第1章 动量及其守恒定律 单元试卷(含答案)
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1、第第 1 章章 动量及其守恒定律动量及其守恒定律 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(本题共 10 小题,每小题 5 分,共 50 分。17 小题为单项选择题,810 小题为 多项选择题) 1.在下列几种现象中,所选系统动量守恒的有( ) A.原来静止在光滑水平面上的车,从水平方向跳上一个人,人车为一系统 B.运动员将铅球从肩窝开始加速推出,以运动员和铅球为一系统 C.从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中,以重物和车厢为一系统 D.光滑水平面上放一斜面,斜面也光滑,一个物体沿斜面滑下,以物体和斜面为一系统 解析 判断动量是否守恒的方法有两种:第一种,从动量守恒的条件判定
2、,动量守恒定律成立 的条件是系统受到的合外力为零, 故分析系统受到的外力是关键; 第二种, 从动量的定义判定。 B 选项叙述的系统,初动量为零,末动量不为零。C 选项末动量为零,而初动量不为零。D 选 项,在物体沿斜面下滑的过程中,向下的动量增大。选项 A 正确。 答案 A 2.做平抛运动的物体,在相等的时间内,物体动量的变化量( ) A.始终相同 B.只有大小相同 C.只有方向相同 D.以上说法均不正确 解析 做平抛运动的物体,只受重力作用,重力是恒力,其在相等时间内的冲量始终相等,根 据动量定理,在相等的时间内,物体动量的变化量始终相同。 答案 A 3.如图所示,具有一定质量的小球 A 固
3、定在轻杆一端,另一端挂在小车支架的 O 点。用手将小 球拉至水平,此时小车静止于光滑水平面上,放手让小球摆下与 B 处固定的橡皮泥碰击后粘 在一起,则从放手到小球与 B 处橡皮泥撞击后粘在一起的全过程中小车将( ) A.一直向右运动 B.一直向左运动 C.静止不动 D.小球下摆时,车向左运动后又静止 解析 水平方向上,系统不受外力,因此在水平方向上动量守恒。小球下摆过程中,水平方向 具有向右的分速度,因此为保证动量守恒,小车要向左运动。小球撞到橡皮泥,是完全非弹性 碰撞,A 球和小车具有大小相等、方向相反的动量,总动量为零,所以小球与橡皮泥碰击后小 车会静止。故 D 正确。 答案 D 4.如图
4、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上做往复运动,木块从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.Mmv0 Mm B.2Mv0 C.2Mmv0 Mm D.2mv0 解析 子弹射入木块的时间极短,根据动量守恒定律得 mv0(Mm)v,解得木块的速度 v mv0 Mm,第一次回到原来位置的速度等于子弹击中木块后瞬间的速度,对木块应用动量定理得 合外力的冲量 IMvMmv0 Mm,故 A 正确。 答案
5、A 5.如图,两滑块 A、B 在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块 A 的质量为 m,速度大小为 2v0,方向向右,滑块 B 的质量为 2m,速度大小为 v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运 动状态是( ) A.A 和 B 都向左运动 B.A 和 B 都向右运动 C.A 静止,B 向右运动 D.A 向左运动,B 向右运动 解析 选向右的方向为正方向,根据动量守恒定律得 2mv02mv0mvA2mvB0,选项 A、 B、C 都不满足此式,只有选项 D 满足此式,所以 D 项正确,A、B、C 项错误。 答案 D 6.A、B 两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,mA1 kg,mB2 k
6、g,vA6 m/s,vB 2 m/s。当 A 追上 B 并发生碰撞后,A、B 两球速度的可能值是( ) A.vA5 m/s,vB2.5 m/s B.vA2 m/s,vB4 m/s C.vA4 m/s,vB7 m/s D.vA7 m/s,vB1.5 m/s 解析 虽然题中四个选项均满足动量守恒定律,但 A、D 两项中,碰后 A 的速度 vA大于 B 的 速度 vB, 不符合实际, 即 A、 D 项均错误; C 项中, 两球碰后的总动能为 Ek后1 2mAvA 21 2mBvB 2 57 J,大于碰前的总动能 Ek前22 J,碰撞过程动能不可能增大,所以 C 项错误;而 B 项既 符合实际情况,也
7、不违背能量守恒,所以 B 项正确。 答案 B 7.冰壶运动深受观众喜爱, 图 1 为 2014 年 2 月第 22 届索契冬奥会上中国队员投掷冰壶的镜头。 在某次投掷中,冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰,如图 2。若两冰壶质量 相等,则碰后两冰壶最终停止的位置,可能是图中的哪幅图( ) 解析 两球碰撞过程动量守恒, 两球发生正碰, 由动量守恒定律可知, 碰撞前后系统动量不变, 两冰壶的动量方向即速度方向不会偏离甲原来的方向,由图示可知,A 图示情况是不可能的, 故 A 错误;如果两冰壶发生弹性碰撞,碰撞过程动量守恒、机械能守恒,两冰壶质量相等, 碰撞后两冰壶交换速度,甲静止,乙的
8、速度等于甲的速度,碰后乙做减速运动,最后停止,最 终两冰壶的位置如图 B 所示,故 B 正确;两冰壶碰撞后,甲的速度不可能大于乙的速度,碰 后乙在前,甲在后,如图 C 所示是不可能的,故 C 错误;碰撞过程机械能不可能增大,两冰 壶质量相等,碰撞后甲的速度不可能大于乙的速度,碰撞后甲的位移不可能大于乙的位移,故 D 错误。 答案 B 8.古时有“守株待兔”的寓言。假设兔子质量约为 2 kg,以 15 m/s 的速度奔跑,撞树后反弹的 速度为 1 m/s,取兔子初速度方向为正方向,则( ) A.兔子撞树前的动量大小为 30 kg m/s B.兔子撞树过程中的动量变化量为 32 kg m/s C.
9、兔子撞树过程中的动量变化的方向与兔子撞树前的速度方向相同 D.兔子受到撞击力的冲量大小为 32 N s 解析 由题意可知, 兔子的初速度 v015 m/s, 则兔子撞树前的动量大小为 p1mv12 kg15 m/s30 kg m/s,选项 A 正确;末速度为 v21 m/s,末动量 p2mv22 kg(1 m/s)2 kg m/s,兔子撞树过程中的动量变化量为 pp2p12 kg m/s30 kg m/s32 kg m/s, 兔子撞树过程中的动量变化量的大小为 32 kg m/s,选项 B 错误;兔子撞树过程中的动量变化 量为负值,说明兔子撞树过程中的动量变化量的方向与兔子撞树前的速度方向相反
10、,选项 C 错误;由动量定理可知兔子受到撞击力的冲量为 Imv2mv12(1)215 N s 32 N s,兔子受到撞击力的冲量大小为 32 N s,选项 D 正确。 答案 AD 9.如图所示,质量为 M 的小车置于光滑的水平面上,车的上表面粗糙,有一质量为 m 的木块 以初速度 v0水平地滑至车的上表面,若车足够长,下列说法正确的是( ) A.木块的最终速度为 m Mmv0 B.由于车表面粗糙,小车和木块所组成的系统动量不守恒 C.车表面越粗糙,木块减少的动量越多 D.小车获得的冲量与车表面的粗糙程度无关 解析 以小车和木块组成的系统为研究对象所受合外力为零,因此系统动量守恒,由于摩擦力 的
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