高中物理选修一第一章《能量守恒定律》检测(答案解析)(32)

一、选择题

1．质量为m的乒乓球在离台高h处时速度刚好水平向左，大小为v1运动员在此时用球拍击球，使球以大小为v2的速度水平向右飞出，球拍和乒乓球作用的时间极短，则（ ） A．击球前后球动量改变量的方向水平向左 B．击球前后球动量改变量的大小是mv2mv1 C．击球前后球动量改变量的大小是mv2mv1 D．球拍击球前乒乓球机械能不可能是mgh12mv1 22．如图所示，一块质量为0.5kg的橡皮泥从距小车上表面1.25m高处由静止下落，恰好落入质量为2kg、速度为2.5m/s沿光滑水平地面运动的小车上，并与小车一起沿水平地面运动，取g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）

A．橡皮泥下落的时间为0.4s

B．橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为2m/s C．橡皮泥落入小车的过程中，橡皮泥与小车组成的系统动量守恒 D．整个过程中，橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为1.25J

3．在光滑水平面上，有两个小球A、B沿同一直线同向运动（B在前），已知碰前两球的m/s、pB=13kg·m/s，碰后它们的动量变化分别为ΔpA、ΔpB，下列数值动量分别为pA=12kg·可能正确的是（ ） A．ΔpA=-3kg·m/s、ΔpB=3kg·m/s C．ΔpA=-24kg·m/s、ΔpB=24kg·m/s

B．ΔpA=3kg·m/s、ΔpB=-3kg·m/s D．ΔpA=24kg·m/s、ΔpB=-24kg·m/s

4．一个质量是0.2kg的钢球，以大小为9m/s的速度水平向右运动，与坚硬的竖直墙壁发生碰撞后，以大小为8m/s的速度水平向左运动。若以水平向左方向为正方向，那么碰撞前后钢球的动量变化量是（ ） A．0.2kgm/s

B．0.2kgm/s

C．3.4kgm/s

D．3.4kgm/s

5．如图所示，A、B、C三球的质量分别为m、m、2m，三个小球从同一高度同时出发，其中A球有水平向右的初速度v0， B、C由静止释放。三个小球在同一竖直平面内运动，小球与地面之间、小球与小球之间的碰撞均为弹性碰撞，则小球与小球之间最多能够发生碰撞的次数为( )

A．2次 B．3次 C．4次 D．5次

6．如图所示，有质量相同的a、b两个小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，b从同一高度自由下落。下列说法正确的有（ ）

A．它们到达地面时的动量相同 B．它们到达地面时的动能相同 C．它们到达地面时重力的功率相同

D．它们从开始到到达地面的过程中，重力的冲量相同

7．一质量为1kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动，F随时间t变化的图线如图所示，则 （ ）

A．t= 1s时物块的速率为1m/s C．前3s内合外力冲量大小为3N·s

B．t= 2s时物块的动量大小为2kg·m/s D．前4s内动量的变化量大小为0

8．如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平，两带电小球a、b所带电荷量大小相等、符号相反（a带正电），使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始相向运动，在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间上半区域的同一水平面。下列说法正确的是（ ）

A．a的质量比b的小

B．在时间t内，a和b的电势能的变化量相等 C．在时间t内，b的动能与电势能之和减小 D．在t时刻，a的动量一定比b的小

9．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的速度

vA5m/s，B球的速度vB3m/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球速

度可能为（ ）

1m/s，vB5m/s A．vA3.2m/s，vB4.8m/s C．vA4.5m/s，vB3.5m/s B．vA1m/s，vB9m/s D．vA10．如图所示，质量为m的小球从距离地面高为H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法正确的有（ ）

A．小球的机械能减少了mg（H+h） B．小球克服阻力做的功为mgh C．小球所受阻力的冲量等于m2gH D．小球动量的改变量等于其所受阻力的冲量

11．如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一个光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，让一个物块从槽上高h处由静止开始下滑。下列说法正确的是（ ）

A．物块沿槽下滑的过程中，物块与槽组成的系统的机械能守恒 B．物块沿槽下滑的过程中，物块与槽组成的系统动量守恒 C．从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，弹簧对物块的冲量等于零 D．物块第一次被反弹后一定能再次回到槽上高h处

12．如图所示，不可伸长的轻软细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从右侧一定高度，由静止释放后摆下，不计空气阻力和细绳与钉子相碰时的能量损失。下列说法中正确的是（ ）

A．小球摆动过程中，所受合力始终指向O点

B．小球在由右侧最高点摆到最低点的过程中，重力的瞬时功率逐渐增大

C．当细绳与钉子碰后的瞬间，小球的速度突然变大

D．小球由右侧最高点摆到左侧最高点的过程中绳中拉力对小球的冲量大小不为零，方向竖直向上

13．矩形滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击上层，则子弹恰好不射出；若射击下层，则子弹整个儿恰好嵌入，则上述两种情况相比较，说法错误的是（ ）

A．两次子弹动量变化量一样大 C．两次系统产生的热量一样多 多

14．关于运动的相关描述，下列说法正确的是（ ） A．曲线运动中，加速度的方向总是和速度方向相同 B．曲线运动中，加速度的方向总是和速度变化量的方向相同 C．做任意曲线运动的物体，相同时间内动量的变化量相同 D．自由下落的物体，相同时间内动能的变化量相同

15．如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并留在木块中（此过程时间极短），重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）

B．两次滑块所受冲量一样大

D．子弹击中上层过程中，系统产生的热量较

m0v0A．子弹射入木块后的瞬间，木块的速度大小为

m0mMB．子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于（M＋m0）g C．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统机械能守恒 D．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量总是守恒的

二、填空题

16．像子弹这样高速运动物体的速度通常很难直接测量，但我们可以借助物理学设计方案帮助我们测量。如图所示，有一种测子弹速度的方案如下：利用长为L的细线下吊着一个质量为M的沙袋（大小可忽略不计）一颗质量为m的子弹水平射入沙袋并在极短时间内留在其中，然后随沙袋一起摆动，摆线与竖直方向的最大偏角是（小于90），已知重力加速度为g，不计空气阻力。

(1)子弹刚射入沙包后和沙包的共同速度v______； (2)子弹射入沙包前瞬时的速度v0______。

17．如图所示，质量20kg的小车静止在光滑水平面上，从水枪中喷出的水柱的横截面积是10cm2，速度10m/s，水的密度1.0×103kg/m3。若用水枪喷出的水从车后沿水平方向冲击小车的前壁，且冲击到小车前壁的水全部沿前壁流进小车中，当有质量5kg的水进入小车时，小车的速度大小______m/s，若将小车固定在水平面上，水冲击小车前壁后水平速度减为零，则水对小车的冲击力大小为______N。

18．如下图质量为M的气球下挂着长为L的绳梯，一质量为m的人站在绳梯的下端，人和气球静止在空中，现人从绳梯的下端往上爬到顶端时，人和气球相对于地面移动的距离

x_____，y_____。

19．质量都是1 kg的物体A、B中间用一轻弹簧连接，放在光滑的水平地面上，现使B物体靠在竖直墙上，用力推物体A压缩弹簧，如图所示，这过程中外力做功8J。待系统静止后突然撤去外力．从撤去外力到弹簧恢复到原长的过程中墙对B物体的冲量大小是________N﹒s。当A、B间距离最大时，B物体的速度大小是________m/s。

20．光滑水平面上有A、B两物块，A物块质量为2kg，以4m/s速度向右运动，B物块质量1kg，以2m/s速度向左运动。两物块碰撞后粘在一起共同运动。若规定向右为正方向，则碰撞前B物块的动量为________kgm/s，碰撞后两物块共同速度为_________m/s。 21．某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的弹簧，如图所示，将

这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察木块的运动情况，进行必要的测量，验证木块间相互作用时动量守恒．

（1）该同学还必须有的器材是___________．

（2）需要直接测量的物理是(写出相应的名称及符号)______． （3）用所得数据验证动量守恒的关系式是___________．

（4）桌面左右两端间的距离，对实验结果的准确性_________(选填“有”或“无”)影响． 22．在橄榄球比赛中，一个95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对

方两名均为75kg的队员，一个速度为2m/s，另一个为4m/s，然后他们就扭在了一起．①他们碰撞后的共同速率是________；

②在右面方框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：________（能或不能）

23．质量为m0.10kg的小钢球以v02.0m/s的水平速度抛出，下落h0.6m时撞击一钢板，撞后速度恰好反向，则钢板与水平面的夹角_______．刚要撞击钢板时小球的动量大小为________．(取g10m/s2 )

24．质量为m的物体以速度v做匀速圆周运动．当物体转过的角度为π的过程中其动量的变化为__________，其向心力的冲量为__________．

25．速度为103m／s的氦核与静止的质子发生正碰，氦核的质量是质子的4倍，碰撞是弹性的，则碰后氦核和质子的速度大小分别为___________m／s和___________m／s． 26．A、B 两物体在光滑的水平面上相向运动，其中物体 A 的质量为mA＝3kg，两球发生相互作用前后的运动情况如下图所示，由图可知 B 物体的 质量为mB＝______ kg；碰撞过程中系统的机械能损失为______J．

三、解答题

27．如图所示，光滑水平面上有质量为M=4kg的静止滑块A（未固定），滑块的左侧是一

1圆弧，圆弧半径R=1m；一质量为m=1kg的小球B以速度v0向右运动冲上滑块，4且刚好没跃出圆弧的上端。重力加速度取g=10m/s2，求： （1）小球的初速度v0是多少； （2）滑块的最大速度大小。

光滑的

28．如图所示，abc是光滑的轨道，其中ab水平，bc为与ab相切的位于竖直平面内的半圆轨道，半径R=0.30m。质量m=0.20kg的小球A静止在轨道上，另一质量M=0.60kg、速度v0=5.5m/s的小球B与小球A正碰。已知相碰后小球A经过半圆的最高点c落到轨道上距b点为 L42R处，重力加速度g取10m/s2，求：碰撞结束时，小球A和B的速度大小。

29．如图所示，在水平面上有一弹簧，其左端与墙壁相连，O点为弹簧原长位置，O点左侧水平面光滑。水平段OP长L=lm，P点右侧一与水平方向成θ=30°角的传送带与水平面在P点平滑连接，传送带逆时针转动，速度为3m/s。一质量为lkg的物块A（可视为质点）压缩弹簧（与弹簧不连接），弹簧的弹性势能Ep=9J，物块与OP间的动摩擦因数μ1=0.1；另一与A完全相同的物块B停在P点，B与传送带间的动摩擦因数23，传送带足够3长。A与B的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间不计，g=10m/s2，现释放A，求： (1)物块A与B第一次碰撞前A的速度大小； (2)A、B第一次碰撞后到第二次碰撞前B运动的时间。

30．如图所示，水平轨道OP固定，ON段光滑、NP段粗糙且长L=1.5m。一根轻弹簧的一端固定在轨道左侧O点的竖直挡板上，另一端自然伸长时在N点。P点右侧有一与水平方向成θ=37°、足够长的传送带PQ与水平面在P点平滑连接，传送带逆时针转动的速率恒为

v=3m/s。质量m=2kg小物块A放在N点，与A相同的物块B静止在P点。现用力通过A缓慢向左压缩弹簧，当弹簧的弹性势能E=31.0J时由静止释放，A开始向右运动。当A运动到P点时与B发生正碰，碰撞时间极短且无机械能损失。已知A与NP段间的动摩擦因数μ1=0.2，B与传送带间的动摩擦因数µ2=0.25，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)A第一次运动到P点时的速度大小； (2)第一次碰撞后A、B的速度大小；

(3)A、B第一次碰撞分离到第二次碰撞时经历的时间。