2022人教版高中物理选择性必修第一册练习题-动量守恒定律

2022人教版高中物理选择性必修第一册

第一章动量守恒定律

3动量守恒定律

基础过关练

题组一动量守恒的条件

1.（多选）关于动量守恒的条件，下列说法正确的有（）

A.只要系统内存在摩擦力,动量不可能守恒

B.只要系统所受合外力所做的功为零,动量守恒

C.只要系统所受的合外力为零,动量守恒

D.系统的加速度为零,动量守恒

2.下列情形中，满足动量守恒条件的是（）

A.用铁锤打击放在铁砧上的铁块,打击过程中,铁锤和铁块的总动量

B.子弹水平穿过放在光滑桌面上的木块的过程中，子弹和木块的总动量

C.子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量

D.棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量

3.下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（）

墙彳

甲在光滑水平面上，子乙剪断细线，弹簧恢

弹射入木块的过程中复原K的过程中

丙两球匀速下降，细线「木块沿光滑固定斜面

断裂后，它们在水中由静止滑下的过程中

运动的过程中

A.只有甲、乙正确B.只有丙、丁正确

C.只有甲、丙正确D.只有乙、丁正确

4.（2021四川雅安中学高二上月考）如图所示，木块/、〃用一根弹性良好的轻质

弹簧连在一起置于光滑水平面上处于静止状态,现有一颗子弹水平射入木块A并

留在其中，则在子弹打中木块A及弹簧被压缩的过程中，子弹、两木块和弹簧组

成的系统（弹簧始终处于弹性限度内）（）

A.动量守恒B.动量不守恒

C.机械能守恒D.总能量不守恒

题组二动量守恒定律的简单应用

5.（2021河北石家庄二中高二上开学考试）（多选）如图所示，小车放在光滑地面上,

小车与人的接触面粗糙。A,少两人站在车的两端，这两人同时开始相向行走，发

现车向左运动，小车运动的原因可能是（）

A.A、方质量相等，但4比方的速率大

B.44质量相等，但/比4的速率小

C.4夕速率相等，但/比夕的质量大

D.AD速率相等，但4比6的质量小

6.（2020福建厦门外国语学校高二上期中）一枚火箭搭载着卫星以速率％进入太

空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为⑷,后部

分的箭体质量为勿2,分离后箭体以速率均沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及

分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率匕为（）

A.及一匕B.v0+v2

mo

C.V(--V2D・喏

rri]

7.（2020北京中央民族大学附中高二月考）如图，质量为"的小车4停放在光滑的

水平面上，小车上表面粗糙。质量为勿的滑块夕以初速度％滑到小车/上，车足

够长,滑块不会从车上滑落,则小车的最终速度大小为（）

A

A.零CE

B牛•M4-mM-m

8.（多选）在光滑水平面上/、夕两小车中间有一轻弹簧（弹簧不与小车相连），如

图所示,用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态,将小车及弹簧看成

一个系统,则

A

I,

A.两手同时放开后，系统总动量始终为零

B.先放开左手,再放开右手后，系统动量不守恒

C.先放开左手,再放开右手后，系统动量守恒

D.无论何时放手,两手放开后，系统总动量都保持不变

9.（2020重庆一中高一下期末）如图所示，物块4、夕静止在光滑水平面上，且

〃尸2期现用两个力F、和£分别作用在A和4上，使A.4沿一条直线相向运动,这

两个力让物块儿夕具有相等的动能后撤去,接着两物块碰撞并合为一体后，它们

)

A.可能停止运动

B.一定向右运动

C.可能向左运动

D.仍运动，但运动方向不能确定

10.（2020广东深圳中学高三上模拟）（多选）汽车拉着拖车在平直公路上匀速行驶,

突然拖车与汽车脱钩,而汽车的牵引力不变，各自受的阻力不变,则脱钩后,在拖

车停止运动前（）

A.汽车和拖车的总动量不变

B.汽车和拖车的总动能不变

C.汽车和拖车的总动量增加

D.汽车和拖车的总动能增加

11.（2021辽宁高二上联考）（多选）在光滑的水平面上，一个质量为2kg的物体/

与另一物体少发生共线碰撞,碰撞时间不计,两物体的位置随时间变化规律如图

所示，以A物体碰前速度方向为正方向，则（）

t|s/m

4812th

A.碰撞后A的动量为6kg-m/s

B.碰撞后A的动量为2kg-m/s

C.物体8的质量为2kg

D.碰撞过程中合外力对方的冲量为6N-s

12.如图所示，小明站在静止于光滑水平面上的小车上用力向右推静止的木箱,木

箱最终以速度了向右匀速运动。已知木箱的质量为以，人与车的总质量为2%，木

箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞，反弹回来后被小明接住。

求：

百

(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度匕的大小;

(2)小明接住木箱后三者一起运动的速度眩的大小。

题组三某一方向动量守恒定律的简单应用

13.(2021山东潍坊一中高三上开学检测)如图所示，质量为力的人立于平板车上,

人与车的总质量为四人与车以速度匕在光滑水平面上向右匀速运动，当此人相

对于车以速度七竖直跳起时，车的速度变为()

A.笔纱，向右B.器，向右

M-mM-m

C.丝铲丝，向右D.匕，向右

M-m

14.（2021山东威海乳山一中高二上第二次月考）如图所示,一辆装有沙子且与沙

子质量之和为"的小车以速度匕在光滑水平面上运动,一质量为勿、速度为灯的

小球沿与水平方向夹角为0的方向落到车上并陷入车里的沙中，此时小车的速

度为（）

4771也+“也Dmv2Cos04-Mvi

A.D.------------------

M+mM+m

「7m72+MDI

■Mm

15.如图所示,质量为"的滑块静止在光滑的水平桌面上,滑块的光滑弧面底部与

桌面相切,一个质量为m的小球以速度外向滑块滚来,小球不能越过滑块,求小球

到达最高点时，小球和滑块的速度大小。

能力提升练

题组一动量守恒定律的应用

1.（2020陕西咸阳高三上模拟，娟）静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方

向水平抛出质量相同的小球甲、乙，将甲向左抛，乙向右抛，如图所示。甲先抛,

乙后抛,抛出后两小球相对岸的速率相等,若不计水的阻力，则下列说法中正确的

是（）

A.两球抛出后,船向左以一定速度运动，乙球受到的冲量大一些

B.两球抛出后,船向右以一定速度运动，甲球受到的冲量大一些

C.两球抛出后,船的速度为零，甲球受到的冲量大一些

D.两球抛出后,船的速度为零,两球所受的冲量相等

2.（2021吉林长春外国语学校高二上开学考试,必。如图所示,/、〃两物体的质量

之比为如：析1：2,它们原来静止在平板车C上"、夕两物体间有一根被压缩了

的水平轻质弹簧,4〃两物体与平板车上表面间的动摩擦因数相同，水平地面光

滑且小车足够长。当弹簧突然释放后,45两物体被弹开（4〃两物体始终不滑

出平板车），则有（）

AB

3Q——Q—

A.A、夕组成的系统动量守恒

B.A.B、C及弹簧整个系统机械能守恒

C.小车。先向左运动后向右运动

D.小车。一直向右运动直到静止

3.（2020河北新乐一中高二下月考,*，）如图所示，光滑水平面上有一矩形长木板,

木板左端放一小物块，已知木板质量大于物块质量，夕0时刻两者从图中位置以相

同的水平速度小向右运动，碰到右面的竖直挡板后木板以与原来等大反向的速度

被反弹回来，运动过程中物块一直未离开木板，则关于物块运动的速度-随时间t

变化的图像可能是（）

4.（2020江西临川一中高三上第一次联考,的如图所示,质量为勿的小球A静止

于光滑水平面上,在1球与墙之间用轻弹簧连接。现用完全相同的小球少以水平

速度％与4相碰后粘在一起压缩弹簧。不计空气阻力，若弹簧被压缩过程中的最

大弹性势能为£从球4被碰开始到回到原静止位置的过程中，墙对弹簧的冲量大

小为/,则下列表达式中正确的是（）

毅”吵上

A.I=2mv（）B.忧I=2mv0

C.E^IHVQI=UIVQD.E^JIVQI=/nvn

5.（2021北京海淀高三上期中，小）如图甲所示,两个质量相等的小车/和方静止

在光滑的水平地面上。它们之间装有被压缩的轻质弹簧,用不可伸长的轻细线把

它们系在一起。如图乙所示,让夕紧靠墙壁，其他条件与图甲相同。对于小车儿

方和弹簧组成的系统，烧断细线后（）

A.从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，图甲所示系统动量守恒,机械能守恒

B.从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，图乙所示系统动量守恒,机械能守恒

C.从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，墙壁对图乙所示系统的冲量为零

D.从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，墙壁弹力对图乙中方车做功不为零

题组二某一方向动量守恒的应用

6.（2020北京人大附中高二月考,"）（多选）如图所示,木块A静置于光滑的水平

面上,其曲面部分砌V是光滑的,水平部分AP是粗糙的。现有物体少从"点由静

止开始沿助V下滑,设幅足够长,则以下叙述正确的是（深度加

A.A、方最终以相同速度运动

B.44最终速度均为零

C.木块A先做加速运动,后做减速运动

D.木块A先做加速运动,后做匀速运动

7.（2020山西大学附中高一下期末,"）（多选）如图所示，在水平光滑细杆上穿着

/、方两个可视为质点的刚性小球,两球间距离为L,用两根长度为£且不可伸长

的轻绳分别与C球连接。已知从B、。三球质量相等，开始时三球静止,两绳伸

直,然后同时释放三球,在/、方两球发生碰撞之前的过程中，下列说法中正确的

是（）

A.A、B、。三球组成的系统机械能不守恒

B.A,少两球发生碰撞前瞬间。球速度最大

C.A方两球速度大小始终相等

D.4B、C三球组成的系统水平方向动量守恒

8.（2020河北保定高三模拟,不）如图所示，一玩具小车携带若干质量为勿的弹丸,

车和弹丸的总质量为唱=吊）,在半径为左的水平光滑轨道上以速率及做匀速

圆周运动,若小车每转一周便沿运动方向相对地面以恒定速度=以发射一颗

弹丸,求小车发射第儿颗弹丸后静止。

题组三多物体、多运动过程动量守恒问题

9.（2021吉林白城洪南一中高二上第一次月考,北，）（多选）如图所示，三辆完全相

同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平面上。c车上有一小孩跳

到b车上,接着又立即从b车跳到a车上。小孩跳离c车和b车时对地的水平速

度相同。他跳到a车上相对a车保持静止，此后（深度解析）

I1]III

chn

A.a、8两车运动速率相等

B.a、。两车运动速率相等

C.三辆车的速率关系匕＞匕＞/

D.a、c两车运动方向相反

10.（2020陕西安康高三月考,*）（多选）光滑水平面上放着一异形物块b,其曲面

是四分之一光滑圆弧,在它的最低点放着一个静止的小球G如图所示。滑块a以

初速度%水平向左运动，与6碰撞后迅速粘在一起。已知a、b、c的质量均为以

小球c不能从物块6的上端离开,在它们相互作用与运动的全过程中（）

A.a、b、c组成的系统动量守恒

B.a、b、。组成的系统机械能不守恒

”2

c.小球。在曲面上上升的最大高度为空

3g

”2

D.小球。在曲面上上升的最大高度为粤

12g

11.（2021广东高三上联考,水。如图所示,45为光滑的;圆弧轨道,半径庐0.8

4

m,BC为距地面高TFI.25m的粗糙水平轨道,长£=2.0m,与49轨道相切于B点。

小物块N放在水平轨道末端的。点,将小物块〃从圆弧轨道的最高点A由静止释

放,经过一段时间后与小物块N发生碰撞,碰撞后小物块N落在水平地面上的D

点，小物块的落在£点。已知〃点到。点的水平距离x尸0.75m,D、£两点间的距

离△户0.125m,小物块"与水平轨道灯?间的动摩擦因数为4=0.3,重力加速度

g取10m/s2,两小物块均可视为质点,不计空气阻力。求：

（1）碰撞前瞬间小物块"的速度大小；

⑵小物块必和小物块N的质量之比。

答案全解全析

基础过关练

1.CD系统不受外力或者所受外力的矢量和为零时，系统动量守恒。当系统外力远远小于内力时，系统外力

可以忽略，系统动量也可看作守恒。系统内存在摩擦力时，合外力可能为零,动量可能守恒，故A错。系统所

受合外力做功为零,可能是合外力为零,也可能是位移为零,还可能是合外力方向垂直于速度方向，比如系统

做匀速圆周运动，系统动量不一定守恒,B项错误。

2.BA中竖直方向上的外力不为零,C中墙壁受地面的作用力,D中棒受人手的作用力，均不符合动量守恒的

条件。故选B。

3.C在光滑水平面上,子弹射入木块的过程中，系统所受外力之和为零,系统动量守恒，甲符合题意;剪断细

线，弹簧恢复原长的过程中,墙壁对滑块材有作用力，系统所受外力之和不为零,系统动量不守恒，乙不符合

题意;细线断裂前后木球与铁球组成的系统所受合力均为零,系统动量守恒,丙符合题意;木块下滑过程中，

斜面始终受挡板的作用力,系统动量不守恒,丁不符合题意。故选Co

4.A子弹打中木块A及弹簧被压缩的过程中，系统所受的合外力为零,则系统的动量守恒,故A正确,B错误;

该过程中除弹簧弹力做功外还有摩擦力做功，系统的机械能不守恒，且系统损失的动能转化为内能和弹簧的

弹性势能,系统的总能量守恒,故C、D均错误。故选A«

5.AC4、6两人与车组成的系统动量守恒,开始时系统动量为零,两人相向运动时,车向左运动,车的动量向

左，由动量守恒定律可知,4、8两人的动量之和向右，则[的动量大于6的动量。如果从3的质量相等，则

A的速率大于6的速率,故A正确,B错误;如果46速率相等,则A的质量大于8的质量,故C正确,D错误。

故选A、C,

6.D箭体与卫星分离前后系统动量守恒，则有（泌+血）vo=mv\+m>v>,解得vi=vo+—（vo-v2）,选D。

7.C8滑上A的过程中,4、6组成的系统动量守恒,根据动量守恒定律得吸=（出而v,解得隼第,选Co

M+m

8.ACD若两手同时放开,系统所受合外力为零,系统动量守恒，由于系统初动量为零,则系统总动量始终为

零，故A正确;无论何时放手,两手放开后,系统所受合外力为零,系统动量守恒,如果不同时放手,系统总动

量守恒且不为零，故B错误,C、D正确。故选A、C、D。

9.B根据&=g版、p=mv,得p=y]2mEk,因为撤去力时两物块动能相等且例>%所以p>p%则系统的总动量

水平向右,根据动量守恒可知两物块碰撞并合为一体后总的动量方向也是向右的。故选B。

10.AD在拖车停止运动前系统（汽车和拖车）所受的合外力为零,动量守恒,故A正确,C错误；设拖车与汽车

所受的阻力大小分别为£和E,经过相同的时间,它们的位移分别为0和品,系统总动能的增量为各力做功

之和,开始时汽车和拖车做匀速直线运动,Xf\+£,拖车脱钩后汽车做加速运动,拖车做减速运

动，内＞0,△瓦=（户/&-£0=£（&-国）＞0,即系统的总动能增加，故D正确,B错误。故选A、D＜,

11.BD由题图可知，碰撞前力的速度为的岑m/s=4m/s,碰撞后/、6共同的速度为产/1小/s,则

412—4ms=

碰撞后4的动量为所如片2kgXlm/s=2kg・m/s,故A错误,B正确;4、8碰撞过程中，由动量守恒定律可

得断出=（如+加v,解得晰6kg,故C错误；对B,由动量定理可得后期D=6kg•1m/s=6N•s,故D正确。

故选BD«

12.答案（％⑵与

解析⑴取水平向左为正方向，小明推木箱的过程，由动量守恒定律有0=2mv「mv

解得.

（2）小明接木箱的过程，由动量守怛定律有m汁2mv、=（附2疝逅

解得上=当

13.D人和车在水平方向上动量守恒,当人竖直跳起时,人和车之间在竖直方向上有相互作用，在水平方向

上合力为零,动量仍然守恒,水平方向的速度不发生变化,所以车的速度仍为乙方向向右,故选Do

14.B小车（包含沙子）与小球组成的系统在水平方向所受合外力为0,水平方向动量守恒，以向右为正方向，

在水平方向，由动量守恒定律得如计哂cos0=（用删v,解得产竺喏竺竺1,故选B。

M+m

15.答案给

M+m

解析小球沿滑块上滑的过程中,对小球和滑块组成的系统,水平方向不受外力，因而该系统在水平方向上

动量守恒，小球到达最高点时和滑块具有相同的对地速度“若速度不相同,必然相对滑块运动,此时一定不

是最高点），由水平方向动量守恒得断=（附加匕所以心陪。

M+m

能力提升练

1.C设小船（含两人）的质量为M,小球的质量为m,抛出甲球后,根据动量守恒定律有勿尸（加血/的方向

向右•抛出乙球后，规定向右为正方向，根据动量守恒定律有（9而/=如+即“，解得1=0。对于甲球，动量

的变化量为mv,对于乙球,动量的变化量为mv-mv\可知甲球的动量变化量大于乙球的动量变化量,抛出时

人给甲球的冲量比人给乙球的冲量大。故A、B、D均错误,C正确。

2.D由于地面光滑，所以力、B、弹簧、小车组成的系统所受合外力为零，系统的动量守恒。弹簧释放后，因

如：卬尸1：2,由摩擦力4〃沪。"g知,45所受的摩擦力大小不等,所以4、8组成的系统所受合外力不为

零,4、6组成的系统动量不守恒,A对小车向左的滑动摩擦力小于6对小车向右的滑动摩擦力,在4、6相对

小车停止运动之前，小车所受的合外力向右，小车向右运动,因摩擦力做负功,且小车足够长,最终整个系统

将静止，系统的机械能减为零。综上分析可知A、B、C错误,D正确。故选D。

3.A木板碰到挡板前,物块与木板一直做匀速运动,速度为由;木板碰到挡板后,木板向左做匀减速运动,木

板质量大于物块的质量,根据动量守恒定律,它们的总动量一直向左。物块先向右做匀减速运动,速度减至

零后向左做匀加速运动,最终两者速度相同，设为心设木板的质量为M,物块的质量为见取向左为正方向，

则由动量守恒定律得:加9勿）v,解得尸件史•水西,故A正确,B、C、D错误。故选A»

M+m

4.A碰撞瞬间，由动量守恒定律可知/妙=2勿%,解得匕岩;碰撞后力、8两球与弹簧组成的系统机械能守恒，

当两球向左运动减速到零时弹簧的弹性势能最大，最大弹性势能为七则得X2如取48和

弹簧整体分析,规定向右为正方向，由动量定理可得/=2必x£-（-2mX号）=2勿外,所以墙对弹簧的冲量大小为

2m%。故选Ao

5.A从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，图甲所示系统所受合外力为0,则系统动量守恒,且运动过程中

只有系统内的弹力做功,所以系统机械能守恒，故A正确;从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，图乙所示系

统中由于墙壁对6有力的作用，则系统所受合外力不为0,则系统动量不守恒,运动过程中只有系统内的弹力

做功,所以系统机械能守恒,故B错误;从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，图乙所示系统中由于墙壁对B

有力的作用，由公式声尸£可知,墙壁对图乙所示系统的冲量不为零，故C错误;从烧断细线到弹簧恢复原长

的过程中，由于图乙中8车没有位移,则墙壁弹力对其做功为0,故D错误。故选A。

6.BC对于木块4和物体6组成的系统，由于水平方向不受外力，所以系统水平方向动量守恒,设最终4、B

的速度为匕根据动量守恒定律得（如+就解得片0,A错误,B正确。8在曲面部分加速下滑的过程中,A

在水平方向也做加速运动；8在水平部分做减速运动时,A也做减速运动，即4先做加速运动,后做减速运

动,C正确,D错误。

导师点睛

对于一个系统来说,若最初系统内物体均静止,则不论哪个方向动量守恒,最终只要共速,系统内的物体

必定均处于静止状态。

7.CD在46两球发生碰撞之前的过程中,三球组成的系统只发生动能和重力势能之间的转化,所以系统

的机械能守恒,故A错误;4、8两球发生碰撞前瞬间,两绳与杆垂直,C球不再向下运动,速度为零,故B错

误B、。三球组成的系统水平方向不受外力，所以系统水平方向动量守恒,/、8两球速度大小始终相等，

故C、D正确。故选C、D«

8.答案4

解析由题意知，小车每转一周，总质量就减少/〃,设发射第一颗弹丸后瞬间小车的速度为力，由沿圆周切线

方向动量守恒,可得

发射