魯科版2019 高中物理 選修一 第一章 動(dòng)量及其守恒動(dòng)律 單元測試（word解析版）

這是一份魯科版2019 高中物理 選修一 第一章 動(dòng)量及其守恒動(dòng)律 單元測試（word解析版），共18頁。試卷主要包含了選擇題，實(shí)驗(yàn)題，解答題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
?2021-2022學(xué)年魯科版（2019）選擇性必修第一冊
第一章 動(dòng)量及其守恒動(dòng)律 單元測試（解析版）

第I卷（選擇題）
一、選擇題（共40分）
1．一質(zhì)量為的運(yùn)動(dòng)員從下蹲靜止?fàn)顟B(tài)向上起跳，經(jīng)時(shí)間，身體伸直并剛好離開地面，此時(shí)速度為，在此過程中（　?。?br /> A．地面對他的沖量為
B．地面對他的沖量為
C．地面對他的沖量為
D．地面對他的沖量為
2．在光滑水平面上，一靜止的物塊受到一水平力F的作用，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，則下列說法正確的是（　　）

A．在0~4t0時(shí)間內(nèi)，力F做的功為0
B．在2t0時(shí)刻，物體的速度最大
C．在3t0時(shí)刻，物體的加速度最大
D．在0~2t0時(shí)間內(nèi)，力F的沖量為F0t0
3．完全相同的三個(gè)小球a、b、c，在光滑水平面上以相同的速度運(yùn)動(dòng)，分別與原來靜止的三個(gè)質(zhì)量不同而大小相等的小球A、B、C對心碰撞（a碰A，b碰B，c碰C）。碰后a球繼續(xù)沿原來方向運(yùn)動(dòng)；b球靜止；c球被反彈而向后運(yùn)動(dòng)。則可知撞后A、B、C三球中動(dòng)量最大的是（　?。?br /> A．A球 B．B球 C．C球 D．條件不足，無法判斷
4．如圖所示，質(zhì)量為m的小滑塊沿傾角為θ的斜面向上滑動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t1，速度為零并又開始下滑，經(jīng)過時(shí)間t2回到斜面底端，滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中受到的摩擦力大小始終為Ff。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是（　　）

A．重力對滑塊的總沖量為mg（t1＋t2）sinθ
B．支持力對滑塊的總沖量為mg（t1＋t2）cosθ
C．合力的沖量為0
D．摩擦力的總沖量為Ff（t1＋t2）
5．如圖所示，由兩段圓弧和兩段直軌道平滑連接，組成的封閉軌道固定在水平面上，整個(gè)封閉軌道關(guān)于O1O2連線所在直線對稱，在兩小球間壓縮一輕彈簧（彈簧與小球不拴連），用細(xì)線固定并靠著直軌道靜置，不計(jì)一切摩擦。已知r2=2r1，m1=2m2=m，現(xiàn)將細(xì)線燒斷，兩小球進(jìn)入圓弧軌道前彈簧已恢復(fù)原長，小球m1進(jìn)入圓弧軌道時(shí)的速度為v，下列說法中正確的是（　?。?br />
A．兩球進(jìn)入圓弧軌道時(shí)的動(dòng)能之比Ek1：Ek2=2：1
B．兩球進(jìn)入圓弧軌道時(shí)對軌道的壓力之比F1：F2=1：2
C．燒斷細(xì)繩前，彈簧儲(chǔ)存的彈性勢能為Ep=mv2
D．兩球經(jīng)過圓弧軌道的時(shí)間相同
6．如圖所示，水平面上固定著兩根足夠長的平行導(dǎo)槽，質(zhì)量為m的U形管恰好能在兩導(dǎo)槽之間自由滑動(dòng)，一質(zhì)量也為m的小球沿水平方向，以初速度從U形管的一端射入，從另一端射出。已知小球的半徑略小于管道半徑，不計(jì)一切摩擦，下列說法正確的是（　　）

A．該過程中，小球與U形管組成的系統(tǒng)機(jī)械能和動(dòng)量都守恒
B．小球從U形管的另一端射出時(shí)，速度大小為
C．小球運(yùn)動(dòng)到U形管圓弧部分的最左端時(shí)，小球速度大小為
D．小球運(yùn)動(dòng)到U形管圓弧部分的最左端時(shí)，U形管速度大小為
7．城市進(jìn)入高樓時(shí)代后，高空墜物已成為危害極大的社會(huì)安全問題。設(shè)一個(gè) 50 g 的雞蛋從20m高的樓上自由下落，與地面撞擊時(shí)雞蛋的豎直高度為5 cm，認(rèn)為雞蛋下沿落地后，雞蛋上沿的運(yùn)動(dòng)是勻減速運(yùn)動(dòng)，并且上沿運(yùn)動(dòng)到地面時(shí)恰好靜止，以雞蛋的上、下沿落地的時(shí)間間隔作為雞蛋與地面的撞擊時(shí)間，不計(jì)空氣阻力，則雞蛋對地面的平均沖擊力約為（　?。?br />
A．100N B．200N C．600N D．1000N
8．質(zhì)量為m的物塊甲以3 m/s的速度在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，有一輕彈簧固定其上，另一質(zhì)量也為m的物塊乙以4 m/s的速度與甲相向運(yùn)動(dòng)，如圖所示。則（　　）

A．甲、乙兩物塊在彈簧壓縮過程中，兩物塊及彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
B．當(dāng)兩物塊相距最近時(shí)，甲物塊的速率為零
C．當(dāng)甲物塊的速率為1 m/s時(shí)，乙物塊的速率可能為2 m/s，也可能為0
D．甲物塊的速率可能達(dá)到5 m/s
9．如圖所示，長木板A靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量m=2kg的物體B以水平速度v0=3m/s滑上原來靜止的長木板A的上表面，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示，取g=10m/s2，則下列說法正確的是（　　）

A．長木板A獲得的動(dòng)能為4J
B．長木板的質(zhì)量為4kg
C．長木板A的最小長度為1m
D．A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2
10．如圖所示，光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運(yùn)動(dòng)。兩球質(zhì)量關(guān)系為mB=2mA，規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動(dòng)量均為6kg·m/s，運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動(dòng)量增量為-4kg·m/s，則（　?。?br />
A．左方是A球
B．碰撞后A、B兩球速度大小之比為1：10
C．碰撞后A、B兩球速度大小之比為2：5
D．該碰撞為非彈性碰撞

第II卷（非選擇題）
二、實(shí)驗(yàn)題（共15分）
11．長沙烈士公園里有一種用塑料子彈打氣球的玩具槍。小明想在忽略槍管與子彈摩擦的條件下去測定槍內(nèi)彈簧壓縮后的彈性勢能。開始時(shí)，小明想讓槍在某高度平射，測量子彈的射程，從而求出子彈的速度，再求子彈的動(dòng)能，即為彈簧的彈性勢能?？墒沁@種塑料子彈射程較大，且長時(shí)間飛行的子彈受空氣阻力影響也很大，給精確測量帶來了困難。于是，小明想了個(gè)辦法：如圖所示，將一裝有橡皮泥的小紙盒支在一根豎直桿的頂端，將玩具槍水平固定，且槍口抵近小紙盒，打出的子彈射入紙盒內(nèi)不會(huì)穿出。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，小明測出子彈的質(zhì)量為m，裝有橡皮泥紙盒的總質(zhì)量為M，槍口到水平地面高度為h，紙盒落地點(diǎn)到桿下端的距離為x，忽略桿頂對盒子的摩擦。

（1）由所測定的物理量，得到子彈進(jìn)入小紙盒后的共同速度是_______________；
（2）壓縮彈簧的彈性勢能是_________________。
12．用如圖所示的裝置可以完成“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)。

(1)若實(shí)驗(yàn)中選取的A、B兩球半徑相同，為了使A、B發(fā)生一維碰撞，應(yīng)使兩球懸線長度________，懸點(diǎn)O1、O2之間的距離等于________。
(2)若A、B兩球的半徑不相同，利用本裝置能否完成實(shí)驗(yàn)？______如果你認(rèn)為能完成，請說明如何調(diào)節(jié)？_______

三、解答題（共45分）
13．如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的物塊A和質(zhì)量為M=2kg的物塊B靠在一起靜止在水平面上，A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，兩物塊用長為L=1m的輕繩連接現(xiàn)對物塊B施加斜向上與水平方向成、大小為10N的拉力F，使物塊B開始運(yùn)動(dòng)，兩物塊與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求∶
（1）繩子伸直前瞬間物體B的速度v；
（2）若繩子在極短時(shí)間內(nèi)繃直，且繃直后立即撤去拉力F。則物塊A向右運(yùn)動(dòng)的最大位移x。






14．我國自行研制、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代大型噴氣式客機(jī)C919首飛成功后，拉開了全面試驗(yàn)試飛的新征程，假設(shè)飛機(jī)在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位移x=1.6×103 m時(shí)才能達(dá)到起飛所要求的速度v=80 m/s，已知飛機(jī)質(zhì)量m=7.0×104 kg，滑跑時(shí)受到的阻力為自身重力的0.1倍，重力加速度取g=10m/s2，求飛機(jī)滑跑過程中：
（1）加速度a的大?。?br /> （2）牽引力F的大?。?br /> （3）牽引力F的沖量大小I。



15．如圖所示，兩個(gè)小球A和B用輕質(zhì)彈簧相連，在光滑的水平直軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài)，在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P，右邊有一小球C沿軌道以速度v0射向B球，C與B發(fā)生碰撞并立即結(jié)成一個(gè)整體D。在它們繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)的過程中，當(dāng)彈簧長度壓縮到最短時(shí)，長度突然被鎖定，不再改變，鎖定過程不改變系統(tǒng)動(dòng)量和機(jī)械能，然后，A球與擋板P發(fā)生碰撞，碰后A、D都靜止不動(dòng)，A與P接觸而不粘連。已知A、B、C三球的質(zhì)量均為m。
（1）求整體D剛結(jié)成時(shí)的速度；
（2）當(dāng)彈簧長度剛被鎖定時(shí)，求：
①A球的速度；
②此時(shí)彈簧的彈性勢能；
（3）從開始到最后A、D都靜止不動(dòng)的過程中，求AB、C和彈簧組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能。




16．如圖甲所示，在水平桌面上放置一質(zhì)量M為0.4kg且足夠長的木板，木板上再疊放一質(zhì)量m為0.1kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），木板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1為0.6，滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2為0.4，開始時(shí)滑塊與木板均靜止．重力加速度g取10m/s2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，現(xiàn)給長木板施加一個(gè)水平向右持續(xù)作用的外力F。
（1）若F=4N，試求長木板的加速度大??；
（2）若外力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系為F=0.5t，試通過計(jì)算在圖乙中畫出從t=0時(shí)刻開始后滑塊與長木板間摩擦力大小隨時(shí)間變化的圖線（要求圖線對應(yīng)的時(shí)間超過12s）；
（3）若外力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系為F=0.5t，當(dāng)滑塊相對于木板剛要滑動(dòng)時(shí)撤去外力F，求此時(shí)滑塊運(yùn)動(dòng)的速率，以及當(dāng)兩者都停止運(yùn)動(dòng)時(shí)滑塊相對木板滑動(dòng)的距離。


參考答案
1．A
【詳解】
取向上為正，人從下蹲起跳，經(jīng)?t時(shí)間速度為v，對此過程應(yīng)用動(dòng)量定理得
I-mg?t=mv-0
解得在此過程中，地面對他的沖量
I=mv+mg?t
A正確。
故選A。
2．A
【詳解】
A．F-t圖像與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積表示沖量。由題圖可知，0~4t0時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)的合沖量為0，根據(jù)動(dòng)量定理可知物體的末速度為0，根據(jù)動(dòng)能定理可知0~4t0時(shí)間內(nèi)F做的功為0，故A正確；
BD．0~2t0時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)的合沖量為0，根據(jù)動(dòng)量定理可知2t0時(shí)刻物體的速度為0，故BD錯(cuò)誤；
C．在3t0時(shí)刻，F(xiàn)為0，所以物體的加速度為0，故C錯(cuò)誤。
故選A。
3．C
【詳解】
規(guī)定三個(gè)小球原來運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：對a與A，有


對b與B，有
pb=PB
對c與C，有


因?yàn)閍、b、c三個(gè)小球的質(zhì)量相等，速度相同，則有
pa=pb=pc
可知C球的動(dòng)量最大，ABD錯(cuò)誤，C正確。
故選C。

4．B
【詳解】
A．根據(jù)公式，可知重力對滑塊的總沖量為

A錯(cuò)誤；
B．支持力對滑塊的總沖量為

B正確；
C．整個(gè)過程中小滑塊的動(dòng)量發(fā)生了改變，故合力的總沖量不為0，C錯(cuò)誤；
D．上滑過程和下滑過程摩擦力的方向相反，故若以沿斜面向上為正方向，摩擦力的總沖量為

D錯(cuò)誤。
故選B。
5．C
【詳解】
A．對兩球組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律可知

解得

兩球進(jìn)入圓弧軌道時(shí)的動(dòng)能之比

選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)

可得兩球進(jìn)入圓弧軌道時(shí)對軌道的壓力之比

選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．燒斷細(xì)繩前，彈簧儲(chǔ)存的彈性勢能為

選項(xiàng)C正確；
D．設(shè)左邊小圓弧所對圓心角為θ，則大圓弧所對圓心角為2π-θ兩球經(jīng)過圓弧軌道的時(shí)間之比

選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選C。
6．D
【詳解】
A．由于不計(jì)一切摩擦，在小球與U形管相互作用過程中，小球的動(dòng)能只能與U形管的動(dòng)能發(fā)生轉(zhuǎn)移，故小球與U形管組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，系統(tǒng)沿導(dǎo)槽方向所受合外力為零，小球與U形管組成的系統(tǒng)沿導(dǎo)槽方向動(dòng)量守恒，故A錯(cuò)誤；
B．小球從U形管的另一端射出時(shí)，小球與U形管系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故

沿著軌道方向，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向左為正方向，故

解得小球從U形管的另一端射出時(shí)，U形管速度為v0，小球速度大小為0，故B錯(cuò)誤；
CD．小球運(yùn)動(dòng)到U形管圓弧部分的最左端過程，沿著軌道方向，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向左為正方向，設(shè)小球與U形管的速度為vx，由動(dòng)量守恒定律得

解得

設(shè)小球的合速度為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得

解得

故C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
7．B
【詳解】
設(shè)雞蛋落地瞬間的速度為v

解得

雞蛋落地過程的平均速度為

雞蛋與地面撞擊的時(shí)間為

取向上為正方向，在雞蛋落地過程中，由動(dòng)量定理可得

解得

故選B。
8．AC
【詳解】
A．甲、乙兩物塊在彈簧壓縮過程中，甲、乙兩物塊及彈簧組成的系統(tǒng)所受的合外力為零，動(dòng)量守恒，A正確；
B．當(dāng)兩物塊相距最近時(shí)速度相同，取碰撞前乙的速度方向?yàn)檎较?，設(shè)共同速率為v，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有
mv乙－mv甲＝2mv
解得
v＝0.5 m/s
B錯(cuò)誤；
C．若物塊甲的速率為1 m/s，方向與原來相同，則由
mv乙－mv甲＝－mv′甲＋mv′乙
解得
v′乙＝2 m/s
若物塊甲的速率為1 m/s，方向與原來相反，則由
mv乙－mv甲＝mv甲′＋mv乙′
解得
v乙′＝0
C正確；
D．若物塊甲的速率達(dá)到5 m/s，方向與原來相同，則
mv乙－mv甲＝－mv甲′＋mv乙′
解得
v乙′＝6 m/s
兩個(gè)物塊的速率都增大，動(dòng)能都增大，違反了能量守恒定律；若物塊甲的速率達(dá)到5 m/s，方向與原來相反，則
mv乙－mv甲＝mv甲′＋mv乙′
解得
v乙′＝－4 m/s
碰撞后，乙的動(dòng)能不變，甲的動(dòng)能增加，系統(tǒng)總動(dòng)能增加，違反了能量守恒定律，所以物塊甲的速率不可能達(dá)到5 m/s，D錯(cuò)誤。
故選AC。
9．BD
【詳解】
AB．根據(jù)動(dòng)量守恒

由于最終速度相等為1m/s，可知

因此A獲得的動(dòng)能

選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；
C．在1s內(nèi)，兩個(gè)物體相對位移就是它們與時(shí)間軸圍成的面積差，即板的最短長度

C錯(cuò)誤；
D．系統(tǒng)損失的機(jī)械能

可知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)
μ=0.2
D正確。
故選BD。
10．AC
【詳解】
A．光滑水平面上大小相同A、B兩球在發(fā)生碰撞，規(guī)定向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律可得

由于碰后A球的動(dòng)量增量為負(fù)值，所以左方是A球，故A正確；
BC．碰后A球的動(dòng)量為2kg·m/s，所以碰后B球的動(dòng)量是增加的，為。由于兩球質(zhì)量關(guān)系為mB=2mA，那么碰撞后A、B兩球速度大小之比2:5，故B錯(cuò)誤，C正確；
D．碰撞前系統(tǒng)的總能量為

碰后系統(tǒng)的總能量為

因此系統(tǒng)機(jī)械能不變，為彈性碰撞，故D錯(cuò)誤。
故選AC。
11．
【詳解】
（1）[1]盒子做平拋運(yùn)動(dòng)，有


聯(lián)立解得，共同速度為：；
（2）[2]令子彈射出槍口的速度為，由動(dòng)量守恒，有

解得：；
彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為子彈的動(dòng)能，可得

12．相等 球的直徑 能 見解析
【詳解】
(1)[1][2]為了保證一維碰撞，碰撞點(diǎn)應(yīng)與兩球在同一條水平線上。故兩球懸線長度相等，O1、O2之間的距離等于球的直徑。
(2)[3][4]如果兩球的半徑不相等，也可完成實(shí)驗(yàn)。調(diào)整裝置時(shí)，應(yīng)使O1、O2之間的距離等于兩球的半徑之和，兩球靜止時(shí)，球心在同一水平高度上。
13．（1）；（2）
【詳解】
（1）繩子繃直前，B做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為

代入數(shù)據(jù)得

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

解得繩子伸直前瞬間物體B的速度

（2）繩子繃直過程中，A、B兩物體動(dòng)量守恒，且繃直后速度相等，由動(dòng)量守恒得

解得

撤去拉力F后，A、B加速度相等

一起做勻減速運(yùn)動(dòng)，減速到0的位移為

14．（1）；（2）；（3）
【詳解】
（1）根據(jù)

解得

（2）根據(jù)牛頓第二定律


解得

（3）飛機(jī)滑行的時(shí)間

牽引力F的沖量

15．（1）；（2）①；②；（3）
【詳解】
（1）由題知與碰撞后立即成為一個(gè)整體，以與為一個(gè)系統(tǒng)，，則由碰撞前后動(dòng)量守恒

得

則剛結(jié)成時(shí)的速度為

（2）①由題意可知，三球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，彈簧壓縮到最短時(shí)，三球共速，則根據(jù)動(dòng)量守恒得


所以，彈簧長度剛被鎖定時(shí)的速度為
②以為一個(gè)系統(tǒng)，初末狀態(tài)能量守恒，初狀態(tài)

末狀態(tài)

得

（3）根據(jù)題意可知，以和彈簧為一個(gè)系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒，其損失的機(jī)械能為其共同的動(dòng)能為

所以其損失的機(jī)械能為

16．（1）2m/s2；（2）見解析；（3）8m/s，3.1m
【詳解】
(1)假設(shè)長木板與物塊相對靜止時(shí)，當(dāng)物塊受到的靜摩擦力達(dá)最大值時(shí)，由牛頓第二定律可得

解得物塊最大加速度為

對長木板與物塊整體，滑塊將要滑動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律可得

解得
F0=5N
長木板與地面最大靜摩擦力為

因?yàn)?br /> fm