深圳观澜中学高中物理选修一第一章《能量守恒定律》测试题(有答案解析)

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．A、B两球沿一直线运动并发生正碰。

如图所示为两球碰撞前后的位移—时间图象。

a、b分别为A、B两球碰撞前的位移—时间图线，c为碰撞后两球共同运动的位移—时间图线，若A球质量是m=2 kg，则由图可知（）
A．A、B碰撞前的总动量为3 kg·m/s B．碰撞时A对B所施冲量为4 N·s
C．碰撞前后A的动量变化为6 kg·m/s D．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10 J
3．如图所示，轻质弹簧下端悬挂一个小球，将小球下拉一定距离后由静止释放（并未超过弹簧的弹性限度），小球上下振动，不计空气阻力，则在连续两次经过平衡位置的过程中，小球（）
A．动量的变化量为零B．所受重力做的功不为零
C．所受重力的冲量不为零D．所受弹簧弹力的冲量为零
4．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
5．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）6．以下说法正确的是（）
A．物体的加速度增大时，速度也一定随之增大
B．摩擦力对物体不可能做正功
C．在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，可以用天平测出物体的质量
D．快递易碎物品时，将它装在泡沫箱内是因为可以延长碰撞时的作用时间
7．在冰壶比赛中，球员手持毛刷擦刷冰面，可以改变冰壶滑行时受到的阻力。

如图a所示，蓝壶静止在圆形区域内，运动员用等质量的红壶撞击蓝壶，两壶发生正碰。

若碰撞前、后两壶的v—t图象如图b所示。

关于冰壶的运动，下列说法正确的是（）
A．碰撞后过程中，蓝壶受到的阻力比红壶的大
B．碰撞后，蓝壶的运动的时间为6s
C．碰撞后两壶相距的最远距离为1.1m
D．两壶碰撞是弹性碰撞
8．一只质量为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
9．光滑绝缘水平桌面上存在与桌面垂直方向的匀强磁场，有一带电粒子在桌面上做匀速圆周运动，当它运动到M点，突然与一不带电的静止粒子发生正碰合为一体（碰撞时间极
短），则粒子的运动轨迹应是图中的哪一个（实线为原轨迹，虚线为碰后轨迹）（）A．B．C．D．
10．如图所示是一颗质量m=50g的子弹射过一张扑克牌的照片，子弹完全穿过一张扑克牌所需的时间t1约为1.0×10-4s，子弹的真实长度为2.0cm（扑克牌宽度约为子弹长度的4倍），若子弹以相同初速度经时间t2=1.0×10-3s射入墙壁，则子弹射入墙壁时，其对墙壁的平均作用力约为（）
A．5×103N B．5×104N C．5×105N D．5×106N
11．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
12．两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动，A球的动量是7kg·m/s，B球的动量是5kg·m/s，A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（）
A．p A=6kg·m/s，p B=6kg·m/s B．p A=3kg·m/s，p B=9kg·m/s
C．p A=－2kg·m/s，p B=14kg·m/s D．p A=－5kg·m/s，p B=15kg·m/s
13．如图所示，一个质量为m1=40kg人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。

气球和长绳的总质量为m2=10kg，静止时人离地面的高度为h=5m，长绳的下端刚好和地面接触。

如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地高度约是（可以把人看做质点）（）
A ．5 m
B ．4m
C ．2.6 m
D ．8m
14．如图所示，轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一小球，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动。

下列说法正确的是（ ）
A ．小球通过最高点时一定受到杆的拉力
B ．小球通过最低点时一定受到杆的拉力
C ．小球转动过程中机械能守恒
D ．小球转动一圈的过程中重力的冲量为0
15．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 + 二、填空题
16．某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律。

他在气垫旁加装了位置感应器（可以将任一时刻该滑块与某点的距离记录下来），测得两滑块的质量分别为A 200g m =，B 300g m =两滑块A 、B 在气垫导轨上（摩擦力可忽略不计）发生正碰，通过实验该同学描绘出碰撞前后滑块A 、B 的位移一时间图像如图所示。

（1）由图可知滑块A 、B 在t =_________s 时发生碰撞。

（2）碰撞前滑块A 的动量为__________kg m/s ⋅，滑块B 的动量为________kg m/s ⋅，碰撞后滑块A 、B 一起运动，两滑块整体的动量为_______kg m/s ⋅。

（3）由实验得出滑块A 、B 碰撞后的总动量与碰撞前的相比_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。

17．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θ（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0v =______。

18．如图所示，游乐场上，两位同学各驾驶一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动。

设甲同学和他的车的总质量为120 kg ，碰撞前水平向右运动，速度的大小为5 m/s ；乙同学和他的车的总质量为180 kg ，碰撞前水平向左运动，速度的大小为4 m/s 。

则碰撞后两车共同的运动速度大小为______，方向______。

19．一人做“蹦极”运动，用原长15m 的橡皮绳拴住身体往下跃，若此人质量为50kg ，从50m 高处由静止下落，至运动停止瞬间所用时间为4s ，则橡皮绳对人的平均作用力约为________。

（g 取210m/s ）
20．将质量为m=1kg的小球，从距水平地面高h=5m处，以v0=10m/s的水平速度抛出，不计空气阻力，g取10m/s2。

求：
(1)抛出后0.4s内重力对小球的冲量_____________；
(2)平抛运动过程中小球动量的增量Δp=_____________。

21．质量为5kg的物体运动速度为2m/s，则其动量为____________；如果一个物体所受合力为4N，则5s的动量变化为___________。

22．(1)质量为M的火箭原来以速率为v0飞行在太空中，现在突然喷出一份质量为 m 的气体，喷出的气体相对于火箭的速率是v，则喷气后火箭的速率为______；
(2)如图所示，在光滑水平面上有甲、乙两辆完全相同的小车，质量都为M=1.0kg，乙车内用轻绳吊一质量为m=0.5kg 的小球。

当乙车静止时，甲车以速度v 与乙车相碰，若碰撞时间极短，且碰后两车连为一体，则碰后瞬间两车的共同速度为_______。

当小球摆到最高点时，车的速度为_________；
(3)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θ角，它的动量变化的大小为_________；
(4)用如图装置做探究碰撞中的不变量实验，下列说法正确的是（______）
A．在实验前，必须把长木板的一端垫高，使 A能拖着纸带匀速下行
B．A、B两辆小车的质量必须相等
C．A、B碰撞后必须保证 A、B以共同速度一起运动
D．小车 A必须从紧靠打点计时器的位置无初速度释放
23．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__________．
24．一个静止的､质量为M的不稳定原子核，当它放射出质量为m､速度大小为υ的粒子后，原子核的剩余部分的速率等于________｡
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m A＝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m B＝______ 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，一辆小车静止在光滑水平面上在C 、D 两端置有油灰阻挡层，整辆小车质量1kg ，在车的水平底板上放有光滑小球A 和B ，质量分别为1kg A m =，3kg B m =，A 、B 小球间置一被压缩的理想轻弹簧，其弹性势能为6J ，现突然松开弹簧，A 、B 小球脱离弹簧时距C 、D 端均为0.6m 。

然后两球分别与油灰阻挡层碰撞，并被油灰粘住，问：
(1)A 、B 小球脱离弹簧时的速度大小各是多少？
(2)整个过程小车的位移是多少？
28．强夯机是在建筑工程中由于需要对松土压实处理的机器，其中一种为吊重锤击式，如图所示。

重锤的质量4
1.010kg m =⨯，从离地20m =h 高处自由下落，重锤夯土历时0.40s t ∆=，然后陷在土中。

取210m/s g =，不计空气阻力。

求： (1)重锤自由下落的时间t 和刚落地时的速度大小v ；
(2)重锤对松土的平均作用力大小F 。

29．如图所示，半径为R 的14
光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，一滑板静止在光滑水平地面上，左端紧靠轨道下端B 点，上表面与圆弧轨道末端相平。

离滑板右端02
R L =处有一竖直固定的挡板P 。

一质量为m 的物块（可视为质点）从圆弧轨道顶端A 点由静止开始沿轨道滑下，经B 点滑上滑板。

已知滑板质量2M m =，物块与滑板间的动摩擦因数 0.5μ=，重力加速度为g 。

滑板与挡板碰撞时立刻反弹且没有机械能损失，滑板返回B 点时即被锁定而保持静止。

滑板足够长使物块总不能滑至滑板右端。

(1)求物块滑到B 点的速度大小；
(2)求滑板与挡板P 碰撞前瞬间物块的速度大小；
(3)站在地面的观察者看到物块有一段时间内在做加速运动，求这段时间内滑板的速度范围。

θ=︒，30．如图所示，AB为半径R=2m竖直放置的光滑细圆管，O为细圆管的圆心，53
紧靠圆管的末端B有一质量M=3kg的木板D，一质量为m=2kg的小物块C以某一初速度从P点水平抛出，恰好能沿圆管切线方向以3m/s的速度从A点进入细圆管，小物块离开圆弧
μ=，D与地面之间光滑；结果最低点B后冲上木板，C与D之间的动摩擦因数分别为0.3
C刚好没有从D上滑下来。

（C可视为质点，g取10m/s2），求：
（1）小物块从P点水平抛出时的初速度v0和P、A两点间的水平距离s；
（2）小物块到达圆弧最低点B时对轨道的压力F N；
（3）木板D的长度L。

（本题结果均保留两位有效数字）。