新教材2025版高中物理單元素養(yǎng)評價一第一章動量與動量守恒定律教科版選擇性必修第一冊

單元素養(yǎng)評價(一)(時間：75分鐘滿分：100分)一、選擇題：本題共10小題，共46分．在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8～10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．1．物體甲的質(zhì)量為m1，物體乙的質(zhì)量為m2，若甲、乙運動的動量大小相等，則甲、乙的動能之比為()A．m2m1B．m1m22．如圖所示，物體B被釘牢在放于光滑水平地面的平板小車上，物體A以速率v沿水平粗糙車板向著B運動并發(fā)生碰撞。則()A．對于A與B組成的系統(tǒng)動量守恒B．對于A、B與小車組成的系統(tǒng)動量守恒C．對于A與小車組成的系統(tǒng)動量守恒D．對于A、B與小車組成的系統(tǒng)動能守恒3．人靜止于光滑水平冰面上，現(xiàn)欲前進，則可行的方法是()A．向后踢腿B．手臂向后甩C．在冰上滾D．脫去外衣向后擲去4．生活中，高空拋物造成損傷的案例并不少見，高空拋物也因此被稱為“懸在城市上方的痛”和“頭頂上的平安”，是社會廣為關(guān)注的焦點問題．某小孩不慎將一個蘋果從四樓窗臺沿墻面方向水平拋出，蘋果在空中依次飛過三個完全相同的窗戶1、2、3.圖中曲線為蘋果在空中運行的軌跡．若不計空氣阻力的影響，以下說法正確的是()A．蘋果通過第一個窗戶過程中重力作用的沖量最大B．蘋果通過其次個窗戶過程中重力作用的沖量最大C．蘋果通過第三個窗戶過程中重力作用的沖量最大D．蘋果通過各個窗戶過程中重力作用的沖量相等5．2024年9月21日7時15分，在酒泉衛(wèi)星放射中心運用長征二號丁運載火箭勝利放射云海一號03星．現(xiàn)將火箭放射看成如下模型：靜止時火箭總質(zhì)量M＝21kg，火箭噴氣發(fā)動機豎直向下噴出質(zhì)量m＝1000g的高溫氣體，氣體被噴出時相對地面的速度大小v0＝840m/s，火箭獲得某一速度放射出去．火箭噴出氣體的過程中空氣阻力可忽視不計，則火箭獲得的速度大小為()A．40m/sB．42m/sC．420m/sD．4000m/s6．如圖，質(zhì)量為M的凹槽靜止在光滑水平面上，末端與光滑水平地面相切，現(xiàn)使質(zhì)量為m的小球從凹槽上距水平地面高為h的地方由靜止滑下，重力加速度為g，忽視一切摩擦，小球可看作質(zhì)點，則()A.小球?qū)π泵娴膲毫Σ粚π泵孀龉．小球所受重力對小球做正功，小球所受支持力對小球做負功C．最終小球速度大小為2mghD．最終斜面速度大小為2mgh7．質(zhì)量相等的甲、乙兩球放在光滑的水平面上，它們之間用細線相連，起先時細線處于松弛狀態(tài)．現(xiàn)使兩球反向運動，v甲＝3m/s，v乙＝－2m/s，如圖所示，當細繩拉緊時突然繃斷，這以后兩球的運動狀況可能是()A．v′甲＝2.5m/s，v′乙＝1m/sB．v′甲＝1.5m/s，v′乙＝－0.5m/sC．v′甲＝0，v′乙＝1m/sD．v′甲＝4m/s，v′乙＝－3m/s8．如圖所示，三輛完全相同的平板小車a、b、c成始終線排列，靜止在光滑水平面上．c車上有一小孩跳到b車上，接著又馬上從b車跳到a車上．小孩跳離c車和b車時對地的水平速度相同．他跳到a車上相對a車保持靜止，此后()A．a(chǎn)、b兩車運動速率相等B．a(chǎn)、c兩車運動速率相等C．三輛車的速率關(guān)系vc＞va＞vbD．a(chǎn)、c兩車運動方向相反9．一機槍架在湖中小船上，船正以1m/s的速度前進，小船及機槍總質(zhì)量M＝200kg，每顆子彈質(zhì)量為m＝20g，在水平方向機槍以v＝600m/s的對地速度射出子彈，打出5顆子彈后船的速度可能為()A．1.2m/sB．2m/sC．0.8m/sD．0.5m/s10．如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的物塊A、B靜止在光滑的水平面上，m2＝3m1，輕彈簧與物塊B連接，給物塊A一個水平向右、大小為v0的初速度，A與彈簧接觸后壓縮彈簧，A、B運動過程中始終在一條直線上，當物塊A與輕彈簧分別時，物塊A的速度大小為v1，物塊B的速度大小為v2，則下列推斷正確的是()A．v1與v2方向相同B．v1與v2方向相反C．v2＝v1D．v2＝3v1二、非選擇題：本題共5小題，共54分．11．(8分)小明同學(xué)在做“探究碰撞中的不變量”的試驗，裝置如圖甲所示．(1)圖中O點是小球拋出點在地面上的豎直投影．以下步驟必要的是________(有多個選項符合題目要求)．A．用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2B．測量小球m1起先釋放高度hC．測量拋出點距地面的高度HD．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、NE．測量平拋射程OM，OP，ON(2)若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為________________________(用(1)中測量的量表示)；若碰撞是彈性碰撞，那么還應(yīng)滿意的表達式為__________________(用(1)中測量的量表示)．(3)經(jīng)測定，m1＝45.0g、m2＝7.5g，小球落地點的平均位置到O點的距離如圖乙所示．試驗中若僅更換兩個小球的材質(zhì)，但保證小球質(zhì)量和其它試驗條件不變，可以使被撞小球做平拋運動的射程增大．請分析計算出被撞小球m2平拋運動射程ON的最大值為________cm(此結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．12.(8分)一質(zhì)量為1kg的物塊放在水平地面上的A點，距離A點10m的位置B處是一面墻，如圖所示，物塊以v0＝10m/s的初速度從A點沿AB方向運動，在與墻壁碰撞前瞬間的速度為8m/s.(g取10m/s2)．求：(1)物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)；(2)若碰后物體以大小6m/s的速度反向運動，碰撞時間為0.04s，求碰撞過程中墻面對物塊平均作用力F.13.(10分)如圖所示，光滑水平面上A、B兩小車質(zhì)量都是M，A車前站立一質(zhì)量為m的人，兩車在同始終線上相向運動．為避開兩車相撞，人從A車跳到B車上，最終A車停止運動，B車獲得反向速度v0，試求：(1)兩小車和人組成的系統(tǒng)的初動量大小；(2)為避開兩車相撞，若要求人跳動速度盡量小，則人跳上B車后，A車的速度多大．14.(12分)如圖所示，在光滑的水平冰面上放置一個光滑的曲面體，曲面體的右側(cè)與冰面相切，一個坐在冰車上的小孩手扶一球靜止在冰面上．已知小孩和冰車的總質(zhì)量為m1＝40kg，球的質(zhì)量為m2＝10kg，曲面體的質(zhì)量為m3＝10kg，g取10m/s2.某時刻小孩將球以v0＝4m/s的水平速度向曲面體推出，推出后，球沿曲面體上升(球不會越過曲面體)．求：(1)推出球后，小孩和冰車的速度大小v1；(2)球在曲面體上升的最大高度h.15.(16分)如圖，半徑R＝0.45m光滑的四分之一圓弧軌道PQ豎直固定于光滑水平面上，底端與一質(zhì)量為M＝2kg的小車的上表面相切，一質(zhì)量m＝3kg的小物塊從圓弧軌道最高點P由靜止釋放，經(jīng)Q點后滑上靜止的小車，小車與小物塊間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，小車與墻碰撞的時間極短且為彈性碰撞．已知小車與墻碰撞前，小車與小物塊的速度已經(jīng)相同，重力加速度g＝10m/s2求：(1)小物塊滑到Q點時的動量大小；(2)小物塊與小車第一次相對靜止時的速度大小；(3)若小車與墻第一次碰撞后，物塊恰好沒有從小車上滑出去，則小車的長度為多少．單元素養(yǎng)評價(一)1．解析：依據(jù)動量和動能的表達式p＝mv，Ek＝12mv2可知Ek＝p22m，則可得甲、乙的動能之比為Ek1Ek2＝m2m答案：A2．解析：對于A與B組成的系統(tǒng)，由于受到小車給它們的摩擦力作用，因此系統(tǒng)合外力不為零，故系統(tǒng)動量不守恒，A錯誤；對于A、B與小車組成的系統(tǒng)，摩擦力屬于內(nèi)力，系統(tǒng)合外力為零，因此系統(tǒng)動量守恒，B正確；對于A與小車組成的系統(tǒng)，受到B施加給小車的靜摩擦力作用，因此系統(tǒng)動量不守恒，C錯誤；對于A、B與小車組成的系統(tǒng)由于克服阻力做功，動能不守恒，D錯誤．答案：B3．解析：人在光滑水平冰面上，所受合力為零，系統(tǒng)動量守恒，只有拋出一個物體，使人獲得一個反向的速度，人才會做反沖運動，D正確．答案：D4．解析：蘋果做平拋運動，在豎直方向上做自由落體運動，速度越來越大，1、2、3個窗戶的高度一樣，所以蘋果通過三個窗戶所用的時間越來越短，蘋果經(jīng)過第一個窗戶所用的時間最長，所以蘋果通過第一個窗戶過程重力作用的沖量最大，A正確，B、C、D錯誤．答案：A5．解析：噴出氣體過程中重力和空氣阻力可忽視不計，在火箭放射的過程中二者組成的系統(tǒng)豎直方向的動量守恒；以噴出氣體的速度方向為正方向，由動量守恒定律得mv0＋(M－m)v＝0，代入數(shù)據(jù)解得v＝－42m/s，負號表示方向向上，B正確．答案：B6．解析：忽視一切摩擦，小球和凹槽組成的系統(tǒng)機械能守恒，由于反沖作用，凹槽獲得向右的速度，動能增加，依據(jù)動能定理可知合外力對斜面做正功，而凹槽本身的重力和地面對凹槽的支持力在此過程中始終不做功，由此可以斷定小球?qū)π泵娴膲毫π泵孀稣?，A錯誤；小球高度降低，重力做正功，小球和凹槽組成的系統(tǒng)機械能守恒，凹槽的機械能增加，則小球的機械能減小，由此可知，除重力之外的其它外力對小球做負功，使得小球的機械能減小，即小球所受支持力對小球做負功，B正確；系統(tǒng)機械能守恒、水平方向動量守恒，設(shè)小球和斜面最終的速度大小分別為v1、v2，則有mgh＝12mv12+12mv22，mv1＝Mv2，解得v1＝2Mgh答案：B7．解析：當細繩拉緊時突然繃斷，滿意動量守恒，規(guī)定向左為正方向m甲v甲＋m乙v乙＝m甲v′甲＋m乙v′乙，因為兩球質(zhì)量相等，所以v甲＋v乙＝v′甲＋v′乙，代入選項A數(shù)據(jù)，不滿意條件，故A錯誤；代入選項B數(shù)據(jù)，滿意v甲＋v乙＝v′甲＋v′乙，且滿意12m甲v甲2＋12m乙v乙2>12m甲v'甲2答案：B8．解析：若人跳離b、c車時速度為v，以人和c車組成的系統(tǒng)為探討對象，由動量守恒定律，得0＝－M車vc＋m人v，對人和b車，m人v＝－M車vb＋m人v，對人和a車，m人v＝(M車＋m人)·va，解得vc＝m人vM車，vb＝0，va＝m人vM車m人，即vc>va答案：CD9．解析：當子彈速度方向與小船速度方向相同時，設(shè)打出5顆子彈后船的速度為v1，依據(jù)動量守恒定律有Mv0＝(M－5m)v1＋5mv，解得v1≈0.7m/s.當子彈速度方向與小船速度方向相反時，設(shè)打出5顆子彈后船的速度為v2，依據(jù)動量守恒定律有Mv0＝(M－5m)v2－5mv，解得v2≈1.3m/s，由于子彈的速度方向可以在v1和v2之間180°范圍內(nèi)改變，所以船的速度范圍是0.7m/s≤v船≤1.3m/s，A、C可能，B、D不行能．答案：AC10．解析：以v0方向為正方向，依據(jù)題意，由動量守恒可得m1v0＝m1v1＋m2v2，由機械能守恒可得12m1v02＝12m1v12+12m2v22，解得v1＝m1-m2m1+m2v0，v2＝2m1答案：BC11．解析：(1)探究碰撞中的不變量，須要用到小球的質(zhì)量，需測量質(zhì)量，故A正確；兩球是水平正碰，只須讓m1從同一位置釋放，求出水平速度即可，所以須要找到兩球落點的位置，測量碰前和碰后兩球的水平位移，依據(jù)v＝xt就能求出兩球碰撞時的速度，所以不須要知道測量小球m1起先釋放的高度h和拋出點距地面的高度H，故D、E正確，B、C錯誤．(2)動量守恒得表達式為m1v0＝m1v1＋m2v2，即m1·OPt＝m1·OMt＋m2·ONt，則可得m1·OP＝m1·OM＋m2·ON.若碰撞是彈性碰撞，系統(tǒng)的機械能也守恒，則有12m1v02＝12m1v1212m2v22，即m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2.(3)依據(jù)以上動量守恒和機械能守恒可得v答案：(1)ADE(2)m1·OP＝m1·OM＋m2·ONm1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2或OP＋OM＝ON(3)76.812．解析：(1)由動能定理得－μmgLAB＝12mvB2-代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.18(2)取向左為正方向，由動量定理得Ft＝mv′B－(－mvB)代入數(shù)據(jù)解得F＝350N.答案：(1)0.18(2)350N13．解析：(1)光滑水平面上，兩小車與人系統(tǒng)動量守恒，所以兩小車和人組成的系統(tǒng)的初動量就等于最終A車停止運動，B車獲得反向速度時系統(tǒng)的動量，所以由系統(tǒng)動量守恒p＝(M＋m)v0.(2)為避開兩車恰好發(fā)生碰撞，最終兩車和人具有相同速度，設(shè)共速的速度為v1，由系統(tǒng)動量守恒(M＋m)v0＝(2M＋m)v1解得v1＝M+m2答案：(1)(M＋m)v0(2)M+m14．解析：(1)以球、小孩和冰車組成的系統(tǒng)為探討對象，取水平向左為正方向由動量守恒定律得m2v0－m1v1＝0解得v1＝1m/s(2)以球和曲面體組成的系統(tǒng)為探討對象，取水平向左為正方向由水平方向動量守恒得m2v0＝(m2＋m3)v2球在曲面體上升的過程，由機械能守恒定律得12m2v02聯(lián)立解得h＝0.4m答案：(1)1m/s(2)0.4m15．解析：(1)小物塊滑到Q點時，由題意及機械能守恒可得mgR＝12mvv＝3m/s則其動