人教版高中物理选修一第一章《能量守恒定律》检测题(包含答案解析)

一、选择题
1．盆景是中华民族独有的，具有浓厚的中国文化特色。

如图所示，一“黄山松”盆景放在水平桌面上，下列关于桌子对盆景作用力的说法正确的是（）
A．方向竖直向上，大小等于盆景的重力
B．方向斜向左上方，大小大于盆景的重力
C．方向斜向右上方，大小大于盆景的重力
D．无论时间长短，该力的冲量始终为0
2．如图所示，某探究小组的同学们利用课外活动时间在一起做探究实验：将一物块放在光滑水平面上，用一水平恒力F拉物块。

第一次水平恒力F作用时间t，第二次作用时间2t （水平恒力作用期间物块未离开水平面）。

第一次物块离开水平面后落在地面上P点，则（）
A．第二次物块仍落在P点
B．第二次物块落地瞬间重力的功率大
C．第二次物块落地过程重力的冲量大
D．第二次物块落在地面上原水平位移的2倍处
3．如图所示，体积相同的匀质小球A和B并排悬挂，静止时悬线平行，两球刚好接触，
悬点到球心的距离均为L，B球悬线右侧有一固定的光滑小铁钉P，O2P=3
4
L。

现将A向左
拉开60°角后由静止释放，A到达最低点时与B发生弹性正碰，碰后B做圆周运动恰能通过P点的正上方。

已知A的质量为m，取3=1.73，5=2.24，则B的质量约为（）
A．0.3m B．0.8m
C．m D．1.4m
4．“滑滑梯”是小朋友最喜欢的游戏之一，固定在水平地面上的某种儿童滑梯截面图如图所示。

直滑道AB 和曲滑道AC 的长度相同，甲乙两小朋友同时从A 点分别沿AB 和AC 由静止开始下滑，若不计摩擦，则( )
A ．甲从顶端滑到斜面底端用时少
B ．从顶端滑到斜面底端的过程中，重力对甲、乙的冲量大小相等
C ．滑到斜面底端时，甲、乙重力的瞬时功率可能相等
D ．滑到斜面底端时，甲、乙的速度相同
5．一水龙头的出水口竖直向下，横截面积为S ，且离地面高度为h 。

水从出水口均匀流出时的速度大小为v 0，在水落到水平地面后，在竖直方向的速度变为零，并沿水平方向朝四周均匀散开。

已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g 。

水和地面的冲击时间很短，重力影响可忽略。

不计空气阻力和水的粘滞阻力。

则( )
A ．单位时间内流出水的质量为2S gh ρ
B ．单位时间内流出水的质量为202S v gh ρ+
C ．地面受到水的冲击力大小为02Sv gh ρ
D ．地面受到水的冲击力大小为2002Sv v gh ρ+
6．静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F 的作用，拉力F 随时间t 变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A ．0~4s 内物体的位移为零
B ．0~4s 内拉力对物体做功不为零
C ．4s 末物体的动量为零
D ．0~4s 内拉力对物体的冲量不为零 7．假设将来某宇航员登月后，在月球表面完成下面的实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为m 的小球(可视为质点)，如图所示，当给小球一瞬时冲量I 时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。

已知圆轨道半径为r ，月球的半径为R ，则月球的第一宇宙速度为（ ）
A ．5I R m r
B ．I
R m r C ．I
r m R D ．5I r m R
8．水上飞行器是来自法国的水上游乐设施，国内盛行，它利用喷水装置产生的反冲动力，让人在水上腾空而起。

如图所示，人和飞行器静止于空中，已知人和飞行器的总质量为M ，设飞行器以速度v 竖直向下喷水。

下列说法正确的是（不考虑喷出的水对总质量的影响，取210m/s g ）（ ）
A ．喷出的水对飞行器的作用力与飞行器的重力为相互作用力
B ．每秒喷水量越多则水对飞行器的作用力越大
C ．每个喷口每秒喷出水的质量为Mg v
D ．人、飞行器，水组成的系统机械能守恒
9．如图所示，将一光滑的质量为4m 半径为R 的半圆槽置于光滑水平面上，在槽的左侧紧挨有一个质量为m 的物块，今让一质量也为m 的小球自左侧槽口A 的正上方高R 处从静止开始落下，与半圆槽相切自A 点进入槽内，则以下结论中正确的是（ ）
A ．小球在半圆槽内第一次到最低点
B 的运动过程中，槽的支持力对小球不做功 B ．小球第一次运动到半圆槽的最低点B 时，小球与槽的速度大小之比为4:1
C ．小球第一次从C 点滑出后将做竖直上抛运动
D ．物块最终的动能为15
mgR
10．2020年5月5日，我国在海南文昌航天发射场使用“长征五号B”运载火箭，发射新一代载人飞船试验船。

假如有一宇宙飞船，它的正面面积为21m S =，以3710m /s v =⨯的速度进入宇宙微粒尘区，尘区每31m 空间有一微粒，每一微粒平均质量5
210g m -=⨯，飞船经过区域的微粒都附着在飞船上，若要使飞船速度保持不变，飞船的推力应增加（ ）
A ．0.49N
B ．0.98N
C ．490N
D ．980N
11．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
12．跳水运动一直是我国传统的优势体育项目，我们的国家跳水队享有“梦之队”的赞誉。

在某次训练中，跳水运动员在跳台上由静止开始竖直落下，进入水中后在水中做减速运动，速度减为零时并未到达池底。

不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A ．运动员在空中运动时，其动量变化量大于重力的冲量
B ．运动员从刚进入水中到速度减为零的过程中，其重力的冲量等于水的作用力的冲量
C ．运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其动量的改变量等于水的作用力的冲量
D ．运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其重力的冲量与水的作用力的冲量等大反向
13．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
2t 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
2t D ．方向竖直向上，大小为p t
14．如图所示，气球下面有一根长绳，一个质量为m 1=50kg 的人抓住气球下方的长绳，气球和长绳的总质量为m 2=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
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．如图，立柱固定于光滑水平面上O点，质量为M的小球a向右运动，与静止于Q点的质量为m的小球b发生弹性碰撞，碰后a球立即向左运动，b球与立柱碰撞能量不损失，所有碰撞时间均不计，b球恰好在P点追上a球，Q点为OP的中点，则a、b两球在Q点碰后速度大小之比 ___ ；a、b球质量之比为 ____。

19．一颗手榴弹以10m/s的速度沿水平方向向前飞行，它炸裂成质量比为3∶2的两部分，质量大的部分以15m/s的速度继续向前飞行，则另一部分的速度大小_______。

20．在水平长直轨道上，质量为M=600kg的动力车牵引着一辆质量为m=400kg的小车厢以v=54km/h的速度匀速行驶。

若动力车和车厢受到的阻力均为其重量的0.15倍，则这时动力车的输出功率为P1=__________kW。

如果使车厢与动力车脱开，之后动力车的牵引力不变，则车厢停止时，动力车的输出功率为P2=_______kW。

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21．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________。

22．质量为0. 2kg的小球以10m/s速度竖直下落到水泥地面，然后向上弹起。

若取竖直向上为正方向，小球与地面碰撞前后动量的变化量为3.6kgm/s，则小球与地面相碰前瞬间的动量为________kgm/s，小球向上弹起的速度大小为________m/s。

23．如图，两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上，质量均为m。

P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。

物体P置于P1的最右端，质量为2m且可以看作质点。

P1与P以共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P1与P2粘连在一起，P压缩弹簧后被弹回并停在A点（弹簧始终在弹性限度内）。

P1、P2刚碰完时的共同速度v1=_____，P的最终速度v2=_____。

24．如图所示，木块A的质量m A＝1kg，足够长的木板B的质量m B＝4kg，质量为m C＝
4kg的木块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦。

现使A以v0＝12m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以4m/s的速度弹回，则A与B碰撞后瞬间，B的速度为__m/s ，C运动过程中的最大速度为__m/s ，整个过程中因为B、C之间的摩擦而产生的总内能为
___J。

25．甲、乙两人站在水平的冰面上（不计摩擦），在水平方向传递一个球，从静止开始，甲把球传给乙，乙接球后又把球传给甲．假设两个人的质量都是M ，球的质量为m ，每次抛球速度大小均为v ．当甲抛球101次后球被乙接住，此时两人的速度大小之比v v 乙甲:等于________．
26．质量为0.10kg m =的小钢球以0 2.0m/s v =的水平速度抛出，下落0.6m h =时撞击一钢板，撞后速度恰好反向，则钢板与水平面的夹角θ=_______．刚要撞击钢板时小球的动量大小为________．(取210m/s g = )
三、解答题
27．如图所示，质量m =1kg 的物块，可视为质点，右端和墙壁间压缩一轻弹簧，从A 点静止释放后滑出B 点，恰能过C 点沿半径R =0.5m 的竖直半圆弧轨道的内侧做圆周运动，经最低点D 滑到静止在水平地面的木板上。

木板质量M =4kg 、长度L =2.05m ，且与左侧等高的平台P 相碰时将被立即锁定。

已知物块与平台AB 、物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.5，其余摩擦不计，A 、B 间的距离L 0=0.6m ，木板右端距离平台P 左侧的初始距离为S ，g =10m/s 2。

求：
(1)弹簧弹力对物块所做的功W ；
(2)物块经过D 点时所受轨道支持力F 的大小；
(3)物块滑上平台P 时的动能E k 与S 的关系。

28．城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题，为了解决这个问题，高空抛物行为入刑，新《民法典》对高空抛物由谁来承担责任也做出了规定。

由物理学知识可知，即使是很小的物体从高处坠落也可能对人造成严重的伤害。

设一个50g 的鸡蛋从16楼的窗户自由下落时，鸡蛋下沿距地面45m ，当鸡蛋与地面撞击时鸡蛋的竖直高度为5cm ，认为鸡蛋下沿落地后，鸡蛋上沿的运动是匀减速运动，并且上沿运动到地面时恰好静止，以鸡蛋的上、下沿落地的时间间隔作为鸡蛋与地面的撞击时间，不计空气阻力，忽略撞地过程中鸡蛋的重力，取10m/s 2。

(1)求鸡蛋与地面撞击前的速度大小以及撞击过程中地面对鸡蛋作用的冲量大小；
(2)求鸡蛋对地面的平均冲击力的大小。

29．如图所示，小球A 质量为m ，系在细线的一端，细线的另一端固定在O 点，O 点到光滑水平面的距离为h 。

物块B 和C 的质量分别是4m 和2m ，物块B 与C 与轻弹簧轻触不拴接，置于光滑的水平面上，且物块B 位于O 点正下方。

现拉动小球A 使细线水平伸直，小球A 由静止释放，运动到最低点时与物块B 发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升到最高点时与水平面的距离为9
h 。

小球A 与物块B 、C 均视为质点，不计空气阻力，重力加速
度为g，求碰撞过程
(1)物块B受到的冲量大小；
(2)碰后轻弹簧获得的最大弹性势能；
(3)物块C获得最大速度。

30．如图所示，质量m1=2kg的小球用一条不可伸长的轻绳连接，绳的另一端固定在悬点O 上，绳子长度l=1m。

将小球拉至绳子偏离竖直方向的角度θ=37°处由静止释放，小球运动至最低点时，与一质量m2=1kg的物块发生正碰，碰撞时间很短。

之后物块在水平面上滑
行一段s=0.4m的距离后停下。

已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度g = 10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
(1)碰前瞬间小球的速度大小；
(2)碰后瞬间小球和物块的速度大小。