2022人教版高中物理選擇性必修第一冊練習(xí)題-動量

2022人教版高中物理選擇性必修第一冊

第一章動量守恒定律

1動量

基礎(chǔ)過關(guān)練

題組一尋求碰撞中的不變量

1.在用氣墊導(dǎo)軌探究碰撞中的不變量時一，不需要測量的物理量是（）

A.滑塊的質(zhì)量B.擋光的時間

C.擋光片的寬度D.光電門的高度

2.（多選）在做“探究碰撞中的不變量”實驗時'，利用小車在光滑水平面上碰撞另

一輛靜止小車實現(xiàn)一維碰撞，下列操作和說法哪些是正確的（）

A.相互作用的兩車上,一個裝上撞針,一個裝上橡皮泥,是為了改變兩車的質(zhì)量

B.相互作用的兩車上,一個裝上撞針,一個裝上橡皮泥,是為了碰撞后粘在一起

C.先接通打點計時器的電源,再釋放拖動紙帶的小車

D.先釋放拖動紙帶的小車,再接通打點計時器的電源

3.（多選）在“探究碰撞中的不變量”實驗中，關(guān)于實驗結(jié)論的說明，正確的是

（）

A.只需找到一種情景的“不變量”即可,結(jié)論對其他情景也同樣適用

B.只找到一種情景的“不變量”還不夠,其他情景未必適用

C.實驗中要尋找的“不變量”必須在各種碰撞情況下都不改變

D.進(jìn)行有限次實驗找到的“不變量”，具有偶然性，結(jié)論還需要檢驗

4.（多選）在利用擺球做“探究碰撞中的不變量”實驗時一，關(guān)于測量小球碰撞前后

的速度，下列說法正確的是（）

A.懸掛兩球的細(xì)繩長度要適當(dāng)，且等長

B.由靜止釋放小球，以便較準(zhǔn)確地計算小球碰撞前的速度

C.兩小球必須都是剛性球,且質(zhì)量相同

D.兩小球碰后可以粘在一起共同運(yùn)動

題組二對動量、動量變化量的理解

5.（2020北京首都師大附中高一下期末）下列運(yùn)動中的物體,動量始終保持不變的

是（）

A,正常運(yùn)行的地球同步衛(wèi)星

B.用繩子拉著物體,沿斜面做勻速直線運(yùn)動

C.小球碰到豎直墻壁被彈回，速度大小不變

D.蕩秋千的小孩,每次蕩起的高度保持不變

6.關(guān)于物體的動量，下列說法正確的是（）

A.運(yùn)動物體在任一時刻的動量方向，一定是該時刻的速度方向

B.物體的動能不變,其動量一定不變

C.動量越大的物體,其速度一定越大

D.物體的動量大,其慣性也一定大

7.（2020北京中央民族大學(xué)附中高二上月考）（多選）關(guān)于動量的變化，下列說法正

確的是（）

A.做直線運(yùn)動的物體速度增大時，動量的增量△0的方向與運(yùn)動方向相同

B.做直線運(yùn)動的物體速度減小時,動量的增量△夕的方向與運(yùn)動方向相反

C.物體的速度大小不變時，動量的增量△夕為零

D.物體做曲線運(yùn)動時,動量的增量一定不為零

8.如圖所示，夕、夕'分別表示物體被作用前、后的動量，短線表示的動量大小為15

kg?m/s,長線表示的動量大小為30kg-m/s,箭頭表示動量的方向。在下列四種

情況中，物體動量改變量相同的是（）

PPpp

tp'p'r_p'p't

①②④

A.①②B.②④

C.①③D.③④

9.（多選）質(zhì)量為0.5kg的物體，運(yùn)動速度為3m/s,它在一個變力作用下沿直線

運(yùn)動,經(jīng)過一段時間后速度大小變?yōu)?m/s,則這段時間內(nèi)動量的變化量為

（）

A.5kg,m/s,方向與初速度方向相反

B.5kg,m/s,方向與初速度方向相同

C.2kg?m/s,方向與初速度方向相反

D.2kg?m/s,方向與初速度方向相同

題組三動量和動能的區(qū)別和聯(lián)系

10.（2020湘豫名校高三上聯(lián)考）初速度不為零且只受到一個大小不變的力，則

（）

A.質(zhì)點的位置可能保持不變

B.質(zhì)點的加速度一定保持不變

C.質(zhì)點的動量可能保持不變

D.質(zhì)點的動能可能保持不變

11.（2021安徽皖北名校高二上聯(lián)考）物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)動一

周的過程中（）

A,物體的動量一直變化,動能始終不變

B.物體的動能一直變化,動量始終不變

C.物體的動量和動能始終不變

D.物體的動量和動能一直變化

能力提升練

題組一尋求碰撞中的不變量

1.（2020廣西南寧三中高一下期末,"）用如圖所示裝置探究碰撞中的不變量，氣

墊導(dǎo)軌水平放置，擋光板寬度為聲5.0mm,兩滑塊被彈簧（圖中未畫出）彈開后，左

側(cè)滑塊通過左側(cè)光電計時器，記錄時間為0=0.040s,右側(cè)滑塊通過右側(cè)光電計

時器，記錄時間為t2=0.062s,左側(cè)滑塊質(zhì)量為勿產(chǎn)1kg,右側(cè)滑塊質(zhì)量為必=1.5

kg,兩滑塊質(zhì)量與速度的乘積的矢量和幽匕+但均=kg,m/s,這個實驗結(jié)果

說明:。（以水平向左為正方向，結(jié)果保留到小數(shù)點后3

位）

2.（2021河北“五個一”名校聯(lián)盟高三上聯(lián)考,"）”探究碰撞中的不變量”的

實驗裝置如圖甲所示。已知打點計時器的電源周期為0.02so

撞針

\打點計時器

長木板小車、橡皮R小車\紙?

、/B一

、小木塊

甲

abcde

°十?36.2°4.2-1???[??加3T

cm

乙

（1）下列說法正確的是0（填正確選項前的字母）

A.本實驗中應(yīng)盡可能減小摩擦

B.實驗時先推動小車A,再接通打點計時器電源

⑵若獲得的紙帶如圖乙所示，從a點開始，每5個點取一個計數(shù)點，其中a、b、c、

d、e都為計數(shù)點，并測得相鄰計數(shù)點間距分別為a爐20.3cm、6c=36.2cm、

c片25.1cm、de=20.5cm,已測得小車4（含橡皮泥）的質(zhì)量例=0.4kg,小車夙含

撞針）的質(zhì)量叱0.3kg。由以上測量結(jié)果可得碰前系統(tǒng)總動量為

kg?m/s,碰后系統(tǒng)總動量為kg?m/so（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

3.（2019山東濱州惠民一中高二上期末,*：，）某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌上滑塊間的碰

撞來尋找物體相互作用過程中的“不變量”，實驗裝置如圖所示,實驗過程如下

（“+”“-”表示速度方向）：

-------

實驗1：

使力尸他=0.25kg,讓運(yùn)動的滑塊1（質(zhì)量為0）碰靜止的滑塊2（質(zhì)量為殘），碰后兩

個滑塊分開，數(shù)據(jù)如表1。

表1

碰前碰后

滑塊1滑塊2滑塊1滑塊2

速度

+0.11000+0.108

“(m?sH)

根據(jù)這個實驗可推知,在誤差允許的范圍內(nèi):

⑴碰前物體的速度（填“等于”或“不等于"）碰后物體的速度；

⑵碰前物體的動能（填“等于”或“不等于"）碰后物體的動能；

（3）碰前物體的質(zhì)量力與速度1的乘積/K_______（填”等于”或“不等于"）碰

后物體的質(zhì)量/與速度/的乘積/乙

實驗2:

使力尸色=0.25kg,讓運(yùn)動的滑塊1（質(zhì)量為加碰靜止的滑塊2（質(zhì)量為加，碰后兩

滑塊一起運(yùn)動，數(shù)據(jù)如表2。

表2

碰前碰后

滑塊1滑塊2滑塊1滑塊2

速度

+0.1400+0.069+0.069

"（m,s'）

根據(jù)這個實驗可推知,在誤差允許的范圍內(nèi)：

（1）碰前物體的速度（填“等于”或“不等于"）碰后物體速度的矢量

和；

（2）碰前物體的動能（填“等于”或“不等于"）碰后物體動能的和；

（3）碰前物體的質(zhì)量力與速度了的乘積/K_______（填”等于”或“不等于"）碰

后物體的質(zhì)量勿與速度”的乘積力/的矢量和。

實驗3:

使2勿尸汲=0.5kg,讓運(yùn)動的滑塊1（質(zhì)量為加碰靜止的滑塊2（質(zhì)量為加，碰后兩

滑塊分開，數(shù)據(jù)如表3。

表3

碰前碰后

滑塊1滑塊2滑塊1滑塊2

速度

+0.1200-0.024+0.070

“（m,s'）

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可推知,在誤差允許的范圍內(nèi)：

⑴碰前物體的速度（填“等于”或“不等于"）碰后物體速度的矢量

和；

⑵碰前物體的動能（填”等于”或“不等于"）碰后物體動能的和；

⑶碰前物體的質(zhì)量力與速度廠的乘積如，（填”等于”或“不等于"）碰

后物體的質(zhì)量力與速度廠的乘積力了的矢量和。

該同學(xué)還進(jìn)行了其他情景的實驗,最終在實驗中發(fā)現(xiàn)的“不變量”

是O

題組二動量的應(yīng)用

4.（2020山東青島平度九中高二上期中，*，）如圖，刀更是固定于豎直平面內(nèi)的光

滑的四分之一圓周軌道，圓心。在S的正上方,在。和〃兩點各有一質(zhì)量為勿的

小物塊a和仇從同一時刻開始,a自由下落，。沿圓弧下滑，則（）

ha與b同時到達(dá)S,它們在S點的動量相同

B.a比6先到達(dá)S,它們在S點的動量不同

C.b比a先到達(dá)S,它們在S點的動量不同

D.a比b先到達(dá)S,它們從各自起點到S點的動量的變化相同

5.（2020重慶八中高三上月考,*0（多選）一質(zhì)量為2kg、可看成質(zhì)點的物塊做

直線運(yùn)動,其運(yùn)動過程中動量的二次方與位置關(guān)系如圖所示，則（）

A.物塊在坐標(biāo)原點時的速度大小為4m/s

B.物塊運(yùn)動中受到的合力大小為32N

C.物塊運(yùn)動的加速度大小為16m/s2

D.物塊從小。運(yùn)動到尸1m所用時間為0.5s

6.（2020黑龍江雙鴨山一中高三月考,小）有兩顆質(zhì)量不等、在圓軌道上運(yùn)行的

人造地球衛(wèi)星,用T表示衛(wèi)星的運(yùn)行周期,用夕表示衛(wèi)星的動量,則有關(guān)軌道半徑

較大的那顆衛(wèi)星的周期7、動量夕和機(jī)械能，下列說法中正確的是（）

A.周期7較大,動量p也一定較大,機(jī)械能也大

B.周期T較大,動量p可能較小,機(jī)械能不能確定

C.周期T較小，動量P較大，機(jī)械能也大

D.周期T較小,動量P也較小，質(zhì)量大的衛(wèi)星的機(jī)械能也大

題組三動量變化量的應(yīng)用

7.（2021吉林長春實驗中學(xué)高二上開學(xué)考試質(zhì)量為0.2kg的小球以6m/s

的速度豎直向下落至水平地面上,再以4m/s的速度反向彈回，取豎直向上為正

方向，在小球與地面接觸的時間內(nèi)，小球動量的變化量△夕和合外力對小球做的

功/為（）

A.Ap=2,kg?m/s,-2J

B.△p=~2kg?m/s,-2J

C.Ap=Q.4kg?m/s,聆-2J

D.Ap=~0.4kg,m/s,聆2J

8.（2020北京中關(guān)村中學(xué)高三下三模,*?）兩個完全相同的小球分別從同一高度

拋出，一個平拋,一個豎直上拋,不計空氣阻力。從拋出到它們落地的過程中，這

兩個小球的（）

A.運(yùn)動時間相同B.速度變化量相同

C.動能的變化量相同D.動量的變化量相同

9.（2020貴州遵義航天高級中學(xué)高二上月考，★&）將一質(zhì)量為0.2kg的小球以20

m/s的初速度斜向上拋出，不計空氣阻力，當(dāng)小球落到與拋出點等高處時.，小球動

量大小改變了4kg-m/s,則這一過程經(jīng)歷的時間為（g取10m/s2）（）

A.0.5sB.2sC.4sD.8s

10.（2020福建南安僑光中學(xué)高二下月考,*?）如圖所示,質(zhì)量為力的足球在離地

高力處時速度剛好水平向左，大小為匕，守門員在此時握拳擊球,使球以大小為丹

的速度水平向右飛此手和球作用的時間極短，則（易錯）

A.擊球前后球動量改變量的方向水平向左

B.擊球前后球動量改變量的大小是mv-mvx

C.擊球前后球動量改變量的大小是niv2+mv]

D.球離開手時的機(jī)械能不可能是mg嗎哦

題組四動量和動能關(guān)系的應(yīng)用

11.（2020江蘇如皋高二上調(diào)研,*，）（多選）高鐵列車在啟動階段的運(yùn)動可看作初

速度為零的勻加速直線運(yùn)動。在啟動階段，列車的動量（）

A.與它的速度成正比

B.與它所經(jīng)歷的時間成正比

C.與它的位移成正比

D.與它的動能成正比

12.（2020山東濰坊五縣高三下聯(lián)考,*%）（多選）從同一高度以相同的初動能豎直

向上拋出兩個小球a、仇a達(dá)到的最高點比6的高,不計空氣阻力，則（）

A.a的質(zhì)量比力的大

B.a的質(zhì)量比力的小

C.拋出時，a的動量比力的大

D.拋出時，a的動量比力的小

答案全解全析

基礎(chǔ)過關(guān)練

1.D實驗中需要測量質(zhì)量和速度,測擋光片的寬度和擋光時間是為了間接測量速度,選D。

2.BC相互作用的兩車上,一個裝上撞針,一個裝上橡皮泥,是為了碰撞后兩車粘在一起,有共同速度,選項A

錯誤,B正確。先接通打點計時器的電源,待打點穩(wěn)定后再釋放拖動紙帶的小車,選項C正確,D錯誤。

3.BCD在“探究碰撞中的不變量”實驗中，只找到一種情景的“不變量”還不夠,其他情景未必適用,A錯

誤,B正確;尋找的“不變量”必須在各種碰撞情況下都不改變,C正確;有限次實驗的結(jié)果偶然性較大,得出

的結(jié)論需要檢驗,D正確。

4.ABD細(xì)繩長度適當(dāng),便于操作;兩繩等長,保證兩球?qū)π呐鲎?故A正確；由靜止釋放小球,初動能為零,可

由^7(1-cos計算碰前小球的速度,方便簡單,故B正確；為保證實驗結(jié)論的普適性,兩球質(zhì)地是任

意的,質(zhì)量也需考慮各種情況,但大小必須相同以保證兩球正碰,故C錯誤;碰后兩球分開或共同運(yùn)動都是實

驗時可能出現(xiàn)的運(yùn)動情況，故D正確。

5.B動量的表達(dá)式為百正常運(yùn)行的地球同步衛(wèi)星,速度大小不變，方向不斷改變,所以動量改變，故A

不符合題意；用繩子拉著物體,沿斜面做勻速直線運(yùn)動,物體的速度大小和方向都不發(fā)生改變,所以動量不變,

故B符合題意;小球碰到豎直墻壁被彈回,速度大小不變，但方向改變,所以動量改變,故C不符合題意;蕩秋

千的小孩,每次蕩起的高度保持不變,在這個過程中小孩速度大小和方向都改變,所以動量改變,故D不符合

題意。故選B。

6.A動量具有瞬時性,任一時刻物體動量的方向，即該時刻物體的速度方向,選項A正確;物體的動能不變，

若速度大小不變而方向變化,動量也發(fā)生變化,選項B錯誤;物體動量的大小由物體的質(zhì)量和速度共同決定，

不是由物體的速度唯一決定,故動量大的物體,其速度不一定大,選項C錯誤;慣性由物體的質(zhì)量決定,與物

體的動量無關(guān)，選項D錯誤。

7.AB對于做加速直線運(yùn)動的物體，動量的增量的方向與運(yùn)動方向相同，故A正確;對于做減速直線運(yùn)

動的物體,動量的增量AP的方向與運(yùn)動方向相反,故B正確;物體做勻速圓周運(yùn)動時速度大小不變,若物體

運(yùn)動半個圓周,動量的增量不為零，故C錯誤;如果物體做勻速圓周運(yùn)動且運(yùn)動一周，則動量增量為零,故D

錯誤。故選A、B?

8.C取向右為正方向。①中初動量p=30kg?m/s,末動量p'=T5kg?m/s,則動量變化量為△p=p'-p=-45

kg?m/s;②中初動量p=15kg?m/s,未動量p'=30kg?m/s,則動量變化量為△p=p'-p=\5kg?m/s;③中初

動量片15kg?m/s,末動量p'=-30kg?m/s,則動量變化量為Ap=p'-p=-45kg?m/s;④中初動量片30

kg?m/s,末動量p'=15kg?m/s,則動量變化量為△斤p'pT5kg?m/s。綜上分析可知①③物體動量改

變量相同，故選C。

9.AD以初速度方向為正方向，如果末速度的方向與初速度方向相反，由Xp=/nv'-mv得A/T=(-7X0.5-

3X0.5)kg?m/s=-5kg?m/s,負(fù)號表示Ap的方向與初速度方向相反,選項A正確;如果末速度方向與初速

度方向相同，由得Ap=(7X0.5-3X0.5)kg?m/s=2kg?m/s,方向與初速度方向相同，選項D

正確。

10.D初速度不為零且只受到一個大小不變的力，質(zhì)點一定運(yùn)動，因此位置不可能不變，故A錯誤;若質(zhì)點做

勻速圓周運(yùn)動,則質(zhì)點的加速度方向變化,即加速度變化，故B錯誤;質(zhì)點的加速度不為零,則速度一定變化，

質(zhì)點的動量一定變化,故C錯誤;若質(zhì)點做勻速圓周運(yùn)動,則質(zhì)點的動能保持不變,故D正確。故選D。

11.A做勻速圓周運(yùn)動的物體速度大小不變,方向時刻變化,動量為矢量,則物體的動量一直變化;動能為標(biāo)

量，則物體的動能始終不變。故選A。

能力提升練

1.答案0.003在誤差允許的范圍內(nèi)，兩滑塊質(zhì)量與速度的乘積的大小相等,方向相反,即碰撞過程中，系

統(tǒng)動量不變

解析滑塊通過擋光板的平均速度可近似視為瞬時速度,左側(cè)滑塊的速度為丹熏皿人力.125m/s,

KtjU.U4U

則左側(cè)滑塊的動量為pi=//hV}=0.125kg?m/s,右側(cè)滑塊的速度為吸二-^?二-當(dāng)*m/s=-0.081m/s,則右側(cè)滑

(2U.vuZ

塊的動量為pi-nkv^-Q.122kg?m/s,兩滑塊質(zhì)量與速度的乘積的矢量和倒匕+段峰=0.003kg,m/s,說明在誤

差允許的范圍內(nèi)，兩滑塊質(zhì)量與速度的乘積的大小相等,方向相反，即碰撞過程中，系統(tǒng)動量不變。

2.答案⑴A(2)1.451.44

解析(1)本實驗中要盡可能減小摩擦,這樣可減小實驗誤差,故A正確;實驗時應(yīng)先接通打點計時器電源，

再推動小車A,故B錯誤。

(2)碰前力車做勻速直線運(yùn)動,速度由A段求得，的夸，解得匕=3.62m/s,則碰前系統(tǒng)總動量例=的比■

1.45kg-m/s;碰后A,8車一起做勻速直線運(yùn)動,速度由曲段求得，畤,解得-2.05m/s,則碰后系統(tǒng)總

動量44kg,m/so

3.答案實驗1:(1)等于(2)等于(3)等于

實驗2:(1)等于(2)不等于(3)等于

實驗3:(1)不等于(2)不等于(3)等于質(zhì)量和速度的乘積之和

解析實驗1:從表1中數(shù)據(jù)可看出，在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后物體的速度相等；由于物體的質(zhì)量相等,

故碰撞前后物體的動能相等,質(zhì)量與速度的乘積加丫相等。

實驗2:從表2中數(shù)據(jù)可看出，碰前物體的速度為匕=0.140m/s,碰后物體速度的矢量和為

吸=(0.069+0.069)m/s=0.138m/s,在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前后物體速度的矢量和相等;碰前物體的質(zhì)量

力與速度F的乘積為0.25X0.140kg,m/s=0.035kg,m/s,碰后物體的質(zhì)量小與速度r的乘積的矢量和為

0.25X0.069X2kg-m/s=0.0345kg?m/s,則在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前物體的質(zhì)量小與速度r的乘積

的矢量和與碰撞后的相等;碰前物體的動能為反=|XO.25X0.MO?J=0.00245J,碰后的總動能

&=(|x0.25X0.0692+ix0.25X0.0692)J=0.00119J,在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前物體的總動能與碰撞后

不相等。

實驗3:從表3中數(shù)據(jù)可看出，碰前物體的速度為匕=0.120m/s,碰后物體的速度的矢量和皈=(-

0.024+0.070)m/s=0.046m/s,知在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前物體的速度與碰撞后物體速度的矢量和不相

等;碰前物體的動能反§X0.25X0.1202J=o001&J,碰后物體的總動能

(ix0.25X0.0242+ix0.5X0.0702)J=0.0013J,在誤差允許的范圍內(nèi)，碰撞前物體的動能與碰后物體

的動能之和不等;碰前物體的質(zhì)量勿與速度r的乘積為0.25X0.120kg?m/s=0.03kg?m/s,碰后物體的質(zhì)

量加與速度r的乘積的矢量和為(-0.25X0.024+0.5X0.070)kg?m/s=0.029kg?m/s,則在誤差允許的范

圍內(nèi)，碰撞前物體的質(zhì)量與速度的乘積和碰后質(zhì)量與速度乘積的矢量和相等。

綜上所述,最終在實驗中發(fā)現(xiàn)的“不變量”是質(zhì)量和速度的乘積之和。

4.Ba物塊做自由落體運(yùn)動,設(shè)運(yùn)動時間為b物塊沿圓弧軌道下滑,設(shè)運(yùn)動時間為如b物塊在任一高度

豎直方向分運(yùn)動的加速度都小于重力加速度,而a、6兩物塊豎直方向位移相同,所以即a比。先到達(dá)

S。又到達(dá)S點時a的速度豎直向下，而b的速度水平向左,根據(jù)加g層版得吟網(wǎng)I,故兩物塊的動量大小

相等，方向不相同，初動量相同，末動量不同，故動量的變化不同，故B正確,A、C、D錯誤。

5.AD由可得物塊在坐標(biāo)原點時的速度為m/s=4m/s,故A正確；由p=m/=t^+2ax可得

p=2airfx+nivl，則p-x圖像的斜率大小為k=2nfa,故物塊的加速度大小為a=8m/s,物塊受到的合力大小為

F=ma=16N,故B、C錯誤；由尸的L/F可得物塊從尸o運(yùn)動到產(chǎn)im所用時間為i=0.5s,故D正確。故選

A、Do

6.B在圓軌道上運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星，其所需的向心力是由地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供的，由多/號可得

片悟則呼尸小耳，可見衛(wèi)星動量的大小與質(zhì)量有關(guān),而與周期無關(guān)，由于衛(wèi)星質(zhì)量的大小關(guān)系不確定，

所以動量的大小關(guān)系也不確定;機(jī)械能也與質(zhì)量有關(guān)，所以機(jī)械能的大小關(guān)系也不確定;根據(jù)華』聆r

可得戶需，可見軌道半徑「越大，人造衛(wèi)星的運(yùn)行周期7越大。綜上可知,B正確。

7.A豎直向上為正方向，則小球與地面碰撞過程中動量的變化量為△尸小峰-(-〃匕)