1.1动量 同步训练 （答案）高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第1册考试试卷

第一章 动量守恒定律
1.1动量
一、单选题
1．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）
A．不论在轨道还是轨道2运行，卫星在P点的动能都相同
B．不论在轨道还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同
C．卫星在轨道的任何位置都具有相同加速度
D．卫星在轨道的任何位置都具有相同动量
2．一个质量为0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以3m/s的速度水平向左运动，钢球的动量变化量为（　　）
A．0.9kgm/s 水平向左 B．0.9kgm/s 水平向右
C．0.3kgm/s 水平向左 D．0.3kgm/s 水平向右
3．关于物体的动量，下列说法中正确的是（　　）
A．速度大的物体，动量也一定越大
B．做匀速圆周运动的物体，其动量一定不变
C．物体的动能不变时，动量也一定保持不变
D．物体的速度发生变化时，其动量一定变化
4．一个质量为0.1kg的小球以3m/s的速度水平向右运动，碰到墙壁后以3m/s的速度沿同一直线反弹，取水平向右为正方向，则碰撞前后小球的动能和动量分别变化了（　　）
A．，0 B．0，
C．0， D．，0
5．关于动量，下列说法中正确的是（　　）
A．惯性越大的物体，动量也越大
B．质量和速率都相同的物体的动量一定相同
C．动量大的物体，它的速度不一定大
D．一个物体的运动状态变化，它的动量不一定改变
6．矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（　　）
A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
C．线框经过中性面时，磁通量的变化率最大
D．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流的方向就改变一次
7．如图所示，在倾角为的斜面底端正上方高处，将质量的小球以不同初速度水平抛出，若小球到达斜面时位移最小，重力加速度，则（　　）
A．小球平抛的初速度
B．小球落到斜面时的速度
C．小球落到斜面上时重力的功率为
D．小球从抛出到落到斜面的过程中动量变化大小为
8．质量为1kg的物块静止在水平地面上，时刻施加一水平力F，F随时间t变化的图线如图所示，已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取，则（　　）
A．时物块的速度为1m/s
B．时物块的动量大小为
C．时物块的速度为零0
D．整个过程拉力做的功为0.375J
二、多选题
9．关于动量和动能，以下说法中正确的是（　　）
A．物体的动量不变，则动能不变
B．物体的动能不变，则动量不变
C．动量相同的两个物体，质量大的物体动能大
D．动能相同的两个物体，质量大的物体动量大
10．质量为2kg的滑块在水平外力的作用下，由静止开始沿足够长的光滑水平面向右运动，已知加速度a随时间变化的图像如图所示，则（　　）
A．=2s时，外力大小为4N，方向水平向右
B．=4s时，滑块的速度大小为16m/s，方向水平向右
C．=5s时，滑块的动量大小为6.5kg·m/s，方向水平向左
D．4~6s内，滑块受到的平均作用力大小为2，方向水平向左
11．如图甲，倾角为的固定足够长的光滑斜面上，质量为的物块在沿斜面方向的力的作用下由静止开始沿斜面向上做直线运动，随时间变化的关系图像如图乙所示。已知，取。下列说法正确的是（ ）
A．时物块的速度为零B．时物块回到初始位置
C．时物块的动量大小为
D．时间内对物块所做的功为
12．北京冬奥会将在2022年2月4日至2022年2月20日在北京和张家口联合举行，这是北京和张家口历史上第一次举办冬季奥运会。如图，某滑雪运动员从弧形坡面上滑下沿水平方向飞出后落回到斜面上。若斜面足够长且倾角为θ。某次训练时，运动员从弧形坡面先后以速度v0和3v0水平飞出，飞出后在空中的姿势保持不变。不计空气阻力，则（　　）
A．运动员先后落在斜面上所用时间之比为1∶3
B．运动员先后落在斜面上位移之比为1∶3
C．运动员先后落在斜面上动能的变化量之比为1∶3
D．运动员先后落在斜面上动量的变化量之比为1∶3
三、填空题
13．2018年俄罗斯世界杯足球比赛中，一足球运动员踢一个质量为0.4 kg的足球。
（1）若开始时足球的速度是4 m/s，方向向右，踢球后，球的速度变为10 m/s，方向仍向右（如图甲所示），则足球的初动量p=___________，方向___________，足球的末动量p'=___________，方向___________；在这一过程中足球动量的改变量Δp=___________，方向___________。
（2）若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱，然后以3 m/s的速度反向弹回（如图乙所示），则这一过程中足球的动量改变量是___________，方向___________。
14．甲、乙两个物体，它们的质量之比，当它们的速度相同时，它们的动量之比___________；当它们的动能相同时，它们动量之比___________。
四、实验题
15．“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图甲所示。小车A前端贴有橡皮泥，后端连一穿过打点计时器的纸带，接通打点计时器电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。已知打点计时器的电源周期为0.02 s。
（1）下列说法正确的是___________。（填正确选项前的字母）
A．本实验中应尽可能减小摩擦
B．实验时先推动小车A，再接通打点计时器电源
（2）若获得的纸带如图乙所示，从a点开始，每5个点取一个计数点，其中a、b、c、d、e都为计数点，并测得相邻计数点间距分别为ab=20.3 cm、bc=36.2 cm、cd=25.1 cm、de=20.5 cm，已测得小车A（含橡皮泥）的质量mA=0.4 kg，小车B（含撞针）的质量mB=0.3 kg。由以上测量结果可得碰前系统总动量为___________ kg·m/s，碰后系统总动量为___________ kg·m/s。（结果均保留三位有效数字）
16．在利用气垫导轨探究物体碰撞时动量变化的规律实验中，
（1）哪些因素可导致实验误差增大___________
A．导轨安放不水平
B．滑块上挡光板倾斜
C．两滑块质量不相等
D．两滑块碰后粘合在一起
（2）如图左侧滑块质量，右侧滑块质量，挡光板宽度为3.00cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，用细线将两滑块连在一起。开始时两滑块静止，烧断细线后，两滑块分别向左、右方向运动。挡光板通过光电门的时间分别为，。以向右为正方向，则烧断细线后两滑块的速度分别为___________，___________。烧断细线前___________，烧断细线后___________，可得到的结论是：碰撞前后两滑块的___________。
五、解答题
17．物理学中把质量和速度乘积定义为物体的动量，用字母表示，表达式，动量的单位是，动量与速度、位移、加速度等都是矢量，动量的方向与速度方向相同。动量变化量、其方向与速度变化量方向相同。
（1）质量为的物体，沿同一方向速度由增大为，求它的动量变化量的大小；
（2）如图甲所示，一个质量为的钢球以的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以的速度水平向左运动，求碰撞前后钢球的动量变化量的大小和方向。
（3）如图乙所示一个质量为的钢球，以速度斜射到水平放置的坚硬大理石板上，入射角是。碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是，速度变为，且其大小与的大小相同。求碰撞前后钢球的动量变化量的大小和方向。
18．如图所示，一质量为m = 0.05kg的子弹以水平向右初速度v0= 100m/s打入竖直墙体并留在墙内，设打入墙体时间t = 0.01s。求：
（1）求子弹的加速度a的大小；
（2）求子弹打入墙体的过程中受到的平均合外力F的大小；
（3）若用物体的质量m与速度v的乘积表示物体的动量p，求子弹打入墙壁这段时间内动量变化量p的大小。
19．一小孩把一质量为0.5 kg的篮球由静止释放，释放后篮球的重心下降高度为1.25 m时与地面相撞，反弹后篮球的重心上升的最大高度为0.45 m，不计空气阻力，取重力加速度g=10 m/s2，求地面与篮球相互作用的过程中：
（1）篮球动量的变化量；
（2）篮球动能的变化量；
（3）拓展延伸：若篮球与地面发生碰撞时无能量损失，反弹后仍然上升到1.25 m高度处，则篮球动量的变化量是多少？动能的变化量是多少。
参考答案（答案含解析）
1．B
【详解】A．卫星由轨道变轨到轨道2是由低轨道到高轨道，因此需要在切点P处加速，则卫星在轨道上的P点处的速度小于卫星在轨道2上的P点处的速度，即卫星在轨道上的P点处的动能小于卫星在轨道2上的P点处的动能，A错误；
B．根据
解得
可知，不论在轨道还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同，B正确；
C．卫星在轨道上做椭圆运动，卫星到地心的间距不断发生变化，根据上述可知卫星在轨道上的加速度亦在不断发生变化，C错误；
D．卫星在轨道上做匀速圆周运动，速度方向在不断发生变化，即动量也在不断发生变化，D错误。
故选B。
2．A
【详解】以水平向左为正方向，钢球的动量变化量为
可知钢球的动量变化量的大小为，方向水平向左。
故选A。
3．D
【详解】A．质量与速度的乘积是物体的动量，速度越大的物体动量不一定大，故A错误；
B．做匀速圆周运动的物体，动量大小不变，但方向改变，所以其动量改变，故B错误；
C．物体的动能不变，动量大小不变，但方向可以改变，故C错误；
D．质量与速度的乘积是物体的动量，物体的速度发生变化时，其动量一定变化，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】小球碰撞前后速度的大小不变，则动能变化量为0，小球的动量变化量为
故选C。
5．C
【详解】A．惯性越大的物体质量也越大，根据p=mv可知，质量大的物体，其动量不一定大，故A错误；
B．质量和速率都相同的物体，它们的速度方向不一定相同，则动量不一定相同，故B错误；
C．根据p=mv可知，动量大的物体，有可能是它的质量很大，则它的速度不一定大，故C正确；
D．物体的运动状态改变，则速度一定改变，则它的动量一定发生变化，D错误。
故选C。
6．D
【详解】AC．当线框位于中性面时，磁通量的变化率为零，线框中感应电动势为零，选项AC错误；
B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的磁通量的变化率最大，此时感应电动势最大，选项B错误；
D．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流的方向就改变一次，选项D正确。
故选D。
7．B
【详解】A．设平抛的水平、竖直位移分别为x、y，位移最小说明合位移垂直于斜面，则
根据运动学公式可得
代入数据解得，小球平抛的初速度为
A错误；
B．根据题图分析，竖直方向的速度为
则到达斜面上时的速度为
B正确；
C．竖直方向的速度为
小球落到斜面上时重力的功率为
C错误；
D．小球抛出时的动量为
落在斜面时小球的水平方向动量不变，竖直方向动量增加量为
则小球从抛出到落到斜面的过程中动量变化大小为，D错误。
故选B。
8．C
【详解】A．物块受到地面的最大静摩擦力
时间内，物块所受的拉力小于物块的最大静摩擦力，物块处于静止状态，可知时物块的速度为零，A错误；
BC．时间内，根据牛顿第二定律
可得
当后，根据牛顿第二定律
可得
做出物块的图像如图所示
根据图像与轴围成面积表示速度的变化量可知时物块的速度大小为
此时物块的动量大小为
撤去后物块速度减为零的时间
可知物块速度为零的时刻
C正确，B错误；
D．根据图像可知图像为
若物块在时间内做匀加速运动，则位移为
整个过程
可知
整个过程
由图可知，实际上物块的位移小于，则拉力所做的功小于，D错误。
故选C。
9．AD
【详解】A．物体的动量不变，则物体的速度大小方向均不变，物体的动能不变，故A正确；
B．物体的动能不变，可能物体的速度方向发生变化，则动量发生变化，故B错误；
C．根据
可知动量相同的两个物体，质量大的物体动能小，故C错误；
D．根据
可得
可知动能相同的两个物体，质量大的物体动量大，故D正确。
故选AD。
10．AD
【详解】A．由图可知t=2s时，，外力
F=ma=4N
方向与加速度方向相同，水平向右。故A正确；
B．滑块速度的变化量为图线围成的面积，t=4s时，滑块速度的变化量为
故B错误；
C．同理t=5s时，有
则滑块的动量
故C错误；
D．滑块前4s做加速度增加的加速运动，后2s做加速度减小的减速运动，4~6s内
故由
得
负号表示方向水平向左。故D正确。
故选AD。
11．ABD
【详解】A．以沿斜面向上为正方向，0~3s时间内，对物块受力分析，根据牛顿第二定律得
解得
3~6s时间内，对物块受力分析，根据牛顿第二定律得
解得
t=4s时物块的速度为
故t=4s时物块的动能为零，A正确；
B．0~3s时间内的位移为
3~4s时间内的位移为
4~6s时间内的位移为
t=6 s时物块的位移是
故此时回到初始位置，B正确；
C．t=3 s时物块的速度为
t=3 s时物块的动量大小为
C错误；
D．0~6s时间内F对物块所做的功为
D正确。
故选ABD。
12．AD
【详解】A．运动员做平抛运动，则
解得
因此运动员先后落在斜面上所用时间之比
A正确；
B．运动员在斜面上的位移
因此运动员先后落在斜面上位移之比
B错误；
C．落在斜面上动能的变化量
因此运动员先后落在斜面上动能的变化量之比
C错误；
D．落在斜面上动量的变化量
因此运动员先后落在斜面上动量的变化量之比
D正确。
故选AD。
13． 1.6 kg·m/s 向右 4 kg·m/s 向右 2.4 kg·m/s 向右 5.2 kg·m/s 向左
【详解】（1）[1][2]足球的初动量为
速度方向水平向右，则初动量方向向右；
[3][4]足球的末动量为
方向仍为向右；
[5][6]这一过程中足球动量的改变量
方向向右；
（2）[7][8] 若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱，设向右为正方向，则初动量为
然后以3 m/s的速度反向弹回，末动量为
则动量的改变量为
则动量改变量的大小为5.2 ，方向向左。
14．
【详解】[1]当它们的速度相同时，它们的动量之比
[2]当它们的动能相同时，它们动量之比
15． A 1.45 1.44
【详解】（1）[1]A．本实验中要尽可能减小摩擦，这样可减小实验误差，故A正确；
B．实验时应先接通打点计时器电源，再推动小车A，故B错误。
故选A。
（2）[2]碰前小车A车做匀速直线运动，速度由bc段求得
解得
v0=3.62 m/s
则碰前系统总动量
p0=mAv0=1.45 kg·m/s
[3]碰后A、B车一起做匀速直线运动，速度由de段求得
解得
v=2.05 m/s
则碰后系统总动量
p=(mA+mB）v=1.44 kg·m/s
16． AB##BA -0.12 0.15 0 0 各自质量与速度乘积之和是不变量
【详解】（1）[1]A．导轨不水平，小车的速度将受重力影响，导致实验误差增大，故A正确；
B．滑块上挡光板倾斜，会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，计算速度出现误差，故B正确；
C．两滑块质量不相等，系统碰撞前后动量仍然守恒，不会导致实验误差，故C错误；
D．两滑块碰后粘合在一起是完全非弹性碰撞，系统碰撞前后动量仍然守恒，不会导致实验误差，故D错误。
故选AB。
（2）[2][3][4][5][6]以向右为正方向,由平均速度公式可得
烧断细线前两物体处于静止状态，两物体的质量与速度乘积之和为零
烧断细线后两物体的质量与速度乘积之和为
说明碰撞前后两滑块各自质量与速度乘积之和是不变量。
17．（1）；（2），方向水平向左；（3），方向竖直向上
【详解】（1）质量为的物体，沿同一方向速度由增大为，它的动量变化量大小为
（2）一个质量为的钢球以的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以的速度水平向左运动，以水平向左为正方向，碰撞前后钢球的动量变化量为
可知碰撞前后钢球的动量变化量大小为，方向水平向左。
（3）动量是矢量，动量的方向与速度方向相同，动量的运算遵循三角形定则，如图所示
可知碰撞前后钢球的动量变化量方向竖直向上，大小为
18．（1）10000m/s2；（2）500N；（3）5kg m/s
【详解】（1）根据加速度定义式，取水平向左为正，可得
（2）根据牛顿第二定律F = ma，取水平向左为正，可得
F = 0.05 × 10000N = 500N
（3）取水平向左为正，子弹动量的变化量为
p = 0－(－mv0) = 5kg m/s
动量变化量大小为5kg m/s。
19．（1）4 kg·m/s，方向竖直向上；（2）减少了4 J；（3）5 kg·m/s，方向竖直向上，0
【详解】（1）篮球与地面相撞前瞬间的速度为
方向竖直向下，篮球反弹后的初速度
方向竖直向上。规定竖直向下为正方向，篮球的动量变化量为
即篮球的动量变化量大小为，方向竖直向上。
（2）篮球的动能变化量为
代入数据得
即动能减少了4 J；
（3）发生碰撞前后速度大小不变，方向改变，由题可知，碰撞前
方向竖直向下，碰撞后
方向竖直向上。规定竖直向下为正方向。
即篮球的动量变化量大小为5 kg·m/s，方向竖直向上，动能变化量