人教版 (2019)选择性必修 第一册3 动量守恒定律练习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册3 动量守恒定律练习题，共7页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。


一、单项选择题
1．甲、乙两名滑冰运动员沿同一直线相向运动，速度大小分别为3 m/s和1 m/s，迎面碰撞后(正碰)甲、乙两人反向运动，速度大小均为2 m/s.则甲、乙两人质量之比为( )
A．3:5 B．2:5
C．5:3 D．2:3
2．如图，放在光滑水平面上的小车质量为M，它两端各有弹性挡板P和Q.有一质量为m的物体放于车上，车内表面与物体间的动摩擦因数为μ，今给物体施一瞬时冲量，使之获得初速度v0向右运动，物体与Q碰撞后又返回，再与P碰撞．这样物体在车内来回与P和Q碰撞若干次后最终速度为( )
A．零
B．mv0/(M＋m)
C．v0
D．一定小于v0的速度，大小不能确定
3．甲球与乙球相碰，甲球的速度减少了5 m/s，乙球的速度增加了3 m/s，则甲、乙两球的质量之比m甲:m乙为( )
A．2:1 B．3:5
C．5:3 D．1:2
4．质量为M的沙车沿光滑水平面以速度v0做匀速直线运动，此时从沙车上方落入一个质量为m的铁球，如图所示，则铁球落入沙车后( )
A．沙车立即停止运动
B．沙车仍做匀速运动，速度仍为v0
C．沙车仍做匀速运动，速度小于v0
D．沙车做变速运动，速度不能确定
5．如图所示，一个质量为0.5 kg的小球在离车底面高度20 m处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5 m/s的速度沿光滑的水平面向右匀速行驶的敝篷小车中，小车的底面上涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4 kg，设小球在落到车的底面前瞬间的速度是25 m/s，则小球与小车相对静止时，小车的速度是(g＝10 m/s2)( )
A．5 m/s B．4 m/s
C．8.5 m/s D．9.5 m/s
6．如图所示，质量mB＝2 kg的足够长的平板车B的上表面粗糙水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一块质量mA＝2 kg的物块A，一颗质量m0＝0.01 kg的子弹以v0＝600 m/s的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v＝200 m/s.则平板车的最终速度为( )
A．0.5 m/s B．1 m/s
C．1.5 m/s D．2 m/s
7．如图所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动；设甲同学和他的车的总质量为150 kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5 m/s，乙同学和他的车的总质量为200 kg，碰撞前向左运动，速度的大小为4.25 m/s，则碰撞后两车共同的运动速度为(取向右为正方向)( )
A．1 m/s B．0.5 m/s
C．－1 m/s D．－0.5 m/s
二、多项选择题
8．两位同学穿旱冰鞋，面对面站立不动，互推后向相反的方向运动，不计摩擦阻力，下列判断正确的是( )
A．互推后两同学总动量增加
B．互推后两同学动量大小相等，方向相反
C．分离时质量大的同学的速度小一些
D．互推过程中机械能守恒
9．在军事训练中，一战士从岸上以2 m/s的速度跳到一条向他缓缓漂来、速度是0.5 m/s的小船上，然后去执行任务，已知战士质量为60 kg，小船的质量是140 kg，该战士上船后又跑了几步，最终停在船上，不计水的阻力，则( )
A．战士跳到小船上到最终停在船上的过程，战士和小船的总动量守恒
B．战士跳到小船上到最终停在船上的过程，战士和小船的总机械能守恒
C．战士最终停在船上后速度为零
D．战士跳上小船到最终停在船上的过程中动量变化量的大小为105 kg·m/s
10．如图所示，一个质量为M＝2 kg的足够长的木板放置在光滑水平面上，木板的一侧是一个四分之一圆弧EF固定在水平面上，圆弧半径R＝0.6 m，E点切线水平．轨道底端高度与木板高度相同．现将可视为质点、质量为m＝1 kg的小铁块从弧形轨道顶端由静止释放，小铁块到达轨道底端时，轨道的支持力为25 N．若小铁块在弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功为Wf，小铁块和长木板达到的共同速度为v，取重力加速度g＝10 m/s2.则( )
A．Wf＝3 J B．Wf＝1.5 J
C．v＝2 m/s D．v＝1 m/s
三、非选择题
11．质量为1 000 kg的轿车与质量为4 000 kg的货车迎面相撞．碰撞后两车绞在一起，并沿货车行驶方向运动一段路程后停止(如图所示)，从事故现场测出，两车相撞前，货车的行驶速度为54 km/h，撞后两车的共同速度为18 km/h.该段公路对轿车的限速为100 km/h.试判断轿车是否超速行驶．
12.
如图所示，如果悬挂球的绳子能承受的最大拉力FT0＝10 N，球质量m＝0.5 kg，L＝0.3 m，锤头质量M＝0.866 kg，如果锤头沿水平方向打击球m，锤头速度多大时才能把绳子打断(设球原来静止，打击后锤头静止，g＝10 m/s2)?
13.
如图所示，甲车质量m1＝20 kg，车上有质量M＝50 kg的人，甲车(连同车上的人)从足够长，高h＝0.45 m的斜坡上由静止滑下，到水平面上后继续向前滑动．此时质量m2＝50 kg的乙车正以v0＝1.8 m/s的速度迎面滑来，为了避免两车相撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳到乙车上，求人跳出甲车的水平速度v(相对地面)应在什么范围以内？不计地面和斜坡的摩擦，g取10 m/s2.
课时作业(二) 动量守恒定律
1．解析：两人碰撞过程系统动量守恒，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得m甲v甲＋m乙v乙＝m甲v′甲＋m乙v′乙，即m甲×3＋m乙×(－1)＝m甲×(－2)＋m乙×2，解得m甲m乙＝35，故选项A正确．
答案：A
2．解析：物体在车内来回与P和Q碰撞若干次后最终与车相对静止，整个过程系统动量守恒，即mv0＝(M＋m)v，所以最终速度为v＝mv0/(M＋m)，故选B.
答案：B
3．解析：甲、乙两球组成的系统动量守恒，则甲球动量的减少量Δp甲等于乙球动量的增加量Δp乙，即Δp甲＝Δp乙，m甲Δv甲＝m乙Δv乙，m甲:m乙＝Δv乙:Δv甲＝3:5，故选项B正确．
答案：B
4．解析：由水平方向上动量守恒得，Mv0＝(M＋m)v，由此可知C项正确．
答案：C
5．解析：由平抛运动规律可知，小球下落的时间t＝eq \r(\f(2h,g))＝eq \r(\f(2×20,10)) s＝2 s，竖直方向的速度vy＝gt＝20 m/s，水平方向的速度vx＝eq \r(252－202) m/s＝15 m/s，取小车初速度的方向为正方向，由于小球和小车的相互作用满足水平方向上的动量守恒，则m车v0－m球vx＝(m车＋m球)v，解得v＝5 m/s，故A正确．
答案：A
6．解析：子弹射穿A的过程系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得m0v0＝mAvA＋m0v，
代入数据解得vA＝2 m/s.
A、B系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
mAvA＝(mA＋mB)v′
代入数据解得v′＝1 m/s，选项B正确．
答案：B
7．解析：两车碰撞过程中动量守恒，即
m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v，
解得v＝eq \f(m1v1－m2v2,m1＋m2)＝eq \f(150×4.5－200×4.25,150＋200) m/s
＝－0.5 m/s，故选项D正确．
答案：D
8．解析：对两同学所组成的系统，互推过程中，合外力为零，总动量守恒，故A错；两同学动量的变化量大小相等，方向相反，故B、C正确；互推过程中机械能增大，故D错误．
答案：BC
9．解析：在战士跳到小船到最终停在船上的过程中，战士和小船的总动量守恒，总机械能有损失，不守恒，选项A正确、B错误；以战士初始运动方向为正方向，对战士跳到小船上并最终停在船上的过程，设战士最终停在船上后速度为v′，由动量守恒定律可知m人v－m船v船＝(m人＋m船)v′，得v′＝0.25 m/s，选项C错误；战士动量的变化量Δp＝m人(v′－v)＝60×(0.25－2) kg·m/s＝－105 kg·m/s，动量变化量的大小为105 kg·m/s，选项D正确．
答案：AD
10．解析：小铁块在弧形轨道底端时，满足F－mg＝eq \f(mv\\al(2,0),R)，解得：v0＝3 m/s，根据动能定理知mgR－Wf＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)－0，解得：Wf＝1.5 J．根据动量守恒定律知mv0＝(m＋M)v，解得：v＝1 m/s.选项B、D正确．
答案：BD
11．解析：碰撞中两车间的相互作用力很大，可忽略两车受到的其他作用力，近似认为两车在碰撞过程中动量守恒．
设轿车质量为m1，货车质量为m2；碰撞前轿车速度为v1，货车速度为v2；碰撞后两车的共同速度为v′.选轿车碰撞前的速度方向为正方向．碰撞前系统的总动量为m1v1－m2v2，碰撞后系统的总动量为－(m1＋m2)v′，由动量守恒定律得：
m1v1－m2v2＝－(m1＋m2)v′，
v1＝eq \f(m2v2－m1＋m2v′,m1)
＝eq \f(4 000×54－1 000＋4 000×18,1 000) km/h
＝126 km/h＞100 km/h，
故轿车在碰撞前超速行驶．
答案：超速行驶
12．解析：球m被锤头打击后以O为圆心，L为半径做圆周运动，且在刚打过后绳子拉力最大，由圆周运动向心力计算公式有FT0－mg＝m·eq \f(v2,L)
v＝eq \r(\f(FT0－mgL,m))＝eq \r(3) m/s
锤头打击m过程中，系统水平方向不受外力作用，系统水平方向动量守恒Mv0＝mv
v0＝eq \f(mv,M)＝1 m/s
若要锤头击打小球后绳子被拉断，锤头的速度应大于等于1 m/s.
答案：大于等于1 m/s
13．解析：设甲车(包括人)滑下斜坡后速度为v1，由机械能守恒定律得(m1＋M)gh＝eq \f(1,2)(M＋m1)veq \\al(2,1)
在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自系统动量守恒，设人跳离甲车和跳上乙车后，两车的速度分别为v′1和v′2，由动量守恒定律得：人跳离甲车时：(m1＋M)v1＝Mv＋m1v′1，
人跳上乙车时：Mv－m2v0＝(M＋m2)v′2，
两车不可能再发生碰撞的临界条件是：v′1＝±v′2，
当v′1＝v′2时，解得：v＝3.8 m/s，
当v′1＝－v′2时，解得：v＝4.8 m/s，
故v的取值范围为：3.8 m/s≤v≤4.8 m/s.
答案：3.8 m/s≤v≤4.8 m/s