2024-2025学年新教材高中物理阶段强化训练一动量守恒定律课时评价含解析新人教版选择性必修第一册

PAGE5-动量守恒定律(40分钟100分)一、选择题(本题共9小题，每题7分，共63分)1．有些汽车设置有平安气囊，它是用来爱护乘客的，使汽车在出现撞击事故时，乘客不致发生致命危急，关于平安气囊的作用，下列说法正确的是()A．减小人的动能改变量B．减小人的动量改变量C．减小人的动量改变率D．减小人受到合外力的冲量【解析】选C。由于平安气囊增加了人减速到零所用的时间，故可以减小人的动量改变率，也可以说减小人受到的合外力，选项C正确。2．火箭利用喷出的气体进行加速，是利用了高速气体的哪种作用()A．产生的浮力 B．向外的喷力C．反冲作用 D．热作用【解析】选C。火箭放射时，燃料燃烧，产生高温燃气，燃气通过喷管向后高速喷出，燃气对火箭产生推力，在燃气推动火箭的力的作用下，火箭升空；这是利用了反冲作用，故C正确，A、B、D错误。3．一枚30g的鸡蛋从17楼(离地面人的头部为45m高)落下，能砸破人的头骨。若鸡蛋与人头部的作用时间为4.5×10－4s，人的质量为50kg，重力加速度g取10m/s2，则头骨受到的平均冲击力约为()A．1700NB．2000NC．2300ND．2500N【解析】选B。鸡蛋从45m高处自由落下，由运动学规律可得速度v＝eq\r(2gh)＝30m/s对鸡蛋撞击的过程，取向下为正方向，由动量定理：(mg－eq\x\to(F))Δt＝0－mv解得：eq\x\to(F)≈2000N，故选B。4．甲、乙两船静止在湖面上，总质量分别是m1、m2，两船相距x，甲船上的人通过绳子用力F拉乙船，若水对两船的阻力大小均为Ff，且Ff＜F，则在两船相向运动的过程中()A．甲船的动量守恒B．乙船的动量守恒C．甲、乙两船的总动量守恒D．甲、乙两船的总动量不守恒【解析】选C。两船竖直方向上所受的重力和浮力平衡，合力为零。水平方向上，由于Ff<F，所以两船均做加速运动，动量增加，动量均不守恒，故A、B错误；对于两船组成的系统，由于水对两船的阻力大小均为Ff，所以系统的合外力为零，总动量守恒，故C正确，D错误。5．甲、乙两人站在光滑的水平冰面上，他们的质量都是M，甲手持一个质量为m的球，现甲把球以对地为v的速度传给乙，乙接球后又以对地为2v的速度把球传回甲，甲接到球后，甲、乙两人的速度大小之比为(忽视空气阻力)()A．eq\f(2M,M－m)B．eq\f(M＋m,M)C．eq\f(2M＋m,3M)D．eq\f(M,M＋m)【解析】选D。甲、乙之间传递球的过程中，不必考虑过程中的细微环节，只考虑初状态和末状态的状况。探讨对象是由甲、乙二人和球组成的系统，起先时的总动量为零，在随意时刻系统的总动量都为零。设甲的速度大小为v甲，乙的速度大小为v乙，二者方向相反，依据动量守恒得(M＋m)v甲－Mv乙＝0，则eq\f(v甲,v乙)＝eq\f(M,M＋m)，选项D正确。6．为了模拟宇宙大爆炸初期的情景，科学家们使两个带正电的重离子被加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞。若要使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，应当设法使离子在碰撞的瞬间具有()A．相同的速率B．相同的质量C．相同的动能D．大小相同的动量【解析】选D。碰撞满意动量守恒，只有碰前两重离子的动量大小相等方向相反，系统的总动量为零，碰后粘在一起，系统的动能为零，系统的动能完全转化成内能，故D正确。7.一同学在地面上立定跳远的最好成果是s，假设他站在车的A端，如图所示，想要跳上距离为L远的站台上，不计车与地面的摩擦阻力，则()A．只要L<s，他肯定能跳上站台B．只要L<s，他有可能跳上站台C．只要L＝s，他肯定能跳上站台D．只要L＝s，他有可能跳上站台【解题指南】解答本题应留意以下三点：(1)本题考查了“人船模型”，“人船模型”是动量守恒定律的应用的一个经典模型。(2)当人从车上起跳时，由于车不固定，所以会发生反冲现象，从而导致人所获得的对地速度比在地面上起跳时要小。(3)此时人肯定不能跳到s远处，即只有L＜s，他才有可能跳上站台。【解析】选B。当人往站台上跳的时候，人有一个向站台的速度，由于动量守恒，车子必定有一个离开站台的速度，因此人相对于地面的速度小于之前的初速度，所以L＝s或L＞s，人就肯定跳不到站台上了，只有L＜s，人才有可能跳上站台，故A、C、D错误，B正确。8．(2024·南通高二检测)A、B两物体发生正碰，碰撞前后物体A、B都在同始终线上运动，其位移—时间图象(s­t图)如图中ADC和BDC所示。由图可知，物体A、B的质量之比为()A.1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．3∶1【解析】选C。由图象可知，碰前B物体静止，A物体的运动速度vA＝4m/s，碰后两物体的速度相同，即vA′＝vB′＝1m/s。依据动量守恒定律得mAvA＝(mA＋mB)vA′，代入数据得4mA＝mA＋mB，即3mA＝mB，所以mA∶mB＝1∶3。故选C。9.如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球叠放在一起，从高度为h处自由落下，且h远大于两小球半径，全部的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发生在竖直方向。已知m2＝3m1，则小球m1A．hB．2hC．3hD．4h【解析】选D。下降过程为自由落体运动，触地时两球速度相同，v＝eq\r(2gh)，m2碰撞地面之后，速度瞬间反向，且大小相等，选m1与m2碰撞过程为探讨过程，碰撞前后动量守恒，设碰后m1与m2速度大小分别为v1、v2，选向上方向为正方向，则m2v－m1v＝m1v1＋m2v2，由能量守恒定律得eq\f(1,2)(m1＋m2)v2＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))，且m2＝3m1，联立解得v1＝2eq\r(2gh)，v2＝0，反弹后高度H＝eq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)),2g)＝4h，选项D正确。二、计算题(本题共2小题，共37分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要标明单位)10．(17分)一质量为m的小球，以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上，并马上反方向弹回。已知反弹速度的大小是入射速度大小的eq\f(3,4)，求在碰撞中斜面对小球的冲量大小。【解析】小球在碰撞斜面前做平抛运动，设刚要碰撞斜面时小球速度为v，由题意，v的方向与竖直线的夹角为30°，且水平重量仍为v0，如图由此得v＝2v0①碰撞过程中，小球速度由v变为反向的eq\f(3,4)v，碰撞时间极短，可不计重力的冲量，以反弹后的方向为正方向，由动量定理，斜面对小球的冲量为I＝m(eq\f(3,4)v)－m(－v)②由①②得I＝eq\f(7,2)mv0答案：eq\f(7,2)mv011．(20分)两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段。两者的位置x随时间t改变的图像如图所示。求：(1)滑块a、b的质量之比。(2)整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。【解析】(1)设a、b的质量分别为m1、m2，a、b碰撞前的速度为v1、v2。由题给图像得v1＝－2m/s①v2＝1m/s②a、b发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块的共同速度为v。由题给图像得v＝eq\f(2,3)m/s③由动量守恒定律得m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v④联立①②③④式得m1∶m2＝1∶8⑤(2)由能量守恒得，两滑块因碰撞而损失的机械能为ΔE＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(\s\up1(2),\s\