新教材2024高中物理第一章動量守恒定律1.1動量同步測試新人教版選擇性必修第一冊

第一章動量守恒定律1動量【基礎鞏固】1.在探究碰撞中的不變量的試驗中,用下圖所示的斜槽裝置進行探究,下列說法正確的是 ()A.選擇試驗儀器時,天平可選可不選B.試驗中的斜槽須要光滑且末端切線水平C.須要記錄小球拋出的高度及水平距離,以確定小球離開斜槽末端時的速度D.無論是否放上被碰小球,入射小球都必需從同一高度由靜止釋放解析:在探究碰撞中的不變量的試驗中,必需運用天平測量兩小球的質量,選項A錯誤.通過平拋運動的規(guī)律求解碰撞前后的速度,只要求小球離開軌道后做平拋運動,即軌道末端切線必需水平,但對斜槽是否光滑沒有要求,選項B錯誤.試驗中只需記錄水平射程即可,不須要記錄小球被拋出的高度和確定離開末端時的速度,選項C錯誤.要保證每次碰撞前入射球的速度相同,入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下,選項D正確.答案:D2.下圖是某同學利用光電門和氣墊導軌探究碰撞中的不變量的試驗裝置圖,下列做法正確的是 ()A.用壓強計測量滑塊的質量B.用米尺測量擋光片的寬度C.用停表測量擋光片通過光電門的時間D.用擋光片的寬度除以擋光時間來計算滑塊的瞬時速度解析:測量滑塊的質量須要用天平,選項A錯誤.擋光片很窄,測量其寬度須要用毫米刻度尺,選項B錯誤.用數(shù)字計時器測量擋光片通過光電門的時間,選項C錯誤.用擋光片的寬度除以擋光時間來計算滑塊的瞬時速度,選項D正確.答案:D3.在利用氣墊導軌探究碰撞中的不變量的試驗中,可能增大試驗誤差的因素是 ()A.導軌安放水平B.小車上擋光片傾斜C.兩小車質量不相等D.兩小車碰后連在一起解析:導軌不水平,小車速度將受重力的影響,從而增大試驗誤差,所以導軌應安放水平,選項A不符合題意.擋光片傾斜會導致?lián)豕馄瑢挾炔坏扔趽豕怆A段小車通過的位移,使計算速度誤差增大,選項B符合題意.兩小車質量不相等,兩小車碰后連在一起,均不會增大試驗誤差,選項C、D不符合題意.答案:B4.關于動量,下列說法正確的是 ()A.速度大的物體,它的動量肯定也大B.動量大的物體,它的速度肯定也大C.只要物體運動的速度大小不變,物體的動量就保持不變D.質量肯定的物體,動量變更量越大,該物體的速度變更量肯定越大解析:動量由質量和速度共同確定,只有質量和速度的乘積大,動量才大,選項A、B均錯誤.動量是矢量,只要速度方向變更,動量就發(fā)生變更,選項C錯誤.由Δp=mΔv知,選項D正確.答案:D5.(多選)在任何相等時間內,物體動量的變更量總是相等的運動可能是 ()A.勻速圓周運動B.勻變速直線運動C.自由落體運動 D.平拋運動解析:物體做勻變速直線運動、自由落體運動、平拋運動所受的合力恒定不變,加速度恒定,所以在相等的時間內速度的變更量Δv=aΔt恒定,可知在任何相等時間內的動量變更量總相等,而物體做勻速圓周運動時,合力是變力,選項B、C、D均正確,選項A錯誤.答案:BCD6.(多選)第29屆廣州博覽會于2024年10月在廣州舉辦,會上展出了一種乒乓球陪練機器人,該機器人能夠依據發(fā)球人的身體動作和來球信息,剛好調整球拍將球擊回.若機器人將乒乓球以原速率斜向上擊回,球在空中運動一段時間后落到對方的臺面上,忽視空氣阻力和乒乓球的旋轉.下列說法正確的是()A.擊球過程合外力對乒乓球做功為0B.擊球過程乒乓球動量的變更量為0C.在上升過程中,乒乓球處于失重狀態(tài)D.在下落過程中,乒乓球處于超重狀態(tài)解析:球拍將乒乓球原速率擊回,可知乒乓球的動能不變,動量方向發(fā)生變更,即合力做功為0,動量的變更量不為0,選項A正確,選項B錯誤;無論上升還是下降過程中,乒乓球只受重力作用,處于失重狀態(tài),選項C正確,選項D錯誤.答案:AC7.國際排聯(lián)女排大冠軍杯收官日,中國女排擊敗日本,以五戰(zhàn)全勝的成果奪得冠軍.假設運動員將質量為m的排球擊出.假如排球被擊出前后瞬時速度的大小分別為v1、v2,v1與v2方向相反,且v2>v1,那么此過程中排球的動量變更量 ()A.大小為m(v2-v1),方向與v1方向相同B.大小為m(v2+v1),方向與v1方向相同C.大小為m(v2-v1),方向與v2方向相同D.大小為m(v2+v1),方向與v2方向相同解析:取v2的方向為正方向,則末動量p2=mv2,初動量p1=m(-v1),動量變更量Δp=p2-p1=m(v2+v1),方向與v2方向相同,選項D正確.答案:D8.用下圖所示的裝置進行探究碰撞中的不變量試驗:A.先測出滑塊A、B的質量mA、mB及滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ,查出當?shù)氐淖杂陕潴w加速度g;B.用細線連接滑塊A、B,使A、B間的彈簧處于壓縮狀態(tài),滑塊B緊靠桌邊;C.剪斷細線,測出滑塊B做平拋運動落地時的水平位移為x1,滑塊A沿桌面滑行距離為x2.為探究碰撞中的不變量,寫出還需測量的物理量及表示它的字母:,假如碰撞前后mv的和不變,那么應滿意的關系是.

解析:該試驗探究碰撞中的不變量,則有mBvB=mAvA,而vB=x1g2h,vA=所以還需測量桌面離地面的高度h.滿意的關系式是mBx1g2h=mA答案:桌面離地面的高度hmBx1g2h=m【拓展提高】9.物體的動量變更量的大小為5kg·m/s,這說明 ()A.物體的動量在減小B.物體的動量在增大C.物體的動量大小肯定變更D.物體的動量大小可能不變解析:物體的動量變更量的大小為5kg·m/s,動量變更量是矢量,動量變更量的方向與初動量可能同向、可能反向、也可能不在同一條直線上,物體的動量的大小可能增大、可能減小、也可能不變,選項D正確,選項A、B、C錯誤.答案:D10.(2024·湖南卷)物體的運動狀態(tài)可用位置x和動量p描述,稱為相,對應p-x圖像中的一個點.物體運動狀態(tài)的變更可用p-x圖像中的一條曲線來描述,稱為相軌跡.假如一質點沿x軸正方向做初速度為0的勻加速直線運動,則對應的相軌跡可能是 ()ABCD解析:一質點沿x軸正方向做初速度為0的勻加速直線運動,那么位移與速度的關系為x=v22a,而動量表達式為p=mv,聯(lián)合兩式可得p2=2am2x.位移和速度均沿著答案:D11.在足球競賽中,一運動員踢一個質量為0.4kg的足球.(1)若起先時足球的速度是4m/s,方向向右,踢球后,球的速度為10m/s,方向仍向右(如圖甲所示),則足球的初動量p=kg·m/s,方向,足球的末動量p'=kg·m/s,方向;在這一過程中足球動量的變更量Δp=kg·m/s,方向.

甲乙(2)若足球以10m/s的速度撞向球門門柱,然后以3m/s速度反向彈回(如圖乙所示),則這一過程中足球的動量變更量大小是kg·m/s,方向;動能(選填“增加”或“削減”)J.

解析:(1)取向右為正方向,初動量為p=mv=0.4×4kg·m/s=1.6kg·m/s,方向向右;末動量為p'=mv'=0.4×10kg·m/s=4kg·m/s,方向向右.動量的變更量為Δp=p'-p=2.4kg·m/s,方向向右.(2)取向右為正方向,初動量為p1=mv'=0.4×10kg·m/s=4kg·m/s,方向向右;末動量為p2=mv″=0.4×(-3)kg·m/s=-1.2kg·m/s,方向向左.動量的變更量為Δp'=p2-p1=-5.2kg·m/s,負號表示方向向左.動能變更量ΔEk=12mv″2-12mv'-18.2J,即動能削減了18.2J.答案:(1)1.6向右4向右2.4向右(2)5.2向左削減18.212.如圖甲所示,在水平光滑軌道上停著A、B兩輛試驗小車,A車上系有一穿過打點計時器的紙帶.啟動打點計時器,使A車獲得水平向右的速度,A車運動一段距離后,與靜止的B車發(fā)生正碰并連在一起運動.紙帶記錄下碰撞前A車和碰撞后兩車的運動狀況,如圖乙所示.若打點計時器電源頻率為50Hz,則碰撞前A車速度大小為m/s,碰撞后兩車的共同速度大小為m/s.假如已知碰撞過程中mv是不變量,那么mA∶mB=.

甲乙解析:由題中紙帶上點跡位置可知,前兩段間隔均為1.20cm,最終兩段間隔均為0.80cm,碰撞前后小車均做勻速直線運動,碰前速度v=1.200.60m/s,碰后速度v'=0.80×10-20.02m/s=0.40m/s.因為mmA∶mB=2∶1.答案:0.600.402∶113.某同學用如圖所示的裝置探究碰撞中的不變量.先讓a球從斜槽軌道上某固定點由靜止起先滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復10次;再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端旁邊,使其靜止,讓a球仍從原固定點由靜止起先滾下,和b球相碰后兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復10次.(1)本試驗必需測量的物理量有.

A.斜槽軌道末端到水平地面的高度h'B.小球a、b的質量ma、mbC.小球a、b的半徑rD.小球a、b在離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間E.記錄紙上O點到A、B、C各點的距離xOA、xOB、xOCF.a球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h(2)小球a、b的質量應當滿意關系.

(3)放上被碰小球后兩小球下落時間(選填“相等”或“不相等”).

(4)碰后小球a、b的落地點依次是圖中水平面上的點和點.

(5)依據本試驗方法,探究不變量的式子是.

解析:(1)兩小球離開軌道后各自做平拋運動,則兩小球在空中的運動時間t相等,所需探究的表達式為mav0=mava+mbvb,此式兩邊同時乘時間t得mav0t=mavat+mbvbt,即maxOB=maxOA+mbxOC,因此試驗須要測量兩球的質量和兩球做平拋運動的水平位移,故選B、E.(2)為防止碰撞過程入射球反彈,入射球的質量應大于被碰球的質量,即ma>mb.(3)由于兩小球都從軌道末端起先做平拋運動,據平拋運動規(guī)律知,放上被碰小球后兩小球下落時間相等.(4)小球a和小球b相撞后,小球b的速度增大,小球a的速度減小,b球在前,a球在后,兩球都做平拋運動,由圖示可知,未放被碰小球時小球a的落地點為B點,碰撞后a、b的落地點分別為A、C點.(5)由(1)可知,試驗須要驗證的表達式為maxOB=maxOA+mbxOC.答案:(1)BE(2)ma>mb(3)相等(4)AC(5)ma·xOB=ma·xOA+mb·xOC【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】14.某同學把兩塊質量不同的鐵塊用細線連起來,中間夾一被壓縮了的彈簧,如圖所示.將這一系統(tǒng)置于光滑水平桌面上,燒斷細線,視察鐵塊的運動狀況,進行必要的測量,來探究物體間相互作用時的不變量.(1)該同學還必需打算的器材是

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(2)須要干脆測量的數(shù)據是

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(3)用所得數(shù)據探究物體間相互作用時的不變量,得到的關系式是

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解析:本題為設計性