高中物理：动量守恒定律综合测试及解析
一、单项选择题(本题共7个小题，每小题4分，共28分)
1．如图1所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架的O点，用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将( )
图1
A．向右运动 B．向左运动 C．静止不动
D．小球下摆时，小车向左运动，碰撞后又静止
答案 D 解析 这是反冲运动，由动量守恒定律可知，小球下落时速度向右，小车向左；小球静止，小车也静止．
2．如图2所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则( )
图2
A．小木块和木箱最终都将静止
B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动
C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动 D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动
答案 B解析 木箱和小木块具有向右的动量，并且相互作用的过程中总动量守恒，A、D错；由于小木块与底板间存在摩擦，小木块最终将相对木箱静止，B对，C错．
3．如图3，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是( )
图3
A．A和B都向左运动 B．A和B都向右运动 C．A静止，B向右运动 D．A向左运动，B向右运动
答案 D 解析 以滑块A、B为系统，碰前动量矢量和为零，选项A、B、C所述碰后动量不为零，据动量守恒定律可知选项A、B、C错误；由于发生弹性碰撞，系统动能守恒，故选D.
4．如图4所示，在光滑水平地面上放着两个物体，其间用一根不能伸长的细绳相连，开始时绳松弛、B静止，A具有4kg·m/s的动量(设向右为正)．在绳拉紧(可能拉断)的过程中，A、B动量的变化可能为( )
图4
A．ΔpA＝－4 kg·m/s，ΔpB＝4 kg·m/s B．ΔpA＝2 kg·m/s，ΔpB＝－2 kg·m/s C．ΔpA＝－2 kg·m/s，ΔpB＝2 kg·m/s D．ΔpA＝ΔpB＝2 kg·m/s 答案 C
5．质量相等的A、B两球之间压缩一根轻质弹簧，静置于光滑水平桌面上，当用板挡住小球A而只释放B球时，B球被弹出落到距桌边水平距离为x的地面上，如图5所示，若再次以相同力压缩该弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，则B球的落地点距桌边( )
图5
xA. 2C．x
B.2x D.2x 2
1
答案 D 解析 挡板挡住A球时，弹簧的弹性势能全部转化为B球的动能，有Ep＝mv2，
2B12
挡板撤走后，弹性势能被两球平分，则有Ep＝2×mvB′2，由以上两式解得vB′＝vB，
22
故x′＝vB′t＝
2
x，D对． 2
6．在光滑的水平面上，两个质量均为m的完全相同的滑块以大小均为p的动量相向运动，发生正碰，碰后系统的总动能不可能是( ) 2p2p2p2
A．0 B.m C. D.m 2m
p2p2
答案 B 解析 碰撞前系统的总动能为Ek＝2×＝m，由于碰撞后系统总动能不增加，
2m所以选项B是不可能的．
7．质量为m的炮弹沿水平方向飞行，其动能为Ek，突然在空中爆炸成质量相同的两块，其中一块向后飞去，动能为EkA. 29C.Ek 4
Ek
，另一块向前飞去，则向前的这块的动能为( ) 2
9B.Ek 2
9＋42D.Ek
2
答案 B 解析 设另一块动能为Ek1，则另一块动量p＝mEk1，炮弹在空中爆炸，动量守恒，2mEk＝mEk1－
mEk9
，解得Ek1＝Ek.选项B正确． 22
二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分)
8．如图所示，下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是( )
答案 AC 解析 A中子弹和木块组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受合力为零，系统动量守恒；B中在弹簧恢复原长的过程中，系统在水平方向始终受墙的作用力，系统动量不守恒；C中木球与铁球组成的系统所受合力为零，系统动量守恒；D中木块下滑过程中，斜面始终受挡板的作用力，系统动量不守恒．
9．杂技演员做高空表演时，为了安全，常在下面挂起一张很大的网，当演员失误从高处掉下落在网上时，与从相同高度落在地面上相比较，下列说法正确的是( )
A．演员落在网上时的动量较小 B．演员落在网上时的动量变化较小 C．演员落在网上时的动量变化较慢 D．演员落在网上时受到网的作用力较小
答案 CD 解析 演员落到网上和地面上时的速度相同，所以两种情况下，动量的变化相同，但落在网上时，作用时间较长，由动量定理可知，作用力较小，故A、B错误，C、D正确．
10．在橄榄球比赛中，一个85kg的前锋队员以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65 kg的队员，一个速度为2 m/s，另一个速度为4m/s，然后他们就扭在了一起，则( ) A．他们碰撞后的共同速度是0.2m/s B．碰撞后他们动量的方向仍向前 C．这名前锋能得分 D．这名前锋不能得分
答案 BC 解析 取前锋队员跑动的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得：Mv1－mv2－mv3＝(M＋m＋m)v，代入数据得：v≈0.16m/s.所以碰撞后的速度仍向前，故这名前锋能得分，B、C两项正确．
11．如图6所示，在光滑水平面上质量分别为mA＝2kg、mB＝4kg，速率分别为vA＝5m/s、vB＝2 m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动并发生对心碰撞．则( )
图6
A．它们碰撞后的总动量是18kg·m/s，方向水平向右 B．它们碰撞后的总动量是2kg·m/s，方向水平向右 C．它们碰撞后B小球向右运动 D．它们碰撞后B小球可能向左运动
答案 BC 解析 根据动量守恒，设向右为正，碰后它们的总动量p′＝p＝mAvA＋mBvB＝2×5kg·m/s－4×2 kg·m/s＝2kg·m/s，故A错，B对；因总动量向右，所以碰后B球一定向右运动，C对，D错．
12．如图7所示，一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45 m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01s．下列说法正确的是( )
图7
A．球棒对垒球的平均作用力大小为1260N B．球棒对垒球的平均作用力大小为360N C．球棒对垒球做的功为126J D．球棒对垒球做的功为36J
答案 AC 解析 设球棒对垒球的平均作用力为F，由动量定理得F·t＝m(vt－v0)，取vt112＝45m/s，则v0＝－25 m/s，代入上式，得F＝1260N，由动能定理得W＝mv2t－mv0＝22126J，选项A、C正确．
三、实验题(本题共2小题，共10分)
13．(4分)如图8所示，在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的不变量”的实验，实验步骤如下：
图8
Ⅰ.把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡板间放入一轻弹簧，使弹簧处于水平方向上的压缩状态； Ⅱ.按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A和B与固定挡板C和D碰撞同时，电子计时器自动停表，记下A至C的运动时间t1，B至D的运动时间t2；
Ⅲ.重复几次，取t1和t2的平均值． (1)应测量的数据还有____________；
(2)只要关系式________成立，即可得出碰撞中不变的量是质量和速度的乘积的矢量和． 答案 (1)滑块A的左端到挡板C的距离x1和滑块B的右端到挡板D的距离x2 ?M＋m?x1Mx2(2)＝
t1t2
解析 (1)需测出A的左端、B的右端到挡板C、D的距离x1、x2. (2)由计时器记下A、B到两板的时间t1、t2. x1x2
算出两滑块A、B弹开的速度v1＝，v2＝. t1t2
高中物理：动量守恒定律综合测试及解析
