面相切，圆弧轨道半径为R，且圆弧轨道不固定有一质量为的小球A从圆弧轨道上与圆心等高处无初速释放，小球可视为质点，重力加速度为g，求：

（1）小球与圆弧轨道分离时小球的速度；

（2）从刚释放小球到小球与圆弧轨道恰好分离的过程中圆弧轨道运动的位移大小。

参考答案：

1．A

2．A

3．C

4．C

5．C

6．C

7．B

8．C

9．D

10．D

11．C

12．C

13．C

14．B

15．A

16．     10m/s     300J     60m

17．0.8m

18．     刻度尺、天平、铅垂线     两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两

侧边缘的水平距离s1、s2     m1s1＝m2s2

19．     保证滑块做平抛运动     相等         

20．（1）m/s；（2）0.8 m；（3）4 J

21．（1）Vα=1.5×107m/s；   （2）v新≈2.7×105m/s

22．

23．（1）（2）