高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册动量巩固练习

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册动量巩固练习，共7页。
基础对点练
题组一 寻求碰撞中的不变量
1.利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验时，不需要测量的物理量是( )
滑块的质量 挡光时间
挡光片的宽度 滑块移动的距离
题组二 动量与动量的变化量
2.(2024·广东广州高二期中)下列运动中的物体，动量始终保持不变的是( )
绕地球运行的同步卫星
小球碰到竖直墙壁被弹回，速度大小不变
用绳子拉着物体，沿斜面做匀速直线运动
荡秋千的小孩，每次荡起的高度保持不变
3.(多选)关于动量的变化，下列说法正确的是( )
做直线运动的物体速度增大时，动量的增量Δp与运动方向相同
做直线运动的物体速度减小时，动量的增量Δp的方向与运动方向相反
物体的速度大小不变时，动量的增量Δp为零
物体做曲线运动时，动量的增量一定不为零
4.质量为3 kg的物体在水平面上做直线运动，若速度大小由2 m/s变成5 m/s，那么在此过程中，动量变化量的大小可能是( )
31.5 kg·m/s 12 kg·m/s
20 kg·m/s 21 kg·m/s
5.质量为5 kg的小球以5 m/s的速度竖直落到地板上，随后以3 m/s的速度反向弹回，若取竖直向下的方向为正方向，则小球动量的变化量为( )
10 kg·m/s －10 kg·m/s
40 kg·m/s －40 kg·m/s
题组三 动量与动能的比较
6.(多选)关于动量和动能，下列说法中正确的是( )
一个物体(质量不变)的动量改变，它的动能一定改变
一个物体(质量不变)的动能改变，它的动量一定改变
做匀变速直线运动的物体，它的动量一定在改变
甲物体动量p1＝5 kg·m/s，乙物体动量p2＝－10 kg·m/s，所以p1＞p2
7.(多选)一细绳系着质量为m的小球，在光滑水平面上做匀速圆周运动，速度大小为v。在小球运动半个周期的时间内，以下说法中正确的是( )
小球的动量变化量为0
小球的动量变化量大小为2mv
小球的动能变化量为0
绳子的拉力对小球做功为mv2
8.高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段列车的动量( )
与它所经历的时间成反比与它的位移成反比
与它的速度成正比与它的动能成正比
综合提升练
9.如图，PQS 是固定于竖直平面内光滑的四分之一圆周轨道，圆心O在S的正上方，在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑。下列说法正确的是( )
a与b同时到达S，它们在S 点的动量相同
a比b先到达S，它们在S 点的动量不同
b比a先到达S，它们在S点的动量不同
a比b先到达S，它们从各自起点到S点的动量的变化相同
10.质量为m的物体，动能大小为Ek，在变力的作用下沿直线做加速运动，经过一段时间后动能大小变为2Ek，则这段时间内物体动量变化量的大小为( )
eq \r(\f(Ek,m)) (2－eq \r(2))eq \r(\f(Ek,m))
eq \r(mEk) (2－eq \r(2))eq \r(mEk)
11.一个质量为2 kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动，速度v随时间t变化的图像如图所示，则( )
3 s末物块的动量方向改变
1 s末物块的动量等于4 s末的动量
0～4 s时间内物块的动量变化量为－4 kg·m/s
2～4 s时间内物块的动能变化量为－8 J
12.(12分)如图所示，一足球运动员踢一个质量为0.4 kg 的足球。
(1)(6分)若开始时足球的速度是4 m/s，方向向右，踢球后，球的速度为10 m/s，方向仍向右(如图甲)，求足球的初动量、末动量以及踢球过程中动量的变化量；
(2)(6分)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)，求这一过程中足球动量的变化量。
第1节 动 量
1.D [根据实验原理可知，滑块的质量、挡光时间、挡光片的宽度都是需要测量的物理量，其中滑块的质量用天平测量，挡光时间用光电计时器测量，挡光片的宽度可事先用刻度尺测量，只有滑块移动的距离不需要测量，D正确。]
2.C [绕地球运行的同步卫星，速度大小不变，方向不断改变，所以动量改变，A错误；小球碰到竖直墙壁被弹回，速度大小不变，但方向改变，所以动量改变，B错误；用绳子拉着物体，沿斜面做匀速直线运动，速度大小和方向都不发生改变，所以动量不变，C正确；荡秋千的小孩，每次荡起的高度保持不变，在这个过程中速度大小和方向都改变，所以动量改变，D错误。]
3.AB [动量的变化量等于初、末两状态动量的差值，对于加速直线运动，动量的增量Δp与运动方向相同，故A正确；对于减速直线运动，动量的增量Δp与运动方向相反，即动量是在减小的，故B正确；物体的速度大小不变时，动量的增量不一定为零，如匀速圆周运动，故C错误；如果物体做匀速圆周运动且运动到同一个位置时，动量增量为0，故D错误。]
4.D [若初、末速度方向相同，则动量的变化量为Δp＝mv′－mv＝3×5 kg·m/s－3×2 kg·m/s＝9 kg·m/s；若初、末速度方向相反，以末速度方向为正方向，则动量的变化量为Δp＝mv′－mv＝3×5 kg·m/s－(－3×2)kg·m/s＝21 kg·m/s，故D正确。]
5.D [因向下为正方向，则小球与地面相碰前的动量为p1＝mv1＝5×5 kg·m/s＝
25 kg·m/s，碰后的动量p2＝mv2＝5×(－3)kg·m/s＝－15 kg·m/s，则小球的动量的变化量Δp＝p2－p1＝－40 kg·m/s，故D正确。]
6.BC [动量是矢量，动能是标量，一个物体的动量改变，其动能不一定改变；动能改变，其动量一定改变，故A错误，B正确；做匀变速直线运动的物体，速度大小变化，由p＝mv知它的动量一定在改变，故C正确；动量是矢量，正、负号代表方向，p1＜p2，故D错误。]
7.BC [在小球运动半个周期的时间内，小球线速度方向变化180°，所以小球的动量变化量大小为2mv，故A错误，B正确；做匀速圆周运动的物体，线速度方向变化，大小不变，所以小球的动能变化量为0，根据动能定理可知，绳子的拉力对小球做功为0，故C正确，D错误。]
8.C [根据p＝mv＝mat，可知列车的动量与它所经历的时间成正比，选项A错误；根据p＝mv＝meq \r(2ax)，则动量与它的位移的平方根成正比，选项B错误；根据p＝mv可知，动量与它的速度成正比，选项C正确；根据p＝eq \r(2mEk)，可知动量与它的动能的平方根成正比，选项D错误。]
9.B [在小物块向下运动的过程中，只有重力对小物块做功，故机械能守恒，有mgh＝eq \f(1,2)mv2，解得v＝eq \r(2gh)，所以两物块到达S时的速度大小相同，即速率相同。由于a的路程小于b的路程，由t＝eq \f(s,\(v,\s\up6(－)) )知ta＜tb，即a比b先到达S点。到达S点时a的速度方向竖直向下，而b的速度方向水平向左，故两物块的动量大小相等，方向不相同，因二者初动量相同，末动量不同，动量的变化不同，故B正确，A、C、D错误。]
10.D [结合动能表达式Ek＝eq \f(1,2)mv2和动量表达式p＝mv，可得动量与动能关系为p＝eq \r(2mEk)，则动能大小由Ek变为2Ek这段时间内，物体动量变化量的大小为Δp＝eq \r(2m×2Ek)－eq \r(2mEk)＝(2－eq \r(2))eq \r(mEk)，D正确。]
11.C [由题图知，3 s末物块的速度方向不变，物块的动量方向也不变，A错误；由题图知1 s末物块的速度为2 m/s，4 s末物块的速度为－2 m/s，1 s末物块的动量与4 s末的动量大小相等，方向相反，B错误；由题图知，t＝0时，物块的动量为0，由动量表达式p＝mv，得4 s末物块的动量为－4 kg·m/s，0～4 s时间内物块的动量变化量为－4 kg·m/s，C正确；由题图知，2 s末物块的速度为4 m/s，由动能的表达式Ek＝eq \f(1,2)mv2，得2 s末物块的动能为16 J，4 s末物块的动能为4 J，2～4 s时间内物块的动能变化量为－12 J，D错误。]
12.见解析
解析 (1)取向右为正方向，初动量为
p＝mv1＝0.4×4 kg·m/s＝1.6 kg·m/s，方向向右
末动量为p′＝mv1′＝0.4×10 kg·m/s＝4 kg·m/s，方向向右
动量的变化量为Δp＝p′－p＝2.4 kg·m/s，方向向右。
(2)取向右为正方向，初动量为
p1＝mv2＝0.4×10 kg·m/s＝4 kg·m/s，方向向右
末动量为
p2＝mv2′＝0.4×(－3) kg·m/s＝－1.2 kg·m/s，方向向左
动量的变化量为
Δp′＝p2－p1＝－5.2 kg·m/s，方向向左。