2024年高中物理新教材选择性必修第一册章末检测试卷一

章末检测试卷（一）

（满分：IOO分）

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有

一项是符合题目要求的。

1.下面列举的装置各有一定的道理，其中不能用动量定理进行解释的是（）

A.运输玻璃器皿等易碎物品时，在器皿的四周总是垫着碎纸或海绵等柔软、有弹性的垫衬

物

B.建筑工人戴的安全帽内有帆布垫，把头和帽子的外壳隔开一定的空间

C.热水瓶胆做成两层，且把两层中间的空气抽去

D.跳高运动中的垫子总是十分松软

答案C

解析A、B、D均是通过延长作用时间从而减小冲击力，都可以用动量定理解释；C选项中

将热水瓶胆做成双层，中间的空气抽去是为了保温，不是为了减小冲击力，不能用动量定理

解释，故选C。

2.（2022.深圳市实验学校段考）50kg的妈妈带着20kg的小孩骑着10kg的自行车以3m/s

的速度匀速行驶在平直路面上。行驶中小孩从车上跳下来，若小孩在离开车座时的水平速度

为零，则此时妈妈和自行车的行驶速度大小为（）

A.2m/sB.3m/s

C.4m/sD.6m/s

答案c

解析设大人与车的总质量为M,小孩的质量为〃?，由于小孩在离开车座时的水平速度为零，

则根据人、车系统水平方向动量守恒可得（，"+M）OO=M0,代入数据求得v=4m/s,故C正确。

3.某电影中，宇航员在太空中与飞船之间相距7.5m,飞船无法实施救援活动，为了靠近飞

船，男主角剪破自己的宇航服，反向喷出气体使自己飞向飞船。假设气体能以50m/s的速度

喷出，宇航员连同装备共100kg,开始时宇航员和飞船保持相对静止，宇航员必须在100s

内到达飞船，喷出气体的质量至少为（）

A.0.1kgB.0.15kg

C.0.2kgD.0.25kg

答案B

x75

解析设宇航员反冲获得的最小速度为“，则有m∕s=0.075m/s,设喷出气体的质

量为机，宇航员连同装备的质量为何，喷出气体的过程系统动量守恒，以气体的速度方向为

正方向，由动量守恒定律得m。一（Af—m）"=0,解得0.15kg,选项B正确。

4.如图所示，光滑水平面上静置一质量为M的木块，由一轻弹簧连在墙上，有一质量为〃2的

子弹以速度加水平射入木块并留在其中，当木块第一次回到原来位置的过程中(弹簧始终在

弹性限度内)，墙对弹簧的冲量大小为()

M∣~ΛΛ∕W∖ΛΛ∣

2m2vo

A.O

'M~∖-m

2M∕%θo

c'M+mD.2mvo

答案D

解析由于子弹射入木块的时间极短，系统的动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定

律得晒=(M+加解得°=器？从弹簧被压缩到木块第一次回到原来的位置过程中,

系统速度大小不变，方向改变，对木块(含子弹)，根据动量定理得/=一(M+m)o—(M+"z)o

=T(M+M∙黑=-由于弹簧的质量不计，则墙对弹簧的弹力等于弹簧对木块的

弹力，所以墙对弹簧的冲量大小等于弹簧对木块的冲量大小，为2根如，故D正确。

5.如图所示为清洗汽车用的高压水枪。设水枪喷出水柱的直径为£),水流速度为°,水柱垂直

汽车表面，水柱冲击汽车后水的速度为零。高压水枪的质量为手持高压水枪操作，进入

水枪的水流速度可忽略不计，已知水的密度为p。下列说法正确的是()

A.高压水枪单位时间喷出的水的质量为pπvD2

高压水枪单位时间喷出的水的质量为2

B.%OD

水柱对汽车的平均冲力为%

C.

D.当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时，压强变为原来的4倍

答案D

£)21C

解析高压水枪单位时间喷出水的质量mo=PJZ=P町-电=甲WoO∖故A、B错误；设水柱对

车的平均冲力为F,由动量定理得Ft—mv,即Ft=z^pπvD2-t∙v,解得F-^pπv2D2,选项C

F承必2£>2

错误；高压水枪产生的压强p=τ=-,-----=PV2,则当高压水枪喷口的出水速度变为原来

*

的2倍时，压强变为原来的4倍，选项D正确。

6.如图所示，A、B是两个用等长细线悬挂起来的大小可忽略不计的小球，〃?B=5〃?A，B球静

止，拉起A球，使细线与竖直方向夹角为30。，由静止释放A球，在最低点A球与B球发生

弹性碰撞。不计空气阻力，则关于碰后两小球的运动，下列说法正确的是（）

A.A球静止，B球向右，且偏角小于30。

B.A球向左，B球向右，且偏角等于30。

C.A球向左，B球向右，A球偏角大于B球偏角，且都小于30。

D.A球向左，B球向右，A球偏角等于B球偏角，且都小于30。

答案C

解析设A球到达最低点的速度为°,在最低点A球与B球发生弹性碰撞后，A球的速度为

VA,B球的速度为OB,取向右为正方向

由动量守恒定律可得/MAU=InM+mnVB

由两球发生弹性碰撞可得

V2=∣WAυA2+∣∕∏BVB2

2I

可得。A=一至ΛOB=至∖A球向左，B球向右，A球偏角大于B球偏角，且都小于30°,故

选项C正确。

7.（2023•泰安市检测）如图所示，质量为m的滑环套在足够长的光滑水平杆上，质量为m球

=3〃?的小球（可视为质点）用长为L的轻质细绳与滑环连接。滑环固定时，给小球一个水平冲

量/,小球摆起的最大高度为例（历<乙）；滑环不固定时，仍给小球以同样的水平冲量/,小球

摆起的最大高度为Λ2O则hl:力2=（）

A.6：1B.4：1

C.2：1D.4：3

答案B

解析滑环固定时，设小球获得冲量/后对应的初速度为防），根据机械能守恒定律，有球

Vo2=WΛgh∖,解得加=攀"；滑环不固定时，小球初速度仍为防），在小球摆起最大高度入2时,

它们速度都为。，在此过程中小球和滑环组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒，

][2

则m球口）=（m+加球）。，2加球婚=]的+/^^）v2+m球g/?2,由以上各式可得∕i2=g^,则h∖:①

=4：1,故B正确。

8.（2023•长春十一高月考）如图所示，在光滑的水平面上有一质量为M的静止的物体，物体

上有一光滑的半圆弧轨道，半径为R,最低点为C,两端AB一样高，现让质量为，〃的小滑

块从A点由静止下滑，重力加速度为g,则在运动过程中（)

A.物体所能获得的最大速度为

B.小滑块运动到最低点C时对轨道的压力大小为3>ng

C.物体向左运动的最大距离为5爵

D.物体与小滑块组成的系统机械能守恒，动量也守恒

答案C

解析物体和小滑块组成的系统竖直方向所受合外力不为0,系统动量不守恒，但水平方向

所受合外力为零，则水平方向动量守恒；由于只有重力做功,系统机械能守恒，当小滑块到

达最低点时，物体的速度最大，则mv∖-Mv2=0,mgR—^mvɪ2+∣Λfv22,解得物体所能获得

.述

的最大速度为Vy=IW2故、错误；当光滑的半圆弧轨道固定在水平地面上时,

M-+Mm,AD

1

由机械能守恒定律可知/加庐=ZHgR,由牛顿第二定律/一滑块运动到最低点C时

轨道对滑块的支持力大小F=3mg,根据牛顿第三定律可知滑块运动到最低点C时对轨道的

压力大小为3〃际，现在光滑的半圆弧轨道在水平面上运动，滑块运动到最低点C时对轨道的

压力大小不是3wg,故B错误；由水平方向动量守恒，得“N=MΓ2,x∖+Xi=IR,解得物体

向左运动的最大距离为X2=⅛¾,故C正确。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多

项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.（2022∙内江市期末）如图所示，静止在光滑水平面上的小车，站在车上的人将右边筐中的球

一个一个地投入左边的筐中，不计空气阻力。所有球仍在车上，那么，在投球过程中下列说

法正确的是（）

A.人和小车组成的系统所受的合外力为零，小车静止不动

B.人和小车组成的系统所受的合外力不为零，小车向右运动

C.投完球后，小车将向右做匀速直线运动

D.投完球后，小车将静止不动

答案BD

解析在投球过程中，人和车（含篮球）系统所受的合外力不为零，但水平方向不受外力，系

统水平方向动量守恒，篮球有水平向左的动量，则人和车系统获得水平向右的动量，所以人

和车系统所受的合外力不为零，小车向右运动，A错误，B正确；由题知投完球后所有球仍

在车上，人、车和球速度相同，根据系统水平方向动量守恒知，小车的速度为零，C错误，

D正确。

10.（2022・芜湖市期末）如图甲所示，光滑水平面上的轻质弹簧一端固定，物体A以速度优

向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x；现让该弹簧一端连接另一质量为〃，的物体

B（如图乙所示），静止在光滑水平面上，物体A以2内的速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的

最大压缩量仍为X,已知整个过程弹簧处于弹性限度内，则（）

⅜Z2%

--►/---►

甲乙

A.物体A的质量为6m

B.物体A的质量为

C.弹簧压缩量为最大值X时的弹性势能为今加√

D.弹簧第一次恢复原长时，物体B的动量大小为加Wo

答案BC

解析弹簧固定时，当弹簧压缩量最大时，弹性势能最大，物体A的动能转化为弹簧的弹性

势能，根据系统的机械能守恒得弹簧被压缩过程中最大的弹性势能等于A的初动能，设A的

质量为％A,即有EPm=/"A。。?，当弹簧一端连接另一质量为，〃的物体B时，A与弹簧相互作

用的过程中B将向右运动，A、B速度相等时，弹簧的弹性势能最大，选取A的初速度的方

向为正方向，由动量守恒定律得"7A∙2O0=(W+,/A)O,由机械能守恒定律得EPm=即!A(2I⅛)2

-^^mχ+m)υ1,联立得附=3M，EPm=前。/,故A错误，B、C正确；弹簧第一次恢复原长

时，由动量守恒定律得∕MA∙2UO=WAVI÷mvι,由机械能守恒定律得上八(2。())2=；WAol2+品疗,

物体B的动量大小为PB="W2,解得PB=3ZTWO,选项D错误。

11∙A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，A球的动量为5kg∙m∕s,B球

的动量为7kg∙m∕s,当A球追上B球时发生对心碰撞，则碰撞后A、B两球动量的可能值为

()

A.PA=6kg∙m∕s,"B=6kg∙m∕s

B.PA=3kg∙m∕s,pB=9kg∙m∕s

C.PA=­2kg∙m∕s,PB=I4kg∙m∕s

D.PA=-5kg∙m∕s,PB=I7kg∙m∕s

答案BC

解析若碰撞后，两球的动量方向都与原来方向相同，A的动量不可能沿原方向增大，故A

错误；碰撞前，A的速度大于B的速度ι¼>"B,则有勺>譬得到加A<‰B,根据碰撞过程总动

32O2527215

能不增加，则有女+舒・日+订，得到，"AW5，"B,满足MAqmB,故B正确；同理可

知，C正确；D项中，碰撞后A的动能不变，而B的动能增大，违反了能量守恒定律，故D

错误。

12.(2023・资阳中学月考)如图所示，竖直放置的轻弹簧下端固定在地上，上端与质量为，”的

钢板连接，钢板处于静止状态。一个质量也为机的物块从钢板正上方人处的P点自由落下，

与钢板碰撞后粘在一起向下运动向后到达最低点。，设物块与钢板碰撞的时间加极短，重

力加速度为g。下列说法正确的是()

I

W

W

L

W

-

A.物块与钢板碰后的速度大小为“逑

B.在Af时间内，物块对钢板的冲量大小为/一，摩加

C.从P到。的过程中，整个系统重力势能的减少量为〃Zg(XO+/7)

D.从尸到。的过程中，弹性势能的增加量为mg∙（2xo+多

答案AD

解析物块下落儿由机械能守恒定律有mg/?=%?。，，物块与钢板碰撞，根据动量守恒定律

1∙∖∣2gh

有机Ol=2〃如2,解得02=∕0l=V广,选项A正确；取向下为正方向，碰撞过程，对纲板由

动量定理有（，”g—/岸+F）Af=∕m%其中mg=Fs≠,解得物块对钢板的冲量/=FA/="乂苧

B错误；从尸到。的过程中，整个系统重力势能的减少量为AEp="7g（xo+A）+"7gxo=,"g（2xo

+h）,选项C错误；从碰撞到。点，由能量守恒定律可知，^×2mv^+2mgx0=Ep,则弹性

势能的增加量为Ep=,*g（2xo+多，选项D正确。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.（6分）如图所示为一弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，弹簧

压缩并锁定，在金属管两端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管内径且与弹簧不固

连）。现解除弹簧锁定，两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射（抛出前已与弹簧分离）。然

后按下述步骤进行实验：

①用天平测出两球质量机1、机2；

②用刻度尺测出两管口离地面的高度h-.

③记录两球在水平地面上的落点RQ。

回答下列问题：

（1）要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有。（已知重力加

速度为g）

A.弹簧的压缩量Av

B.两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离加、X2

C.两球从管口弹出到落地的时间小t2

（2）根据测量结果，可得弹性势能的表达式为EP=。

（3）由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式,就说明弹射过程中两小球组成的

系统动量守恒。

22

答案（1）B（2分）（2）'"手：常2（2分）（3），"IXl=〃?2X2（2分）

解析（1）根据机械能守恒定律可知，弹簧的弹性势能等于两球刚被弹出时的动能之和，而要

Y

求解动能必须还要知道两球弹射的初速度V,由平抛运动规律可知V=-^7=,故还需要测

00√?

出两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离㈤、X2；

(2)小球被弹开时获得的动能Ek=品帚=勺卜故弹性势能的表达式为£p=ɪU12+∣∕M2U22

ffl2⅜-X22

—4/7+4/7:

(3)如果满足关系式，即HllXl=机2X2,那么就说明弹射过程中两小球组成的系统动

量守恒。

14.(10分)(2022•全国甲卷)利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为g的滑块A

与质量为m2的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B

的速度大小。和6,进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空：

(1)调节导轨水平；

(2)测得两滑块的质量分别为0.51Okg和0.304kg。要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取

质量为kg的滑块作为Ai

(3)调节B的位置，使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离Sl与B的右端到右边挡

板的距离S2相等；

(4)使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时

刻开始到各自撞到挡板所用的时间人和心

(5)将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤(4)。多次测量的结果如下表

所示；

12345

t∖∕s0.490.671.011.221.39

殳/s0.150.210330.400.46

F0.31kι0.330.330.33

(6)表中的"2=(保留2位有效数字)；

(7片的平均值为_____(保留2位有效数字)；

V2

(8)理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由?判断。若两滑块的碰撞为弹

性碰撞，则？的理论表达式为(用〃“和表示)，本实验中其值为

(保留2位有效数字)，若该值与(7)中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A

与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。

答案(2)0.304(6)0.31(7)0.32

Vini2~m∖,,

⑻UrFr0.34海空2分)

解析(2)用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块，碰后运动方向相反，故选0.304kg的滑块

作为Ao

(6)由于两段位移大小相等，根据表中的数据可得22=F=,=兴得=0∙31。

V2HU.O/

(7)意的平均值为

—0.31+0.31+0.33+0.33+0.33

k==0.32。

(8)弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒，可得m∖Vo--m∖V∖+miV2

∣∕Mιυo2=2w∣y∣2÷2WI2%2

联立解得/=号松，代入数据可得£=0.34。

15.(8分)如图所示，甲、乙两名宇航员正在离静止的空间站一定距离的地方执行太空维修任

务。某时刻甲、乙都以大小为如=2m/s的速度相向运动，甲、乙和空间站在同一直线上且

可视为质点。甲和他的装备总质量为Mi=90kg,乙和他的装备总质量为M2=135kg,为了

避免直接相撞，乙从自己的装备中取出一质量为m=45kg的物体A推向甲，甲迅速接住A

后不再松开，此后甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动，且安全“飘”向

空间站。

(1)乙要以多大的速度0将物体A推出；

(2)设甲与物体A作用时间为r=0.5S,求甲与A的相互作用力F的大小。

答案(1)5.2m/s(2)432N

解析(1)规定水平向左为正方向，甲、乙两宇航员最终的速度大小均为S,方向向左。对甲、

乙以及物体A组成的系统根据动量守恒定律可得

死如一MiOo=(Ml+”2)。1(2分)

对乙和A组成的系统，根据动量守恒定律可得

M2。O=(M2—机)。1+机。(2分)

联立解得0=5.2m/s,u∣=0.4m∕s<,(1分)

故乙要以5.2m/s的速度将物体A推出。

（2）对甲根据动量定理有

Ft=M∖V∖-M∖（-υo）（2分）

解得JF=432N。（1分）

16.（10分）（2023•新安中学月考）如图所示，虚线。。左侧的水平地面粗糙，右侧的水平地面

光滑，，在虚线左侧20m处静止着一质量为〃?=1kg的物块A,在虚线右侧静止着质量为M

=3kg、长度为L=2.4m的长木板B,B的右端静止放置着另一质量为〃珀的小物块C,现

给A一水平向右、大小为V0=12m/s的初速度，一段时间后A与B发生弹性碰撞，已知A

与OOi左侧地面间的动摩擦因数为N=O.2,C与B间的动摩擦因数为〃2=0.25,重力加速度

⅞=10m∕s2,A、C均可视为质点。

（1）求A与B发生碰撞后，B速度的大小；

（2）若最终C恰好未滑离B,求C的质量。

答案（1）4m/s（2）1kg

解析（1）选A为研究对象，在。Oi左侧运动阶段，设A与B碰撞前A的速度为。

V2=Vo2-2«∣x（l分）

由牛顿第二定律可知

μ∖mg=ma∖（↑分）

联立解得o=8m∕s（l分）

A与B发生弹性碰撞的瞬间，C的速度未发生变化，则碰撞过程中A和B组成的系统动量守

恒、机械能守恒，有

mv=mv∖÷Mυ2（l分）

^nzυ2=^∕nυι2÷^Mv22（l分）

解得B的速度大小为s=4m/s。（1分）

（2）对B与C,根据动量守恒定律和能量守恒定律可知

Mθ2=（w⅛+M）θ3（l分）

μ2mogL-^Mv?2—^（/T7o÷M）υ32（2分）

解得fflo=lkg0（1分）

17.（12分）如图所示，用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块静止于光滑的水平地面

上，弹簧处于原长，质量为4kg的物块C以。=6m/s的初速度在光滑水平地面上向右运动,

与前方的物块A发生碰撞（碰撞时间极短），并且C与A碰撞后粘在一起运动，A、B、C位

于同一直线上。在以后的运动中:

(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块B的速度多大？弹簧弹性势能的最大值是多大？

(2)弹簧第一次恢复原长时