深圳平湖街道平湖中学高中物理选修一第一章《能量守恒定律》测试题(包含答案解析)

一、选择题
1．在浙江省桐庐中学举办的首届物理周活动中，“高楼落蛋”比赛深受同学们喜爱。

某小组同学将装有鸡蛋的保护装置从艺术楼四楼窗口外侧（离地高12.8m）静止释放。

已知该装置与地面的碰撞时间为0.6s，不计空气阻力，在装置与地面碰撞过程中，鸡蛋对装置产生的平均作用力大小约为（）
A．0.2N B．2.0N C．20N D．200N
2．木块放在光滑水平面上，一颗子弹水平射入木块中，子弹受到的平均阻力为f，射入深度为d，此过程中木块位移为s，则（）
A．子弹损失的动能为fs B．木块增加的动能为fs
C．子弹动能的减少等于木块动能的增加D．子弹、木块系统产生的热量为f（s+d）3．如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6 m/s，B球的速度是-2 m/s，A、B两球发生对心碰撞。

对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果一定无法实现的是（）
A．v A′=-2 m/s，v B′=6 m/s B．v A′=2 m/s，v B′=2 m/s
C．v A′=1 m/s，v B′=3 m/s D．v A′=-3 m/s，v B′=7 m/s
4．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），已知碰前两球的动量分别为p A=12kg·m/s、p B=13kg·m/s，碰后它们的动量变化分别为Δp A、Δp B，下列数值可能正确的是（）
A．Δp A=-3kg·m/s、Δp B=3kg·m/s B．Δp A=3kg·m/s、Δp B=-3kg·m/s
C．Δp A=-24kg·m/s、Δp B=24kg·m/s D．Δp A=24kg·m/s、Δp B=-24kg·m/s
5．一只质量为1.4kg的乌贼吸入0.1kg的水，静止在水中。

遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以2m/s的速度向前逃窜求该乌贼喷出的水的速度大小是
（）m/s
A．10 B．22 C．28 D．30
6．质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量M与m的比值可能为（）
A ．2
B ．4
C ．6
D ．8
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
B ．t = 2s 时物块的动量大小为2kg·m/s
C ．前3s 内合外力冲量大小为3N·s
D ．前4s 内动量的变化量大小为0 8．如图所示，两质量均为m 的物块A 、B 通过一轻质弹簧连接，B 足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。

弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。

在物块A 上施加一个水平恒力F ，A 、B 从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A ．A 、
B 构成的系统动量守恒
B ．A 、B 构成的系统机械能守恒
C ．A 的最大加速度为2F m
D ．A 、B 速度相等时，弹簧弹性势能最大
9．如图所示，质量为m 的小车静止于光滑水平面上，车上有一光滑的弧形轨道，另一质量为m 的小球以水平初速v 0沿轨道的右端的切线方向进入轨道，则当小球再次从轨道的右端离开轨道的过程（ ）
A ．小球对小车的做功为208
mv B ．小球将离开小车向右做平抛运动
C ．小球将离开小车做自由落体运动
D．小球上升的最大高度为
2 0 2 v g
10．如图所示，质量为M的上表面光滑的小车置于光滑的水平面上，左端固定一根轻质弹簧，质量为m的物块放在小车上，压缩弹簧并用细线连接物块和小车左端，开始时小车与物块都处于静止状态，此时物块与小车右端相距为L，当突然烧断细线后，以下说法正确的是（）
A．物块和小车组成的系统动量不守恒
B．物块和小车组成的系统机械能守恒
C．当物块离开小车时，小车向左运动的位移大小为m
L M
D．当物块速度大小为v时（未离开小车），小车速度大小为m
v M
11．如图所示，一质量为m的弹性小球从一定高处自由落下，与倾角为45°的固定斜面相碰，碰撞前小球的动量为p，方向竖直向下，碰撞后小球水平向左飞出，动量大小为p，设碰撞时间极短且为t，则碰撞过程中，斜面对小球的平均作用力为（）
A．方向沿垂直于斜面向上，大小为2 t
B．方向沿水平向左，大小为p t
C．方向垂直于斜面斜向下，大小为2 t
D．方向竖直向上，大小为p t
12．如图所示，气球下面有一根长绳，一个质量为m1=50kg的人抓住气球下方的长绳，气球和长绳的总质量为m2=20kg，长绳的下端刚好和水平面接触，当系统静止时人离地面的高度为h=5m。

如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地面高度是（可以把人看做质点）（）
A．5m B．2.6m C．3.6m D．8m
13．如图所示，两辆质量均为M的小车A和B置于光滑的水平面上，有一质量为m的人静止站在A车上，两车静止。

若这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车并与A车相对静止。

则此时A车和B车的速度之比为（）
A．M m
m
+
B．
m M
M
+
C．
M
M m
+
D．
m
M m
+
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．从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是（）
①掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小
②掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，而掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
③掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，而掉在草地上的玻璃杯动量改变小
④掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间长
A．①②B．③④C．①③D．②④
二、填空题
16．新能源环保汽车在设计阶段要对各项性能进行测试。

某次测试中，质量为1500kg的汽车在水平路面上由静止开始做直线运动，其牵引力F随时间t的变化关系如图所示。

已知汽车所受阻力恒定，第14s后做匀速直线运动。

第3s末汽车的加速度为
____________m/s2，第15s末汽车牵引力的功率为___________W。

17．用如图甲所示的装置“探究碰撞中的不变量”实验中：
(1)用游标卡尺测量入射球直径，测量结果如图乙所示，该球直径为________ cm；
(2)实验中小球的落点情况如图丙所示，入射球与被碰球的质量之比m A∶m B=5∶3；则碰撞结束时刻两球动量大小之比p A∶p B=________。

18．质量为M的小车上站着质量为m的人，共同以速度v0在光滑水平面上运动。

运动中人相对于小车竖直向上跳起，人跳离小车后，车速为___________。

U发生一次α衰变，变成一个新核，已知α粒子与新核的速度19．静止在匀强磁场中的238
92
方向均与磁场方向垂直，则α粒子与新核在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为
________(重力可忽略)；若释放出的α粒子的动能为E0，假设衰变放出的能量全部转化为α粒子与新核的动能，则本次衰变释放的总能量为________。

20．质量为1.0kg的小球，以20m/s的速度落到一软垫上，被弹离软垫时的速度大小为
10m/s，小球与软垫接触的时间为0.5s，则软垫对小球平均作用力的大小为
____________N。

21．一个质量为m，带电量为q的油滴从空中自由下落时间1t后，进入水平放置的带电极板间，再经过时间2t速度为零；则电场力是重力的_________倍。

22．如果某物体作匀速圆周运动的动量大小为p，经过一段时间后其速度方向改变了 角，它的动量变化的大小为_____________.
23．质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为______kg·m/s．若小球与地面的作用时间为0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小为______N（取g =10m/s2）．24．甲、乙两球的动量大小分别为20kg•m/s和40kg•m/s，两球的动能为15J和45J，甲、乙两球的质量之比为________．两球相向运动发生碰撞（不计外力作用），碰撞后
________球速度变化大．
25．质量为0.45 kg的木块静止在光滑水平面上，一质量为0.05 kg的子弹以200 m/s的水
平速度击中木块，并留在其中，整个木块沿子弹原方向运动，则木块最终速度的大小是__________m/s ．若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5×103 N ，则子弹射入木块的深度为_______m ．
26．在光滑水平面上，A 、B 小球质量分别为2 kg 和1 kg ，两个小球分别以0.5m/s 和2m/s 的速度相向运动，碰撞后两物体粘在一起，则它们的共同速度大小为________m/s ，方向_________.
三、解答题
27．如图（a ），物块和足够长的木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平，t =0时，木板开始受到水平外力F 的作用，在t =4s 时撤去外力，细绳对物块的拉力f 随时间t 变化的关系如图（b ）所示，木板的速度v 与时间t 的关系如图（c ）所示．木板与实验台之间的摩擦可以忽略，重力加速度g 取10m/s 2。

求：
（1）长木板的质量M ；
（2）拉力F 对长木板的总冲量I 的大小。

28．如图所示，传送带水平部分的长度 4.5m l =，在电动机带动下匀速运行。

质量0.49kg M =的木块(可视为质点)静止在传送带左端的光滑平台上。

质量为0.01kg m =的子弹以050m/s v =的速度水平向右打入木块并留在其中，之后木块滑到传送带上，最后从右轮轴正上方的P 点离开传送带做平抛运动，正好落入车厢的Q 点。

已知木块与传送带间的动摩擦因数0.5μ=，P 点与车底板间的竖直高度 1.8m H =，与车厢底板Q 点的水平距离 1.2m x =，取2
10m/s g =，求：
(1) 子弹打入木块的过程系统损失的机械能；
(2) 木块从传送带左端到达右端的时间。

29．如图所示，半径R ＝0.2m 的竖直半圆形光滑轨道bc 与水平面ab 相切。

质量m ＝0.1kg 的小滑块B 放在半圆形轨道最低点b 处，另一质量也为m ＝0.1kg 的小滑块A ，由a 点以v 0＝7m/s 的水平初速度向右滑行并与B 相碰，碰撞时间极短，碰后A 、B 粘在一起运动。

已知a 、b 间距离x ＝3.25m ，A 与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度g ＝10m/s 2，A 、B 均可视为质点。

（1）求A与B碰撞前瞬间速度的大小v A；
（2）求A与B碰撞后瞬间速度的大小v共；
（3）判断碰撞后AB能否沿半圆形轨道到达最高点c，若能到达，求轨道最高点对AB的作用力F N的大小；若不能到达，说明AB将做何种运动。

30．一个质量为60kg的蹦床运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。

已知运动员与网接触的时间为0.8s，g取10m/s2。

(1)求网对运动员的平均作用力大小；
(2)求从自由下落开始到蹦回5m高处这一过程中运动员所受重力的冲量，弹力的冲量。