2024-2025年新教材高中物理第一章動(dòng)量守恒定律3動(dòng)量守恒定律練習(xí)含解析新人教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGE6-動(dòng)量守恒定律eq\f(基礎(chǔ)鞏固練,25分鐘·滿分60分)一、選擇題(本題6小題，每題7分，共42分)1．如圖所示，兩位同學(xué)穿旱冰鞋，面對(duì)面站立不動(dòng)，互推后向相反的方向運(yùn)動(dòng)，不計(jì)摩擦阻力，下列推斷正確的是(C)A．互推后兩同學(xué)總動(dòng)量增加B．互推后兩同學(xué)動(dòng)量相等C．分別時(shí)質(zhì)量大的同學(xué)的速度小一些D．互推過程中機(jī)械能守恒解析：兩位同學(xué)組成的系統(tǒng)，所受外力之和為零，動(dòng)量守恒，則m1v1＝m2v2，p1與p2大小相等，方向相反，A、B不正確；若m1＞m2，則v1＜v2，C正確；互推過程中兩同學(xué)的動(dòng)能增大，機(jī)械能增加，D不正確。2．如圖所示，光滑圓槽質(zhì)量為M，靜止在光滑的水平面上，其內(nèi)表面有一小球被細(xì)線吊著恰位于槽的邊緣處，如將線燒斷，小球滑到另一邊的最高點(diǎn)時(shí)，圓槽的速度為(A)A．0 B．向左C．向右 D．不能確定解析：把小球m和物體M作為一個(gè)系統(tǒng)，因水平面光滑，故系統(tǒng)水平方向不受外力，水平方向動(dòng)量守恒。3．(2024·全國(guó)百所名校模擬統(tǒng)考一)如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，一個(gè)光滑弧形槽靜止放在足夠長(zhǎng)的光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，讓一個(gè)物塊從槽上高h(yuǎn)處由靜止起先下滑。下列說法正確的是(D)A．物塊沿槽下滑的過程中，物塊的機(jī)械能守恒B．物塊沿槽下滑的過程中，物塊與槽組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．從物塊壓縮彈簧到被彈開的過程中，彈簧對(duì)物塊的沖量等于零D．物塊第一次被反彈后肯定不能再次回到槽上高h(yuǎn)處解析：物塊沿槽下滑過程中，物塊與弧形槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，水平方向動(dòng)量守恒，故AB錯(cuò)誤；從物塊壓縮彈簧到被彈開的過程中，物塊受到的沖量等于物塊動(dòng)量的改變，物體的動(dòng)量改變量不為零，故物體受到的沖量不為零，C錯(cuò)誤；物塊反彈后追上弧形槽，上升到最高點(diǎn)時(shí)，物塊和弧形槽具有相同的速度，全過程系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故物塊不能回到槽上高h(yuǎn)處，D正確。4．如圖所示，半徑分別為R和r(R＞r)的甲、乙兩光滑圓軌道安置在同一豎直平面內(nèi)，兩軌道之間由一條光滑水平軌道CD相連，在水平軌道CD上一輕彈簧被a、b兩小球夾住，同時(shí)釋放兩小球，a、b球恰好能通過各自的圓軌道的最高點(diǎn)。則兩小球的質(zhì)量之比為(B)A．eq\f(r,R) B．eq\r(,\f(r,R))C．eq\f(R,r) D．eq\r(,\f(R,r))解析：由動(dòng)量守恒得：mava＝mbvb又va＝eq\r(,gR)，vb＝eq\r(,gr)所以eq\f(ma,mb)＝eq\r(,\f(r,R))，故選B。5．如圖所示，位于光滑水平桌面上的小滑塊P和Q都可視作質(zhì)點(diǎn)且質(zhì)量相等。Q與輕質(zhì)彈簧相連。設(shè)Q靜止，P以某一初速度向Q運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞。在整個(gè)碰撞過程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能等于(B)A．P的初動(dòng)能 B．P的初動(dòng)能的eq\f(1,2)C．P的初動(dòng)能的eq\f(1,3) D．P的初動(dòng)能的eq\f(1,4)解析：當(dāng)P與Q有共同速度時(shí)，彈簧具有最大彈性勢(shì)能，由動(dòng)量守恒得：mv0＝2mv由能量守恒得：eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝Ep＋eq\f(1,2)2mv2解得Ep＝eq\f(1,4)mveq\o\al(2,0)，故選項(xiàng)B正確。6．(2024·云南省騰沖市第八中學(xué)高二下學(xué)期期中)如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為M的木塊，木塊與輕彈簧水平相連，彈簧的另一端連在豎直墻上，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0擊中木塊，并嵌在其中，木塊壓縮彈簧后在水平面做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，木塊自被子彈擊中前到第一次回到原來位置的過程中，木塊受到的合外力的沖量大小為(A)A．eq\f(Mmv0,M＋m) B．2Mv0C．eq\f(2Mmv0,M＋m) D．2mv0解析：由于子彈射入木塊的時(shí)間極短，在瞬間動(dòng)量守恒，依據(jù)動(dòng)量守恒定律得：mv0＝(M＋m)v，解得v＝eq\f(mv0,M＋m)，由機(jī)械能守恒知，木塊回到原來位置的速度大小仍為v，依據(jù)動(dòng)量定理，合外力的沖量I＝Mv＝eq\f(Mmv0,M＋m)，故A正確，BCD錯(cuò)誤。二、非選擇題(共18分)7．(8分)某同學(xué)質(zhì)量為60kg，在軍事訓(xùn)練中要求他從岸上以2m/s的速度跳到一條向他緩緩飄來的小船上，然后去執(zhí)行任務(wù)，小船的質(zhì)量是140kg，原來的速度是0.5m/s，該同學(xué)上船后又跑了幾步，最終停在船上。此時(shí)小船的速度大小為0.25m/s，此過程該同學(xué)動(dòng)量的改變大小為105解析：由動(dòng)量守恒mv1－Mv2＝(M＋m)v得v＝0.25m/sΔp＝mv1－mv＝105kg·m/s8．(10分)(2024·江蘇省宿遷市高二下學(xué)期期末)冬奧會(huì)短道速滑接力競(jìng)賽中，在光滑的冰面上甲運(yùn)動(dòng)員靜止，以10m/s運(yùn)動(dòng)的乙運(yùn)動(dòng)員從后面去推甲運(yùn)動(dòng)員，甲運(yùn)動(dòng)員以6m/s向前滑行，已知甲、乙運(yùn)動(dòng)員相互作用時(shí)間為1s，甲運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量m1＝70kg、乙運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量m2＝60kg，求：(1)乙運(yùn)動(dòng)員的速度大小；(2)甲、乙運(yùn)動(dòng)員間平均作用力的大小。答案：(1)3m/s(2)F＝420N解析：(1)甲乙運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2，得：v′2＝3m/s(2)甲運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量改變：Δp＝m1v′1－m1v1①對(duì)甲運(yùn)動(dòng)員利用動(dòng)量定理：Δp＝Ft②由①②式可得：F＝420Neq\f(素能等級(jí)練,15分鐘·滿分40分)一、選擇題(本題共2小題，每題8分，共16分)1．一彈丸在飛行到距離地面5m高時(shí)僅有水平速度v＝2m/s，爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出，甲、乙的質(zhì)量比為31。不計(jì)質(zhì)量損失，取重力加速度g＝10m/s2。則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能的是(B)解析：本題有兩種可能狀況，一是甲在前，二是甲在后。甲在前狀況，設(shè)總質(zhì)量為4m，由動(dòng)量守恒得4m×2＝3mv甲＋mv乙，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知，甲圖中兩彈片的速度分別為v甲＝2.5m/s，v乙＝－0.5m/s，不滿意動(dòng)量守恒關(guān)系，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；乙圖中兩彈片的速度分別為v甲＝2.5m/s，v乙＝0.5m/s，滿意動(dòng)量守恒關(guān)系，選項(xiàng)B正確；甲在后狀況，C圖中v甲＝1m/s，v乙＝2m/s，不滿意動(dòng)量守恒關(guān)系，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D圖中，v甲＝－1m/s，v乙＝2．(2024·武漢市新洲一中6月線上考)(多選)如圖所示，三輛完全相同的平板小車a、b、c成始終線排列，質(zhì)量均為M，靜止在光滑水平面上。c車上有一靜止的質(zhì)量為m的小孩?，F(xiàn)跳到b車上，接著又馬上從b車跳到a車上。小孩跳離c車和b車時(shí)對(duì)地的水平速度均為v。小孩跳到a車上后相對(duì)a車保持靜止，則(AD)A．a(chǎn)、b、c、小孩四者組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒B．b、c兩車運(yùn)動(dòng)速率相等C．b的速率為eq\f(m,M)vD．a(chǎn)的速率為eq\f(m,M＋m)v解析：a、b、c、小孩四者組成的系統(tǒng)，水平方向的外力之和為零，水平方向動(dòng)量守恒，故A正確；對(duì)小孩跳離c車的過程，取向右為正方向，對(duì)小孩和c的系統(tǒng)，由水平方向動(dòng)量守恒定律，有0＝mv＋Mvc，解得c車的速度為vc＝－eq\f(mv,M)，負(fù)號(hào)表示方向向左；對(duì)小孩跳上b車再跳離b車的過程，由小孩和b的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，有mv＋0＝Mvb＋mv，解得b車最終的速度為vb＝0，故BC均錯(cuò)誤；對(duì)小孩跳上a車的過程，由動(dòng)量守恒定律，有mv＋0＝(M＋m)va,解得a車的最終速度為va＝eq\f(mv,M＋m)，故D正確。二、非選擇題(共24分)3．(12分)(2024·江西省贛州市崇義中學(xué)高二檢測(cè))如圖所示，木板A質(zhì)量mA＝1kg，足夠長(zhǎng)的木板B質(zhì)量mB＝4kg，質(zhì)量為mC＝1kg的木塊C置于木板B上，水平面光滑，B、C之間有摩擦，起先時(shí)B、C均靜止，現(xiàn)使A以v0＝12m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，與B碰撞后以4m/s速度彈回。求：(1)B運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度大?。?2)C運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度大小。答案：(1)4m/s(2)3.2m/s解析：(1)A與B碰后瞬間，C的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)未變，B速度最大。由A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒(取向右為正方向)有：mAv0＋0＝－mAvA＋mBvB代入數(shù)據(jù)得：vB＝4m/s。(2)B與C相互作用使B減速、C加速，由于B板足夠長(zhǎng)，所以B和C能達(dá)到相同速度，二者共速后，C速度最大，由B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有mBvB＋0＝(mB＋mC)vC代入數(shù)據(jù)得：vC＝3.2m/s4．(12分)如圖所示，在光滑的水平面上有一質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車，小車左端有一質(zhì)量也是m可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，車子的右端固定有一個(gè)處于鎖定狀態(tài)的壓縮輕彈簧(彈簧長(zhǎng)度與車長(zhǎng)相比可忽視)，物塊與小車間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)在給物塊一個(gè)水平向右的初速度v0，物塊剛好能與小車右壁的輕彈簧接觸，此時(shí)彈簧鎖定瞬間解除，當(dāng)物塊再回到左端時(shí)，與小車相對(duì)靜止。求：(1)物塊的初速度v0的大?。?2)彈簧的彈性勢(shì)能Ep。答案：(1)2eq\r(,μgL)(2)μmgL解析：(1)設(shè)物塊與輕彈簧剛好接觸時(shí)的速度為v，