高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册第1章 碰撞与动量守恒1.2 动量守恒定律练习

1.2动量守恒定律基础巩固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．质量为5m的机车以速度v运动，跟质量都为m的30节静止在光滑水平直轨道上的车厢挂接，则全部挂接在一起时的速度为（　　）

A． B． C． D．

2．小船相对于静止的湖水以速度v向东航行．某人将船上两个质量相同的沙袋，以相对于湖水相同的速率v先后从船上水平向东、向西抛出船外．那么当两个沙袋都被抛出后，小船的速度将

A．仍为v B．大于v C．小于v D．可能反向

3．甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲推乙后，两人向相反的方向滑去。已知甲推乙之前两人的总动量为0，甲的质量为45kg，乙的质量为50kg。关于甲推乙后两人的动量和速率，下列说法正确的是（　　）

A．两人的总动量大于0

B．两人的总动量等于0

C．甲、乙两人的速率之比为1：1

D．甲、乙两人的速率之比为9：10

4．如图所示，滑块P套在固定的光滑横杆上，小球Q通过轻质细绳与滑块相连，将小球从图示位置释放，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　）

A．滑块和小球组成的系统动量守恒，机械能守恒

B．滑块和小球组成的系统动量守恒，机械能不守恒

C．滑块和小球组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒

D．滑块和小球组成的系统动量不守恒，机械能不守恒

5．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．动量守恒定律 B．动量定理

C．闭合电路欧姆定律 D．牛顿第三定律

6．如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中（　　）

A．小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒

B．小球向左摆动时，小车向右运动，系统机械能不守恒

C．小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车速度不为零

D．小球向左摆到最高点，小球的速度为零小车速度也为零

7．关于系统动量守恒的条件，下列说法中正确的是（   ）

A．只要系统内存在摩擦力，系统的动量就不可能守恒

B．只要系统中有一个物体具有加速度，系统的动量就不守恒

C．只要系统所受的合外力为零，系统的动量就守恒

D．系统中所有物体的加速度都为零时，系统的总动量不一定守恒

8．花样滑冰时技巧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1m/s沿同一直线相向运动。相遇时彼此用力推对方，此后甲以1m/s、乙以2m/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（　　）

A．1∶3 B．3∶1 C．2∶3 D．3∶2

9．如图所示，在水平光滑桌面上有两辆静止的小车A和将两车用细线拴在一起，中间有一被压缩的弹簧烧断细线后至弹簧恢复原长的过程中，两辆小车的　　

A．A、B动量变化量相同

B．A、B动能变化量相同

C．弹簧弹力对A、B做功相同

D．弹簧弹力对A、B冲量大小相同

10．如图所示，质量为M的木块A放在光滑水平面上，其上固定一竖直轻杆，长为l的细线系于轻杆上端O点处的钉子上，细线另一端系一质量为m的球C。现将球C拉起使细线水平伸直，然后静止释放。则在球C摆动过程中（　　）

A．木块A保持静止 B．球C的机械能守恒

C．A、C构成的系统动量守恒 D．A、C构成的系统水平方向上动量守恒

11．宇宙中有一种孤立的系统（不受其他星球的作用力）—双星运动，其结构特点是两颗恒星互相环绕，距离不变，周期相同，这种结构稳定的原因之一是某种量守恒。如图所示，质量分别为m1、m2的甲、乙两颗恒星组成的双星系统，绕共同的圆心O做圆周运动，下列说法正确的是（　　）

A．双星系统所受的外力之和不为0

B．甲、乙的质量关系满足m1<m2

C．若甲、乙的动量大小分别为p1、p2，则有

D．甲、乙的动量总是等大反向，系统的总动量守恒且总是为0

12．如图所示，物块m、斜劈M和水平支持面都是光滑的，控制m、M使其静止，m位于斜劈的顶端．撤去控制，m在斜面上运动的过程中（　　）

A．M、m组成的系统动量守恒

B．m、M组成的系统在水平方向动量守恒

C．m对M的冲量等于M的动量变化

D．M对m的支持力的冲量为零

13．如图，质量为3kg的木板放在光滑的水平地面上，质量为1kg的木块放在木板上，它们之间有摩擦，木板足够长，两者都以4m/s的初速度向相反方向运动。当木板的速度为2.4m/s时，木块（　　）

A．处于匀速运动阶段

B．处于减速运动阶段

C．处于加速运动阶段

D．静止不动

14．如图所示，物块A、B静止在光滑水平面上，且mA=2mB，现用两个力F1和F2分别作用在A和B上，使A、B沿一条直线相向运动，当这两个力让物块A、B具有相等的动能后撤去，接着两物块碰撞并合为一体后，它们（　　）

A．可能停止运动

B．一定向右运动

C．可能向左运动

D．仍运动，但运动方向不能确定

15．如图，小车由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC组成，静止在光滑水平面上，当小车固定时，从A点由静止滑下的物体到C点恰好停止．如果小车不固定，物体仍从A点静止滑下，则( )

A．仍滑到小车上的C点停住

B．滑到小车上的BC间某处停住

C．会冲出C点落到车外

D．小车向左运动，其位移与物体在水平方向的位移大小一定相等

二、填空题（共4题）

16．质量为的水车，车内装有的水，水车在水平面上以匀速运动，若车厢底部A处有一个小孔，水滴可以自由的流出，车厢底部离地面的距离。则水滴落地的时间____________，当有一半质量的水流出后，小车的速度将____________。（填写变大、变小、不变。取）

17．系统、内力与外力

（1）系统：___________相互作用的物体构成的一个力学系统。

（2）内力：___________物体间的作用力。

（3）外力：系统___________的物体施加给系统内物体的力。

18．质量为M的小车上站着质量为m的人，共同以速度v0在光滑水平面上运动。运动中人相对于小车竖直向上跳起，人跳离小车后，车速为___________。

19．兴趣小组利用图甲装置做“探究碰撞中的不变量”的实验，小车A的前端粘有橡皮泥，后端连有纸带，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动．根据打出的纸带研究碰撞中的不变量。

(1)长木板右端下面垫放一合适厚度小木片的目的是___________。

(2)关于实验操作和分析，下列说法正确的有___________。

A．实验开始时，A、B两车间距应控制在30cm左右

B．A车的质量不需要大于B车的质量

C．实验时，应先释放A车再接通计时器电源

D．碰撞时机械能的损失是本实验误差的主要原因之一

(3)实验中打出的纸带如图乙所示，在纸带上选取A、B、C、D、E五个打点为计数点，相邻计数点间的打点个数依次为3个、3个、2个、4个，A为运动的起点，各计数点间距分别记为AB、BC、CD和DE，处理数据时，应选取___________段计算A车碰前的速度，选取___________段计算碰后一起运动的速度；若测得A、B两车的质量分别为mA、mB，测得计数点间的距离、、、，本实验可探究得到的表达式为___________（用题中所测物理量的字母表示）。

三、综合题（共4题）

20．像子弹这样高速运动物体的速度通常很难直接测量，但我们可以借助物理学设计方案帮助我们测量。如图所示，有一种测子弹速度的方案如下：利用长为L的细线下吊着一个质量为M的沙袋（大小可忽略不计）一颗质量为m、子弹水平射入沙袋并在极短时间内留在其中，然后随沙袋一起摆动，摆线与竖直方向的最大偏角是θ（小于90°），已知重力加速度为g，不计空气阻力。

（1）求子弹刚射入沙包后和沙包的共同速度v的大小；

（2）求子弹射入沙包前瞬时的速度v0的大小。

21．如题图所示，一装置由高度为1.5R的竖直轨道和半径为R的半圆弧形轨道组成（轨道均光滑），距C端正上方R处有一小球b用足够长的轻绳悬挂在P点。某时刻将一质量为m的小球a从竖直轨道上端A点以初速度v0释放，小球a通过最低点B时速度为，之后从C端射出并与小球b在竖直方向发生正碰，碰撞时间极短且撞击力远大于两小球的重力，碰撞后小球b竖直上升1.5R。不计一切阻力，求：

（1）小球a经过B点时对半圆弧轨道的压力；

（2）小球a从轨道的A端释放的初速度v0；

（3）若小球b的质量为，则小球a与小球b撞击瞬间损失的机械能为多少？

22．在一次投掷手榴弹的演习中，某个士兵在战壕里将一颗质量kg的手榴弹从水平地面上以m/s的初速度朝目标方向斜向上抛出，当手榴弹上升到最高点时恰好爆炸成两块弹片，其中质量kg的一块弹片在爆炸后做自由落体运动且落地时动能为5J。已知手榴弹内部火药的质量kg，且爆炸瞬间火药充分燃烧，重力加速度g取10，火药爆炸后生成气体的动量不计，空气阻力不计，求：

（1）手榴弹爆炸前瞬间的速度大小；

（2）两块弹片落地点间的距离。

23．光滑的水平面和半径相同的两个四分之一的光滑圆形轨道按如图所示方式平滑相连，小球B静止在水平轨道上，小球A从左侧四分之一圆弧最高点由静止释放，进入水平轨道后，与小球B发生弹性碰撞．碰撞后B球经过右侧圆弧C点时对轨道压力恰好为0．不计一切摩擦，且两球均可视为质点．求A、B两球的质量之比．(结果保留两位有效数字)

参考答案

1．A

2．B

3．B

4．C

5．C

6．D

7．C

8．D

9．D

10．D

11．D

12．B

13．C

14．B

15．A

16．    不变   

17．两个（或多个）    系统中    以外   

18．v0

19．平衡摩擦力    AB    BC    DE    5mA·s2＝4(mA＋mB)·s4   

20．（1） ； （2）

21．（1）8mg；（2） ；（3）

22．（1）10m/s；（2）26m

23．0.55