高考物理一轮复习作业手册：动量动量守恒定律

课时作业(十六) [第16讲 动量 动量守恒定律]
1．光子的能量为hν，动量的大小为h νc
.如果一个静止的放射性元素的原子核在发生γ衰变时只发出一个γ光子，则衰变后的原子核( )
A ．仍然静止
B ．沿着与光子运动方向相同的方向运动
C ．沿着与光子运动方向相反的方向运动
D ．可能向任何方向运动
2．如图K16­1所示，在光滑水平面上质量分别为m A ＝2 kg 、m B ＝4 kg ，速率分别为v A ＝5 m/s 、v B ＝2 m/s 的A 、B 两小球沿同一直线相向运动( )
图K16­1
A ．它们碰撞前的总动量是18 kg · m/s ，方向水平向右
B ．它们碰撞后的总动量是18 kg · m/s ，方向水平向左
C ．它们碰撞后的总动量是2 kg · m/s ，方向水平向左
D ．它们碰撞前的总动量是2 kg · m/s ，方向水平向右
3．如图K16­2所示，车厢质量为M ，静止于光滑水平面上，现车厢内有一质量为m 的物体以速度v 向右运动，与车厢壁来回碰撞n 次后与车厢相对静止，此时车厢的速度为( )
图K16­2
A ．v ，水平向右
B ． mv M ＋m ，水平向右
C ．0
D ．mv M －m
，水平向右
4．满载沙子的总质量为M 的小车在光滑水平面上做匀速运动，速度为v 0.行驶途中，有质量为m 的沙子从小车上漏掉，则沙子漏掉后小车的速度为( )
A ．v 0
B ．mv 0M ＋m
C ．mv 0M －m
D ．（M －m ）v 0M
5．如图K16­3所示，一质量M ＝3.0 kg 的长方形木板B 放在光滑水平地面上，在其右端放一质量为m ＝1.0 kg 的小木块A.现以地面为参照系，给A 和B 以大小均为4.0 m/s ，方向
相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A并没有滑离木板B.站在地面的观察者看到在一段时间内小木块A正在做加速运动，则在这段时间内的某时刻木板B相对地面的速度大小可能是( )
图K16­3
A．2.4 m/s B．2.8 m/s
C．3.0 m/s D．1.8 m/s
6．加拿大萨德伯里中微子观测站的研究揭示了中微子失踪之谜，即观察到中微子数目比理论值少是因为部分中微子在运动过程中(速度很大)转化为一个μ子和一个τ子．对上述转化过程有以下说法，其中不正确的是( )
A．牛顿运动定律依然适用
B．动量守恒定律依然适用
C．若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向也可能与中微子的运动方向一致
D．若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向一定与中微子的运动方向一致
7．图K16­4中的四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是( )
图K16­4
8．木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的力使轻质弹簧压缩，如图K16­5所示，对a、b和轻弹簧组成的系统，当撤去外力后，将a尚未离开墙壁前视为过程1，a离开墙壁后视为过程2，下列说法中正确的是( )
图K16­5
A ．过程1和过程2系统动量均守恒
B ．过程1和过程2系统动量均不守恒
C ．过程1系统动量守恒，过程2系统动量不守恒
D ．过程1系统动量不守恒，过程2系统动量守恒
9．A 、B 两船的质量均为m ，都静止在平静的湖面上．现A 船中质量为12
m 的人以对地的水平速度v 从A 船跳到B 船，再从B 船跳到A 船……，经n 次跳跃后，人停在B 船上，不计水的阻力，下列选项正确的是( )
A ．A 、
B 两船组成的系统动量守恒
B ．A 、B 两船速度大小之比为1∶1
C ．A 、B(包括人)两船动量大小之比为2∶3
D ．A 、B(包括人)两船的动能之比为3∶2
10．如图K16­6所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙．重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为μ.使木板与重物以共同的速度v 0向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短．求木板从第一次与墙碰撞到再次与墙碰撞所经历的时间．设木板足够长，重物始终在木板上，重力加速度为g.
图K16­6
11．如图K16­7所示，质量为2 kg的甲车静止在光滑水平面上，其顶部上表面光滑，顶部右端放一个质量为1 kg的小物体，质量为4 kg的乙车以5 m/s的速度向左运动．乙车与甲车碰撞后，甲车获得6 m/s的速度，物体滑到乙车上．若乙车足够长，其顶部上表面与物体的动摩擦因数为0.2，g取10 m/s2，则：
(1)物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止？
(2)物体最终距离乙车左端的距离为多少？
图K16­7
课时作业(十六)
1. C [解析] 根据动量守恒定律可知，原子核沿着与光子运动方向相反的方向运动，选项C 正确．
2. D [解析] 它们碰撞前的总动量是2 kg ·m/s ，方向水平向右，A 、B 相碰过程中动量守恒，故它们碰撞后的总动量是2 kg ·m/s ，方向水平向右，选项D 正确．
3．B [解析] 根据动量守恒定律可得mv ＝(M ＋m)v′，解得：v′＝mv M ＋m
，方向水平向右，选项B 正确．
4. A [解析] 由于惯性，沙子漏掉时，水平方向有和小车相同的速度．由水平方向动量守恒知小车速度不变，选项A 正确．
5．A [解析] 木块相对地面速度为0时，木板的速度为v 1，由动量守恒定律得(设水平
向右为正方向)Mv －mv ＝Mv 1，解得v 1＝83
m/s.木块从此时开始向右加速，直到两者达到共同速度v 2，由动量守恒定律得Mv －mv ＝(M ＋m)v 2，解得：v 2＝2 m/s ，故在木块A 做加速运动这段
时间内木板对地的速度在2～83
m/s 范围内，选项A 正确． 6．A [解析] 中微子发生裂变过程中，动量是守恒的，由m 中v 中＝m μv μ＋m τv τ知，当v 中方向与v μ方向相同时，v τ方向与v 中方向可能相同，也可能相反；当v 中方向与v μ方向相反时，v τ方向与v 中方向一定相同．该过程是微观粒子的作用，故牛顿运动定律不适用．
7．A
8．D [解析] 动量守恒定律的适用条件是不受外力或所受合外力为零．a 尚未离开墙壁前，系统受到墙壁对它的作用力，不满足动量守恒条件；a 离开墙壁后，系统所受合外力为零，动量守恒，选项D 正确．
9．D
10.4v 03μg
11．(1)0.8 s (2)0.8 m
[解析] (1)甲、乙两车碰撞，由动量守恒定律，有
m 乙v 0＝m 甲v 1＋m 乙v 2
解得v 2＝2 m/s
物体滑上乙车，对物体和乙组成的系统，由动量守恒定律，有
m 乙v 2＝(m ＋m 乙)v
解得v ＝1.6 m/s
物体在滑动摩擦力作用下向左做匀减速运动，加速度a ＝μg＝2 m/s 2
相对乙车静止时物体滑行的时间t ＝v a
＝0.8 s (2)由能量守恒定律，有
μmgs ＝12m 乙v 22－12
(m ＋m 乙)v 2 解得s ＝0.8 m
即物块最终距离乙车左端为0.8 m.。