1、动量守恒定律单元过关题(时间:60分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列图片所描述的事例或应用中,没有利用反冲现象的是()解析喷灌装置是利用水流喷出时的反冲作用而运动的,章鱼在水中前行和转向利用了喷出的水的反冲,火箭发射是利用喷气的方式而获得动力的,利用了反冲,故A、B、C不符合题意;码头边轮胎的作用是延长碰撞时间,从而减小作用力,利用的是动量定理而不是反冲,故D符合题意。答案D2.运动员从高处跳到低处时,为了安全,一般都是让脚尖先着地,然后逐渐整个脚着地,这样做是为了()A.减小冲量B.减小动量的变化量C.延长运动员与
2、地面的冲击时间,从而减小冲力D.增大运动员对地面的压强,起到安全作用解析脚尖先着地,然后逐渐整个脚着地,延缓了运动员落地时动量变化所用的时间,人落地过程中动量变化量为定值,根据动量定理可知,这样就减小了地面对人的冲力,故C项正确。答案C3.跳水运动员进行跳水训练时,从起跳到落水前的路径为抛物线,将运动员从最高点到入水前的运动过程记为,运动员入水后到最低点的运动过程记为,忽略空气阻力,则()A.过程中运动员的动量变化率逐渐增大B.过程、中运动员的总动量改变量为零C.过程中运动员的动量改变量等于重力的冲量D.过程中运动员的动量改变量等于重力的冲量解析过程中运动员只受重力作用,所以运动员在该过程的动
3、量改变量等于重力的冲量,有mgt=p,则pt=mg,故A错误,C正确;过程中运动员的初速度不为0,过程中运动员的末速度为0,故过程、中运动员的总动量改变量不为0,B错误;过程中运动员的动量改变量等于合外力的冲量,不等于重力的冲量,故D错误。答案C4.(2020安徽太和第一中学高二开学考试)质量为m的物体沿平直的路面做直线运动,其速度时间图像如图所示。则此物体在0t0和t02t0时间内受到的合外力的冲量分别为()A.0-2mv0B.mv00C.02mv0D.2mv00解析物体在0t0时间内初速度和末速度均为-v0,根据动量定理得到合外力冲量I=0;物体在t02t0时间内初速度为v0,末速度为-v
4、0,根据动量定理得合外力的冲量I=-2mv0,选项A正确。答案A5.(2020江苏常州期中)如图所示,质量为M的盒子放在光滑的水平面上,盒子内表面不光滑,盒内放有一个质量为m的物体。某时刻给物体一个水平向右的初速度v0,则在物体与盒子前、后壁多次往复碰撞后()A.两者的速度均为零B.两者的速度总不会相等C.盒子的最终速度为mv0M,方向水平向右D.盒子的最终速度为mv0M+m,方向水平向右解析选物体与盒子组成的系统为研究对象,由动量守恒定律得mv0=(M+m)v,解得v=mv0M+m,v与v0同向,即方向水平向右,D正确。答案D6.(2020辽宁大连第三十八中学月考)如图所示,一小车停在光滑水
5、平面上,车上一人持枪向车的竖直挡板连续平射,所有子弹全部嵌在挡板内没有穿出,当射击持续了一会儿后停止,则射击停止后小车()A.速度为零B.将向射击方向做匀速运动C.将向射击相反方向做匀速运动D.无法确定解析整个系统水平方向上不受外力,动量守恒,由于初动量为零,所以当子弹向右飞行时,车一定向左运动,根据动量守恒定律,当停止射击时,车速度为零,A正确,B、C、D错误。答案A7.(2020山东月考)质量为2 kg的物体B静止在光滑水平面上,质量为2 kg的物体A在光滑水平面上以速度6 m/s与物体B发生碰撞,则碰后A、B两小球的速度(以A的初速度方向为正方向)可能为()A.vA=5 m/s,vB=1
6、 m/sB.vA=-1 m/s,vB=7 m/sC.vA=4 m/s,vB=2 m/sD.vA=2 m/s,vB=4 m/s解析若碰撞后两球速度方向相同,则A的速度不会大于B的速度,故A、C错误;碰撞前瞬间,A、B系统总动量为p=mAv0=26kgm/s=12kgm/s,碰撞前瞬间,A、B系统总动能为Ek=12mAv02=12262J=36J,将B选项的数据代入,碰撞后瞬间,A、B系统总动量为p=mAvA+mBvB=2(-1)kgm/s+27kgm/s=12kgm/s,碰撞后瞬间,A、B系统总动能为Ek=12mAvA2+12mBvB2=122(-1)2J+12272J=50J,碰撞后动能变大了
7、,不符合实际情况,故B错误;将D选项的数据代入,碰撞后瞬间,A、B系统总动量为p=mAvA+mBvB=22kgm/s+24kgm/s=12kgm/s,碰撞后瞬间,A、B系统总动能为Ek=12mAvA2+12mBvB2=12222J+12242J=20J,碰撞后动能减小了,动量守恒,符合实际情况,所以可能,故D正确。答案D二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分,每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)8.(2020河北石家庄二中月考)水平抛出的在空中飞行的物体,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.在相等的时间间隔内动量的变化相同B.在任何
8、时间内,动量的变化方向都在竖直方向C.在任何时间内,动量对时间的变化率恒定D.在刚抛出的瞬间,动量对时间的变化率为零解析物体所受的合力为重力,相等时间内重力的冲量相等,根据动量定理知,动量的变化相同,故A正确;合力的冲量等于动量的变化量,合力冲量的方向竖直向下,则动量变化的方向竖直向下,故B正确;根据动量定理有mgt=p,则动量的变化率pt=mg,知动量的变化率恒定,等于重力,故C正确,D错误。答案ABC9.放在光滑水平面上的甲、乙两小车中间夹了一压缩轻质弹簧,但不连接,用两手分别控制小车处于静止状态,下列说法正确的是()A.两手同时放开后,系统的总动量为零B.先放开右手,后放开左手,系统的总
9、动量向右C.先放开左手,后放开右手,系统的总动量向右D.两手同时放开,系统总动量不守恒解析当两手同时放开时,系统的合外力为零,所以系统的动量守恒,又因为开始时总动量为零,故系统总动量始终为零,故A正确;先放开右手,右边的小车就向右运动,当再放开左手后,系统所受合外力为零,故系统的动量守恒,开始时总动量方向向右,放开左手后总动量方向也向右,故B正确;先放开左手,左边的小车就向左运动,当再放开右手后,系统所受合外力为零,故系统的动量守恒,且开始时总动量方向向左,放开右手后总动量方向也向左,故C错误;当两手同时放开时,系统的合外力为零,系统的动量守恒,故D错误。答案AB10.如图所示,在光滑的水平支
10、撑面上,有A、B两个小球,A球动量为10 kgm/s,B球动量为12 kgm/s,A球追上B球并相碰,碰撞后,A球动量变为8 kgm/s,方向没变,则A、B两球质量的比值可能为()A.0.5B.0.6C.0.65D.0.75解析A、B两球同向运动,A球要追上B球应满足条件vAvB。两球碰撞过程中动量守恒,动能不会增加,且碰撞结束满足条件vBvA。由vAvB得,pAmApBmB,即mAmBpApB=56=0.83,由碰撞过程动量守恒得pA+pB=pA+pB,解得pB=14kgm/s,由碰撞过程的动能关系得pA22mA+pB22mBpA22mA+pB22mB,mAmB1826=0.69,由vBvA
11、得,pBmBpAmA,mAmBpApB=814=0.57,所以0.57mAmB0.69,选项B、C正确。答案BC三、非选择题(本题共5小题,共57分)11.(7分)(2020四川自贡高二开学考试)某同学用如图甲所示装置验证动量守恒定律。主要实验步骤如下:()将斜槽固定在水平桌面上,调整末端切线水平;()将白纸固定在水平地面上,白纸上面放上复写纸;()确定斜槽末端在水平地面上的投影点O;()让小球A紧贴定位卡由静止释放,记录小球的落地点,重复多次,确定落点的中心位置Q;()将小球B放在斜槽末端,让小球A紧贴定位卡由静止释放,记录两小球的落地点,重复多次,确定A、B两小球落点的中心位置P、R;()
12、用刻度尺测量P、Q、R距O点的距离x1、x2、x3;()用天平测量小球A、B的质量m1、m2;()分析数据,验证等式m1x2=m1x1+m2x3是否成立,从而验证动量守恒定律。请回答下列问题:(1)步骤()用天平测得A的质量为17.0 g。测量小球B的质量时将小球B放在天平的左盘,右盘放上一个5 g砝码,游码如图乙所示位置时天平平衡,则小球B的质量为;(2)如图丙所示是步骤()的示意图。该同学为完成步骤()设计了一个表格,并进行了部分填写,请将其补充完整,。物理量碰前碰后x/cmx2=54.35x1=,x3=79.75mx/gcmm1x2=923.95m1x1+m2x3=解析(1)根据天平的测
13、量原理可知物体B的质量m2=5g+0.8g=5.8g。(2)由题图丙所示刻度尺可知,其分度值为1mm,则x1=26.50cm,由表中实验数据可知m1x1+m2x3=17.026.50gcm+5.879.75gcm=913.05gcm。答案(1)5.8(2)26.50913.0512.(10分)利用如图所示的方式验证碰撞中的动量守恒,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切,先将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放,测量出滑块在水平桌面滑行的距离x1(图甲);然后将小滑块B放在圆弧轨道的最低点,再将A从圆弧轨道的最高点无初速度释放,A与B碰撞后结合为一个整体,测量出整体沿桌面滑动的距
14、离x2(图乙)。圆弧轨道的半径为R,A和B完全相同,重力加速度为g。(1)滑块A运动到圆弧轨道最低点时的速度v=(用R和g表示);(2)滑块与桌面的动摩擦因数=(用R和x1表示);(3)若x1和x2的比值x1x2=,则验证了A和B的碰撞动量守恒。解析(1)A在光滑圆弧面上运动时机械能守恒,则有mgR=12mv2,解得v=2gR;(2)对A下滑的全过程由动能定理分析可知mgR-mgx1=0,解得=Rx1;(3)如果碰撞中动量守恒,则有mv=2mv,对碰后的A、B物体分析,由动能定理可知122mv2=2mgx2,解得x1x2=4,因此只要满足x1x2=4即可证明动量守恒。答案(1)2gR(2)Rx1(3)413.(10分)(2020黑龙江鸡西第一中学高一期末)某物业公司的宣传栏提醒大家:一枚60 g的鸡蛋从17楼(离地面安全帽为45 m高)落下,能砸破安全帽。若鸡蛋与安全帽的作用时间为610-4 s,人的质量为52 kg,重力加速度g取10 m/s2,忽略空气阻力,求安全帽受到的平均冲击力的大小。(结果保留小数点后一位)解析假设鸡蛋到达地面安全帽时的速度为v,鸡蛋从45m高处自由下落,由运动学公式得2gh=v2解得v=30m/s对鸡蛋与安全帽撞击的过程,取向上为正方向由动量定理得
