人教版高中物理選修3-5第十六章動量守恒定律單元測試(含解析)/高中物理選修動量守恒定律單元測試一．選擇題（共小題）1．在滑冰場上，甲、乙兩小孩分別坐在滑冰板上，原來靜止不動，在相互猛推一下后分別向相反方向運動，甲在冰上滑行的距離比乙遠。假定兩板與冰面間的動摩擦因數相同，下列判斷正確的是（）A．在推的過程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在推的過程中，甲推乙的時間小于乙推甲的時間C．在分開時，甲的運動速度大于乙的運動速度D．在分開后，甲運動的加速度大小小于乙運動的加速度大小2ABx﹣t圖象如圖所示，其中abAB碰前的圖象，cAB）A．2：3B．1：4C．3：2D．4：33．如圖所示，光滑的四分之一圓弧軌道M靜止在光滑水平面上，一個物塊m在水平地面上以大小為0的初速度向右運動并無能量損失地滑上圓弧軌道，當物塊運動到圓弧軌道上某一位置時，物塊向上的速度為零，此時物塊與圓弧軌道的動能之比為1：2，則此時）A．1：2B．1：3C．1：6D．1：94．假設一小型宇宙飛船沿人造衛(wèi)星的軌道在高空做勻速圓周運動，運動周期為T，如果飛船沿與其速度相反的方向拋出一個物體A，以后的運動可能是（）A．物體A與飛船運動周期都等于TB．物體A的運動周期等于T，而飛船的運動周期小于TC．物體A豎直下落，而飛船在原軌道上運動D．物體A和飛船的運動周期都大于T5．忽然“唵﹣﹣”的一聲，一輛運沙車按著大喇叭轟隆隆的從旁邊開過，小明就想，裝沙時運沙車都是停在沙場傳送帶下，等裝滿沙后再開走，為了提高效率，他覺得應該讓運沙車邊走邊裝沙。設想運沙車沿著固定的水平軌道向前行駛，沙子從傳送帶上勻速地豎直漏下，已知某時刻運沙車前進的速度為v，單位時間從傳送帶上漏下的沙子質量為m，則下列說法中正確的是（）A．若軌道光滑，則運沙車和漏進車的沙組成的系統(tǒng)動量守恒B．若軌道光滑，則運沙車裝的沙越來越多，速度卻能保持不變C．已知此時運沙車所受的軌道阻力為F阻，則要維持運沙車勻速前進，運沙車的牽引力應為F＝F阻D．已知此時運沙車所受的軌道阻力為F阻應為F＝F阻+mv6．若物體在運動過程中，受到的合外力不為零，那么以下說法正確的是（）A．物體的動能一定變化B．物體的動量一定變化C．物體的速度大小和方向一定都變化D．物體的加速度一定變化7時，通常要下蹲后再站起。這樣做是為了（）A．增大運動員的動量變化量B．減小運動員的動量變化量C．減小運動員的動量變化率D．增大地面對運動員的沖量80.8kg度為7m/s，迎面撞上速度為480km/h的飛機，鳥撞飛機的作用時間大約為7.5×﹣s，對飛機的撞擊力約為（）A．1.34105NB．1.4910NC．1.3410ND．1.49105N9150m/s頭遭到一質量約為0.2kg﹣10cm飛機相比可忽略，則飛機受到飛鳥對它的平均作用力的大小約為（）A．5×103NB．5×104NC．5x105ND．5×106N10m的運動員托著質量為Mt時間后再將重物h12歷的時間分別為t1、2，則下面說法中正確的是（）AM+mt1+t2+△M+m（h+h2）B．地面對運動員的沖量為（M+m）（t1+t2+△0C．運動員對重物的沖量為0，運動員對重物做的功為Mgh+h2）D．運動員對重物的沖量為Mgt1+t0二．填空題（共5小題）．碰撞問題中，內力遠大于外力，往往認為動量守恒，則：（1）若兩物體發(fā)生一維碰撞，質量分別為m1和m2，碰前速度分別為1和2，碰后速度分別為v和v'，動量守恒的表達式為：。（2）根據機械能是否守恒，可以判斷碰撞時彈性碰撞還是非彈性碰撞，那么：①彈性碰撞中＝成立（用（1②非彈性碰撞中＞成立（用（1③完全非彈性碰撞最顯著的特征是（用（112A的質量mA＝1kgBmB＝4kgmC＝4kg的木塊C置于木板B上，水平面光滑，B、C之間有摩擦。現使A以v0＝12m/s的初速度向右運動，與B碰撞后以4m/s的速度彈回，則A與B碰撞后瞬間，B的速度為m/s，C運動過程中的最大速度為m/s，整個過程中因為B、C之間的摩擦而產生的總內能為J。13．如圖所示，位于光滑水平桌面上的質量均為m的小滑塊P和Q都視作質點，Q與輕質彈簧相連。靜止在水平面上，P以某一初速度v向Q運動并與彈簧發(fā)生碰撞，在整個過程中，彈簧具有的最大彈性勢能等于P物體的速度為14．在光滑的水平面上有A、B兩輛質量均為m的小車，保持靜止狀態(tài)，A車上站著一個質量為的人，當人從A車跳到B車上，并與B車保持相對靜止，則A車與B車速度大小之比等于A車與B車動量大小之比等于。15．如圖所示，將一質量m的石頭從A點由靜止釋放，石頭陷入泥潭并靜止于C．小球在空中下落的時間為3t，在泥潭中運動的時間為，不計空氣阻力，重力加速度為g陷入泥潭中阻力的沖量大小為，石頭在泥潭中受到平均阻力大小為。三．計算題（共2小題）16M＝40kg的平板車置于光滑的水平地面上，車上有一質量為m＝50kg的上表面距離地面高為h＝0.8m，初始時人和車都靜止?，F在人以v0＝2m/s的水平速度從車的右邊緣向右跳出，不計空氣阻力，g＝10m/s2．求：（1）人跳離車后車的速度大??；（2）人跳車過程人做了多少功；（3）人剛落地時距離平板車右邊緣多遠。17BA以大小為v0的速度水平向右正對B物塊運動并與之發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間很短可不計，碰撞后B物塊運動2m的位移停止。已知AB兩物塊質量分別為mA＝1kgmB＝4kgμ＝0.4，兩物塊可視為質點，重力加速度g＝10m/s2．求：（1）碰撞前瞬間A物塊的速度大小v0；（2）最終A、B物塊間的距離。參考答案與試題解析一．選擇題（共小題）1．在滑冰場上，甲、乙兩小孩分別坐在滑冰板上，原來靜止不動，在相互猛推一下后分別向相反方向運動，甲在冰上滑行的距離比乙遠。假定兩板與冰面間的動摩擦因數相同，下列判斷正確的是（）A．在推的過程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在推的過程中，甲推乙的時間小于乙推甲的時間C．在分開時，甲的運動速度大于乙的運動速度D．在分開后，甲運動的加速度大小小于乙運動的加速度大小【分析】作用力和反作用力一定是兩個物體之間的相互作用力，并且大小相等，方向相反，同時產生同時消失。根據牛頓第二定律和運動學公式分析求解。【解答】解：A、作用力和反作用力一定是兩個物體之間的相互作用力，并且大小相等，在推的過程中，甲的推力等于乙的推力，故A錯誤；B、作用力和反作用力同時產生同時消失。甲推的乙的時間等于乙推甲的時間，故B錯誤；Dμmg＝maa＝μg，即他們的加速度的大小是相同的，故D錯誤；C2＝2ax乙的初速度，故C故選：C。2ABx﹣t圖象如圖所示，其中abAB碰前的圖象，cAB）A．2：3B．1：4C．3：2D．4：3【分析】在位移時間圖象中，斜率表示物體的速度，由圖象可知碰撞前后的速度，根據動量守恒定律可以求出A、B球的質量關系?！窘獯稹拷猓河蓤D示圖象可知，碰撞前，B球的速度：vA＝m/s＝﹣3m/s，B球的速度為：v＝m/s＝2m/s碰撞后，A、B兩球的速度相等，為：vA′＝v′＝v＝m/s＝﹣1m/sA、B組成的系統(tǒng)動量守恒，以碰撞前B的速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mAvA+mBv＝（mA+mB）v代入數據解得：，故ABD錯誤，C正確。故選：C。3．如圖所示，光滑的四分之一圓弧軌道M靜止在光滑水平面上，一個物塊m在水平地面上以大小為0的初速度向右運動并無能量損失地滑上圓弧軌道，當物塊運動到圓弧軌道上某一位置時，物塊向上的速度為零，此時物塊與圓弧軌道的動能之比為1：2，則此時）A．1：2B．1：3C．1：6D．1：9【分析】根據題意判斷動量是否守恒，當向上速度為零，兩物體共速，根據題意求出質量之比，再根據動量守恒和能量守恒求出物塊的動能和勢能之比。【解答】解：因為水平面光滑，m和M看做系統(tǒng)水平方向動量守恒；當物塊向上的速度為零，根據題意可知此時兩物體速度相同又因為此時物塊與圓弧軌道的動能之比為12即：＝1：2得到m：＝1：2根據動量守恒定律：mv＝（m+M）v得到：v0＝根據能量守恒定律：解得：此時物塊的動能為Ek＝所以此時物塊的動能與重力勢能之比為1：6C正確，ABD錯誤故選：C。4．假設一小型宇宙飛船沿人造衛(wèi)星的軌道在高空做勻速圓周運動，運動周期為T，如果飛船沿與其速度相反的方向拋出一個物體A，以后的運動可能是（）A．物體A與飛船運動周期都等于TB．物體A的運動周期等于T，而飛船的運動周期小于TC．物體A豎直下落，而飛船在原軌道上運動D．物體A和飛船的運動周期都大于T【分析】整個過程中系統(tǒng)動量守恒，而拋出后A的速度方向有幾種可能，根據拋出后A的速度的大小和方向結合向心力的知識判斷A物體的運動情況。ABCAA組成的系統(tǒng)動量守恒，因為物體A是沿飛船向后拋出，由動量守恒定律可知，飛船的動量一定增大，飛船的速度增大，根據萬有引力提供向心力的特點可知，飛船將做離心運動，上升到高軌道，飛船的軌道半徑r變大，飛船不可能在原軌道運動，由T＝2π可知，飛船的周期T變大，故ABC都錯誤；D、拋出后物體的速度方向有幾種可能：①若拋出后物體的速度方向與飛船方向相同，則物體ArA變小，由T＝2π可知，A的周期變小，小于T；②若拋出后物體的速度為零，則A會在萬有引力的作用下豎直下落。③若物體的速度方向與飛船方向相反，其大小可能等于飛船原來的速度，此時仍將在原軌道運行，rA不變，由T＝2π可知可知，A的周期不變，等于T；④A的速度也可能大于飛船原來的速度，此時也將上升到高軌道運動，rA變大，由由T＝2π可知，A的周期變大，大于T；由以上分析，故D正確；故選：D。5．忽然“唵﹣﹣”的一聲，一輛運沙車按著大喇叭轟隆隆的從旁邊開過，小明就想，裝沙時運沙車都是停在沙場傳送帶下，等裝滿沙后再開走，為了提高效率，他覺得應該讓運沙車邊走邊裝沙。設想運沙車沿著固定的水平軌道向前行駛，沙子從傳送帶上勻速地豎直漏下，已知某時刻運沙車前進的速度為v，單位時間從傳送帶上漏下的沙子質量為m，則下列說法中正確的是（）A．若軌道光滑，則運沙車和漏進車的沙組成的系統(tǒng)動量守恒B．若軌道光滑，則運沙車裝的沙越來越多，速度卻能保持不變C．已知此時運沙車所受的軌道阻力為F阻，則要維持運沙車勻速前進，運沙車的牽引力應為F＝F阻D．已知此時運沙車所受的軌道阻力為F阻應為F＝F阻+mv【分析】t內漏進沙車的沙子△m為研究對象，由動量定理得車對漏進來的沙子向前的作用力，以沙車為研究對象根據平衡條件即可求解運沙車的牽引力。解：A不是總動量守恒，因為沙子的豎直動量在變化，故A錯誤；B、設某時刻沙車總質量為M，隨后一段時間△t內漏進沙車的沙子質量為△m，則由水Mv+0M+mvB錯誤；Ct內漏進沙車的沙子△mF△tmv﹣0，得車對漏進來的沙子向前的作用力為＝mv，則以沙車為研究對象，由平FF′＝F，聯(lián)立得，故C錯誤，D正確；故選：D。6．若物體在運動過程中，受到的合外力不為零，那么以下說法正確的是（）A．物體的動能一定變化B．物體的動量一定變化C．物體的速度大小和方向一定都變化D．物體的加速度一定變化【分析】物體在運動過程中所受到的合外力不為零，根據合力是否做功，分析動能是否變化。根據牛頓第二定律分析加速度和速度是否變化，根據動量定理分析動量的變化。AC力不做功，由動能定理得知物體的動能不變，比如勻速圓周運動，則速度大小不變，方向變化，故AC錯誤。B、由于合外力不為零，則合外力的沖量不為零，故物體的動量一定變化，故BD能變，如勻速圓周運動；故加速度可能不變，也可能變，故D錯誤。故選：B。7時，通常要下蹲后再站起。這樣做是為了（）A．增大運動員的動量變化量B．減小運動員的動量變化量C．減小運動員的動量變化率D．增大地面對運動員的沖量【分析】運動員在腳接觸地面后都有一個下蹲的過程，為的是減小地面對人的沖擊力。運動員的動量變化量不變，根據動量定理分析?！窘獯稹拷猓哼\動員完成空中動作落地時，通常要下蹲后再站起。延長了作用時間，根據動量定理可知，Ft＝△p，t運動員的沖力，F＝，即減小了運動員的動量變化率，故C正確，ABD錯誤。故選：C。80.8kg度為7m/s，迎面撞上速度為480km/h的飛機，鳥撞飛機的作用時間大約為7.5×﹣s，對飛機的撞擊力約為（）A．1.34105NB．1.4910NC．1.3410ND．1.49105N【分析】對小鳥進行分析，碰撞過程由動量定理進行分析即可求得撞擊力?！窘獯稹拷猓?80km/h133.3m/s，研究小鳥的受力情況，規(guī)定初速度為正，由動量定理有：Ft＝m△v，得：F＝＝N＝﹣1.49×6N，負號表示撞擊力與鳥的初速度方向相反，故B正確，ACD錯誤。故選：B。9150m/s頭遭到一質量約為0.2kg﹣10cm飛機相比可忽略，則飛機受到飛鳥對它的平均作用力的大小約為（）A．5×103NB．5×104NC．5x105ND．5×106N【分析】應用動量定理可以求出撞擊時受到的平均撞擊力?！窘獯稹拷猓罕绢}為估算題，可以認為撞擊前鳥的速度為零，撞擊后鳥與飛機的速度相等，飛機速度為：v＝150m/s，撞擊的時間約為t＝s＝6×10﹣4s撞擊過程可以認為鳥做勻加速直線運動，對鳥，由動量定理得：Ft＝mv﹣0F＝＝N＝5×104N，故錯誤，B正確；故選：B。10m的運動員托著質量為Mt時間后再將重物h12歷的時間分別為t1、2，則下面說法中正確的是（）AM+mt1+t2+△M+m（h+h2）B．地面對運動員的沖量為（M+m）（t1+t2+△0C．運動員對重物的沖量為0，運動員對重物做的功為Mgh+h2）D．運動員對重物的沖量為Mgt1+t0【分析】由力的沖量的定義求沖量值，由W＝Fs求功?！窘獯稹拷猓篈B、因緩慢運動，則為平衡狀態(tài)，則地面對運動員的力為（M+m）g，作用時間為（t+t2+tI＝（M+m）gt1+t2+△因地面對運動員的力的作用點沒有位移，則地面對運動員做的功為0B正確，A錯誤；CD、運動員對重物的力為Mg，其沖量為I′＝Mg（t+t+△t的位移為（1+hMg（1+h2，CD錯誤。故選：B。二．填空題（共5小題）．碰撞問題中，內力遠大于外力，往往認為動量守恒，則：（1）若兩物體發(fā)生一維碰撞，質量分別為m1和m2，碰前速度分別為1和2，碰后速度分別為v和v'，動量守恒的表達式為：m11+m22＝m11'+mv'。（2）根據機械能是否守恒，可以判斷碰撞時彈性碰撞還是非彈性碰撞，那么：①彈性碰撞中m1v1+m2v2＝m1v12+m2v22②非彈性碰撞中m1v1+m2v2＞m1v'2+m22'21③完全非彈性碰撞最顯著的特征是v1'v'（用（1【分析】（1）碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，碰撞前后系統(tǒng)總動量保持不變，根據題意求出動量守恒的表達式。（2）①彈性碰撞過程機械能守恒；②非彈性碰撞過程機械能不守恒，機械能有損失；③完全非彈性碰撞后兩物體速度相等。【解答】：1m1的速度方向為正方向，由動量守恒定律得：m11+m22＝m11'+mv'；（2）①彈性碰撞過程系統(tǒng)機械能守恒，即：m112+m2v22＝m1v'2+m2v'；②非彈性碰撞過程系統(tǒng)機械能有損失，碰撞后機械能減少，即：m1v1+m2v22＞m1v'2+m2v'；③完全非彈性碰撞后兩物體結合在一起，碰撞后兩者速度相等，即：1'＝2'；1）m11+m2＝m1v'+m2'2）①m1v2+m2v22；m1v'2+m2v'；②m1v1+m2v22；m1v12+m2v'2；③1＝v2'。12A的質量mA＝1kgBmB＝4kgmC＝4kg的木塊C置于木板B上，水平面光滑，B、C之間有摩擦?，F使A以v0＝12m/s的初速B碰撞后以4m/sA與B碰撞后瞬間，B的速度為4m/s，C運動過程中的最大速度為2m/sBC之間的摩擦而產生的總內能為16J?！痉治觥緼與BBABB運動過程中的速度；碰撞后C在B上滑行一段距離后與BC的速度最大，由動量守恒定律可以求出C的最大速度；應用能量守恒定律可以求出因摩擦產生的內能?！窘獯稹拷猓篈與B碰后瞬間，C的運動狀態(tài)未變，B速度最大。A、B系統(tǒng)動量守恒，取向右為正方向，由動量守恒定律得：mAv0＝﹣mAvA+mBvB，代入數據得：vB＝4m/s；B與C相互作用使B減速、C加速，由于B板足夠長，所以B和C能達到相同速度，二者共速后，C速度最大，B、C系統(tǒng)動量守恒，以B的速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mBvB＝（mB+mC）vC，代入數據得：v＝2m/s；對B、C系統(tǒng)，由能量守恒定律得：，代入數據解得：Q＝16J；故答案為：；2；16。13．如圖所示，位于光滑水平桌面上的質量均為m的小滑塊P和Q都視作質點，Q與輕質彈簧相連。靜止在水平面上，P以某一初速度v向Q運動并與彈簧發(fā)生碰撞，在整個過程中，彈簧具有的最大彈性勢能等于mv2P物體的速度為v【分析】當P、Q速度相等時，彈簧的彈性勢能最大，根據動量守恒定律求此時物體P的速度，根據系統(tǒng)的機械能守恒求出彈簧的最大彈性勢能?！窘獯稹拷猓篜Q以P的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mv＝（m+m）v1解得由能量守恒定律得解得：故答案為：mv2，v。14．在光滑的水平面上有A、B兩輛質量均為m的小車，保持靜止狀態(tài)，A車上站著一個質量為的人，當人從A車跳到B車上，并與B車保持相對靜止，則A車與B車速度大小之比等于3：2，A車與B車動量大小之比等于：2。【分析】對人以及兩車組成的系統(tǒng)研究，該系統(tǒng)在整個過程中動量守恒。根據動量守恒定律求出A車與B車速度大小之比以及A車和B車的動量大小之比。【解答】解：對人、A、B兩車組成的系統(tǒng)，取A車的速度方向為正方向，由動量守恒定律得：0mvA﹣（m+）vB。可知：vA：B＝3：2。A車的動量大小pA＝mvA，B車的動量大小pBmvB，則pA：pB：2故答案為：：2；32。15．如圖所示，將一質量m的石頭從A點由靜止釋放，石頭陷入泥潭并靜止于C．小球在空中下落的時間為3t，在泥潭中運動的時間為，不計空氣阻力，重力加速度為g陷入泥潭中阻力的沖量大小為4mgt，石頭在泥潭中受到平均阻力大小為4mg?！痉治觥咳^程根據動量定理求解阻力的沖量，根據沖量的計算公式求解阻力?！窘獯稹拷猓涸O阻力的沖量為I，全過程根據動量定理可得：mg?4t﹣I＝0解得：I＝4mgt根據沖量的計算公式可得：I＝ft，解得：f＝4mg。故答案為：4mgt，4mg。三．計算題（共2小題）16M＝40kg的平板車置于光滑的水平地面上，車上有一質量為m＝50kg的上表面距離地面高為h＝0.8m，初始時人和車都靜止?，F在人以v0＝2m/s的水平速度從車的右邊緣向右跳出，不計空氣阻力，g＝10m/s2．求：（1）人