2023山东版物理高考第二轮复习--专题七 动量.pdf

2023山东版物理高考第二轮复习专题七动量一、选择题1.物理生活（2022重庆模拟）如图所示，若船用缆绳固定,人恰好可以从船头跳上岸;撤去缆绳,人仍然恰好可以从船头跳上岸。已知两次从离开船到跳上岸所用时间相等,人的质量为60 kg,船的质量为120kg,不计水和空气阻力,忽略人竖直方向的运动,则两次人消耗的能量之比为（）AA.1 ：1 B.1 ：2 C.1 ：3 D,2：3答 案 D假设缆绳固定时人跳出的速度为vi,则人消耗的能量E,=|m人说,撤去缆绳后,人跳出的速度仍为 vi,由动量守恒得m 人v1=m船V z,人消耗的能量E2=1m人说+jm船诏，代入数据可得E.:E2=2：3,故选D。2.物理生活（2022四川成都石室中学专家联测）（多选）使用无人机植树时,为保证树种的成活率,将种子连同营养物质包进一个很小的荚里。播种时，在离地面10 m 高处、以 15 m/s的速度水平匀速飞行的无人机中,播种器利用空气压力把荚以5 m/s的速度（相对播种器）竖直向下射出，荚进入地面下10 cm深处完成一次播种。已知荚的总质量为20 g,不考虑荚所受大气阻力及进入土壤后重力的作用。取 g=10m/sl 贝（1（）A.射出荚的过程中,播种器对荚做的功为2.5 JB.离开无人机后，荚在空中运动的时间为近sC.土壤对荚冲量的大小为*kg m/sD.荚在土壤内受到平均阻力的大小为竽N答 案 C D 播种器对荚做的功等于荚增加的动能,故W=喉=；X 0.02 X 52 J=0.25 J,A 错误漓 开无人机后,在竖直方向上荚做初速度为5 m/s、加速度为g 的匀加速直线运动,根据位移时间公式有h=v,ot+|gt2,解得t=l s,B 错误;荚落地时竖直方向上的速度为vy=5 m/s+10X 1 m/s=15 m/s,水平方向上的速度为v=15 m/s,故荚落地时的速度大小为v=J 诏+哆=15奁 m/s,进入土壤后,最终速度为零，故I=0-mv=-*kg m/s,即冲量大小为挈kg m/s,C 正确;荚进入土壤后,竖直方向上做减速运动,末速度为零，位移为y=10 cm=O.1 m,根据位移速度公式可得y孝,进入土后运动的时间为t ,联立解得t=4Za a 753V 2S,根据动量定理可得-R t=O-mv,解得岸詈 2 竿N,D 正确。753.体育运动（2022山西临汾二模）第24届冬季奥林匹克运动会于2022年 2 月 20日落下帷幕,冰壶运动是冬奥会比赛项目之一。假设运动员用红壶撞击静止在水平冰面上的蓝壶,两壶发生正碰,不计碰撞时间,碰撞前后两壶的v-t图像如图所示。已知两壶的质量均为20 kg,则碰撞后蓝壶所受的阻力大小为（）A.1.8 N B.2.0 N C.2.4 N D.3.2 N答 案 C设碰后蓝壶的速度为v,碰前红壶的速度v=l.0 m/s,碰后红壶的速度为v=0.4 m/s,取碰撞前红壶的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有mv产 mv+mv,解得v=0.6 m/s,设碰撞后蓝壶所受的阻力大小为f,取初速度方向为正方向，对蓝壶根据动量定理得-fA t=O-mv,由图可知A t=6 s-1 s=5 s,解得 f=2.4 N,故 C 正确。4.物理探索（2022江西上饶二模）如图所示,水平气垫导轨上有一滑块,滑块的支架上用细线悬挂一个小铁球。用手扶住滑块保持静止，并轻推小球，使小球在导轨所在的竖直平面内左右摆动。在小球摆动的过程中松手让滑块也能自由滑动，（忽略空气阻力和摩擦力）则下列说法正确的是（）压缩空气一A.松手前,滑块和小球构成的系统动量和机械能均不守恒B.松手后,滑块和小球构成的系统动量和机械能均守恒C.松手后,滑块在导轨上的运动一定是左右往返滑动D.松手后,滑块可能一直向左滑动,也可能一直向右滑动答 案 D松手前，滑块和小球构成的系统所受的合外力不为零，动量不守恒，除重力外,其他力做的功为零,机械能守恒,A 错误。松手后,滑块和小球构成的系统在竖直方向动量不守恒,除重力外其他力做的功为零,机械能守恒,B 错误。由于松手后,滑块和小球构成的系统在水平方向动量守恒，故系统会始终保持松手前那一刻系统水平速度的方向运动下去,C 错误,D 正确。5.物理科技（2022山东烟台二模）离子发动机是利用电场加速离子形成高速离子流而产生推力的航天发动机，工作时将推进剂离子化,使之带电,然后在静电场作用下推进剂得到加速后喷出,从而产生推力,这种发动机适用于航天器的姿态控制、位置保持等,航天器质量为M,单个离子质量为m,带电荷量为q,加速电场的电压为U,高速离子形成的等效电流为I,根据以上信息计算该发动机产生的推力为（）B.I答 案 B根据动能定理有qU=1m/,解得离子的速度为v=幽根据电流的定义式有【小 当,对离子由ZV?n AL AL动量定理得F t=N mv,联立解得F=I 那,由牛顿第三定律可知该发动机产生的推力为I 僧,故选 B。6.物理科技（2022广东湛江二模,1）很多同学看过或玩过磁悬浮陀螺,一般情况下,磁悬浮陀螺可以在空中悬浮十分钟以上。当磁悬浮陀螺在空中稳定地旋转时，在 5 s 的时间内，下列说法正确的是（）A.磁悬浮陀螺在竖直方向上的动量变化量为0B.磁悬浮陀螺所受的重力产生的冲量为0C.磁悬浮陀螺所受的磁力产生的冲量为0D.时间越长,磁悬浮陀螺在竖直方向上所受的合力产生的冲量越大答 案A磁悬浮陀螺受到竖直向上的磁力和竖直向下的重力保持不变，均不为零，则两个力产生的冲量不为零,故B、C错误;磁悬浮陀螺在竖直方向上所受的合力为零，则合力冲量为零，竖直方向的动量变化量为零，故A正确,D错误。7.物理生活（2022广东广州二模,6）如图所示,2022年北京冬奥会某次冰壶比赛，甲壶以速度v0与静止的乙壶发生正碰,已知冰面粗糙程度处处相同,两壶完全相同,从碰撞到两壶都静止，乙的位移是甲的9倍，则（）甲。乙 _ _A,两壶碰撞过程无机械能损失B.两壶碰撞过程动量变化量相同C.碰撞后瞬间，甲壶的速度为华D.碰撞后瞬间,乙壶的速度为V。答 案C两壶完全相同，碰后在冰面上滑行，有 咪N g,从碰撞到两壶都静止，乙的位移是甲的9倍,设碰后两壶的速度分别为v：和v2,根据0-诏=-2ax,得V,:v2=l：3,根据动量守恒定律得mvo=mvi+mv：；,解得v咛,它 攀C正确,1）错误;两壶碰撞过程机械能的变化量A E=jm资+）谚f 哈-Q诏,机械能有损失,A错误;动量的变化量是矢量,两壶碰撞过程动量变化量大小相同但方向相反,B错误。8.（2022长沙雅礼中学月考七,6）如图所示,在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点0 在水平面上自由转动。一颗子弹以垂直于杆的水平速度v。击中静止木杆上的P 点,并随木杆一起转动（碰撞时间极短）。已知木杆质量为M,长度为L,子弹质量为m,点 P 到点0 的距离为X。忽略木杆与水平面间的摩擦。设子弹击中木杆后绕点。转动的角速度为3。下面给出3的四个表达式中只有一个是合理的。根据你的判断，3的合理表达式应为（）A ，、一 3M%X R 3mv0 x2-3Mx2+m/3mX2+M/_2（-3 m v0 x n 3mv0L 3mx2+ML2 3ML2+MX2答 案 c从单位判断,B 选项中表达式的单位为m/s,故 B 错误;假设点P 到点0 的距离x=0,则角速度为零,D选项中表达式不为零,故D错误;如果是轻杆，则M=0,即轻杆对子弹没有阻碍作用,相当于子弹做半径为x的圆周运动,则A 错误,C 正确。9.（2022隆回二中开学考,8）（多选）载人飞船完成任务后,载有航天员的返回舱要返回地球,为了保证宇航员的安全,在距离地面1 in左右启动发动机,使返回舱实现软着陆。某次返回舱在距地面1.05 m 时的速度为10 m/s,开始启动发动机,到达地面时的速度为2 m/se近似认为返回舱从触地到停止运动所用的时间恒为0.1 s,航天员能承受的最大冲击力为自身重力的5 倍,地球表面的重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是（）A.启动发动机后,下落过程中宇航员受到合外力的冲量方向向下B.若不启动发动机，宇航员着陆时受到的冲击力将超过其能承受的最大冲击力C.不启动发动机和启动发动机两种情况下，宇航员着陆时受到的冲击力之比为11：3D.不启动发动机和启动发动机两种情况下,宇航员着陆时受到的冲击力之比为4：1答 案 B D 启动发动机后，宇航员速度减小,加速度方向向上,合外力向上,根据公式I=Ft可知,下落过程中宇航员受到合外力的冲量方向向上,A 错误;对宇航员受力分析如图下降 F，/.,7777777777777777777777.不启动 启动 触地一停止运动若不启动发动机,设落地时的速度为V,则有-诏=2gh,解得v=U m/s,触地到停止运动,以向上为正方向，由动量定理得(F-mg)t=mv,解得F=12mg,又 F“=5mg,故 FFmas,B 正确;启动发动机时,有v=2 m/s,由动量定理可得(F-mg)t=mv,解得F=3mg,故两种情况下,冲击力之比为4：1,C 错误,D 正确。10.物理生活I(2021南开期中统考,7)(多选)如图所示为高空坠物的公益广告,形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小明用下面的实例来检验广告的科学性:在保证安全的情况下,将一个质量为50 g的鸡蛋从25楼顶自由落下,相邻楼层的高度差为3.2 m,鸡蛋与地面撞击时间约为0.002 s,不计空气阻力，g=10 m/sl 则()一 个 的 力它只是一小小的0量.但也可能是杀人-凶手.一个3()克的鸡蛋从4楼抛下来就会让人起肿包：从8楼抛卜来就可以让入头皮破裂；从18楼高甩卜来就可以砸破行人的头骨；从25楼抛下可使人当场死亡.A.从下落到即将落地,鸡蛋的动量变化约为2 000 kg m/sB.该鸡蛋对地面平均冲击力约为1 000 NC.鸡蛋在空中运动过程中，任意相等时间内动量变化相等D.鸡蛋在空中运动过程中，任意相等时间内动能变化相等答 案 B C 相邻楼层的高度差为3.2 m,鸡蛋落下的高度为*3.2X25 m=8 0 nl，落地速度v=J 2gh力2 X 10 X 8 0 m/s=40 m/s,所以鸡蛋的动量变化约为 p=mv-0=50X 10：X40 kg m/s=2kg m/s,A 错误;由动量定理有(F-mg)t=mv-0,得 F=mg+”=50X 10 X 10 N+亚黑怖”N=1 000.5 N l0.0。2000 N,故该鸡蛋对地面平均冲击力约为1 000 N,B正确;鸡蛋在空中运动过程中，由动量定理可知，任意相等时间内动量变化等于这段时间合力的冲量,A p=mg A t,都相等,C 正确;鸡蛋在空中运动过程中，任意相等时间内下落的高度不相等,由动能定理可知A&=mgh,动能变化量不相等,D 错误。11.（2022滨海七校联考,7）（多选）如图所示，小球A 和槽形物体B的质量分别为m、2m,B置于水平面上,B的上部半圆形槽的半径为R,槽的左右两侧等高。将 A 从槽的右侧顶端由静止释放，一切摩擦均不计，重力加速度为g 则（）A.A刚能到达槽的左侧顶端B.A 运动到槽的最低点时速度为河C.B 向右匀速运动D.B 向右运动的最大位移为|R答 案 AD 设 A 到达左侧最高点的速度为vi,根据动量守恒定律知，由于初动量为零，则末总动量为零，即打=0,根据能量守恒定律知,A 能到达B 圆槽左侧的最高点,故A 正确;设A 到达最低点时的速度为V,根据动量守恒定律得0初v-2mv,解得v苫,根据能量守恒定律得mgR=1mv2+，X2m C）：解得v=禺,故 B错误；B 向右先加速后减速,减速到零之后又向左先加速后减速,即做往返运动,C 错误;因为A 和 B 组成的系统在水平方向上动量守恒,当A 运动到左侧最高点时,B 向右运动的位移最大,设B 向右运动的最大位移为x,则有m（2R-x）=2mx,解得X=|R,故 D 正确。12.物理模型1 （2022浙江海宁选考模拟,9）如图所示，海宁高级中学航天科普节活动中，某同学将静置在地面上的质量为陋含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内,质量为m 的水以相对地面为V。的速度与竖直方向成9角斜向下喷出。已知重力加速度为g,空气阻力不计，下列说法正确的是（）A.火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力B.水喷出的过程中,火箭和水组成的系统机械能守恒C.火箭的水平射程为詈容sin 20(M-m)gD.火箭上升的最大高度为答 案 C火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力,A 错误;水喷出的过程中,瓶内气体做功，火箭及水组成的系统的机械能不守恒,B 错误;在水喷出后的瞬间,火箭获得的速度最大,由动量守恒定律有(M-m)v-mv=O,解得v粤,火箭上升的时间为t三 空 等 里,火箭的水平射程为x=v sinM-m g(M-rn)g-0 2 1 S s n 2 0,c 正确;水喷出后,火箭向上做斜抛运动，有(V cos o)2=2gh,-M-m (M-m)4g-解得h-,室、2 cos=，D 错误。2g(M-m)13.物理生活1 (2022江苏宿迁期末,5)国家地理频道 做过如下实验:几个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,水平运动的子弹恰好能穿出第4 个水球,如图所示。设子弹受到的阻力恒定，则子弹在穿过的每个水球中()A.速度变化相同C.动能变化相同B.运动时间相同D.动量变化相同答 案 C由于经过每个水球的位移相同，根据tq,可知经过4个水球的时间逐渐增加:根据匀变速直线运 动 A v=aA t,可知a 相同、时间不同、则速度变化量不同，故 A、B 错误。根据功的定义W=Fx可知，每个水球对子弹做的功相同,根据动能定理可知，外力做的功等于动能的变化量,因此动能变化量相同,故 C 正确。子弹闯过每个水球的时间不同、速度变化量不等、动量变化量不等，故 D 错误。14.物理科技I（2022江苏徐州阶段检测,6）19 66年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。实验时,用宇宙飞船（质量为m）去接触正在轨道上运行的火箭（质 量 为 发 动 机 已 熄 火），如图所示。接触以后,开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭共同加速,推进器的平均推力为F,开动时间A t,测出飞船和火箭的速度变化是 v,下列说法正确的是（）mA.火箭质量叫应为北B.宇宙飞船的质量m应为哈C.推力F越大,却就越大,且黑与F成正比D.推力F通过飞船传递给火箭，所以飞船对火箭的弹力大小应为F答 案C设宇宙飞船和火箭之间的作用力是FT,分析飞船有（F-Fr）A t=m v,分析火箭有F,A t=msA v,所 以 可 得 火 箭 的 质 量 飞 船 的 质 量 为 阳=哭A、B错误;根据冲量定理可得F t=（m+mj A v,故有F=（m+mj第所以推力F越大,却就越大,且黑与F成正比,因为Fr=F,故D错误,C正确。二、非选择题15.物理生活1（2022江苏连云港月考,14）如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏,该游戏的规则为:将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞,被碰弹珠若能进入小坑中即胜出。现将此游戏进行简化,如图乙所示,粗糙程度相同的水平地面上,弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上，两弹珠间距出=2 m,弹珠B与坑的间距制=1 mo某同学将弹珠A以v0=6 m/s的初速度水平向右瞬间弹出,经过时间t,=0.4 s与弹珠B正碰（碰撞时间极短），碰后弓母朱A又向前运动 x=0.1 m后停下。已知两弹珠的质量均为2.5 g,取重力加速度g=10 m/s：；若弹珠A、B与地面间的动摩擦因数均相同，并将弹珠的运动视为滑动,求：（1）碰撞前瞬间弹珠A的速度大坏口弹珠与地面间的动摩擦因数u;两弹珠碰撞瞬间的机械能损失,并判断该同学能否胜出。i甲乙答 案(1)4 m/s 0.5(2)7.5X10:iJ 不能胜出解 析(1)设碰撞前瞬间弹珠A的速度为v.,由运动学公式得1 OXi=voti-ati，vi=vo-ati由牛顿第二定律得Ft=n mg=ma联立解得a=5 in/s2,u=0.5,V i=4 m/s 由 中分析可知弹珠A和B在地面上运动时加速度大小均为a=5 m/s2,设弹珠A碰撞后瞬间的速度为vj,由运动学规律有v/、2a A x解得V；=1 m/s设碰后瞬间弹珠B的速度为V；,由动量守恒定律得mvi+0=mvJ +mv2解得v2,=3 m/s所以两弹珠碰撞瞬间的机械能损失A E=A Ek=|mvf-Q m%2 +；mv2,2)=7.5X10 3 J碰后弹珠B 运动的距离为除0.9 m l m所以弹珠B 没有进坑,故不能胜出。16.(2022湖南百师联盟开学考,14)2021年 3月,8 辆编组高速动车组首次在符合实际工况的线路上进行了整列车被动安全碰撞试验,试验有效采集了列车吸能系统的变形次序等重要数据。列车吸能系统中的多个吸能装置可以有效吸收碰撞或挂接过程中损失的动能。假设在编组站进行的某次挂接试验中,共有3节车厢,当动力车1以某速度匀速运动到距静止的编组车2距离为L 时撤掉动力,动力车1与编组车2相碰,并以共同速度运动距离L 后与编组车3 相碰,最后三车又以共同速度运动了距离L 后停止。已知每辆编组车的质量均为m,运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k 倍,重力加速度为g,碰撞时间很短，忽略空气阻力。求：(1)整个运动过程中摩擦阻力所做的总功；(2)动力车1匀速运动时的速度大小；(3)因摩擦系统损失的动能和因碰撞系统损失的动能之比。答 案(l)-6kmgL(2)201(3)3：4解 析(1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W,则W=-kmgL-2kmgL-3kmgL=-6kmgL,即整个过程中摩擦阻力所做的总功为-6kmgL。（2）设动力车1初速度为v,第一次碰前速度为V,.碰后两车的共同速度为V、第二次碰前两车速度为V”碰后三车的共同速度为v,由动能定理,分别对三段减速过程列式,有-kmg鸟 1 1 说-；巾诏,-k 2mgL=1x2m域一X 2m谚,-k 3mgL=0-；X 3m琢，由动量守恒定律,对两次碰撞过程分别列式,有mvi=2mv2,2mv3=3mv1,联立解得vo=2j7kgL。（3）设两次碰撞中系统动能损失分别为A Eu和 分 别 有 Eki=|mvi-|x2mv2,词 义 2m*;X 3m琢,即因碰撞损失的动能为 Ek=Ekl+A Ekz=8 kmgL,由功能关系知因摩擦损失的动能为A Ek=6kmgL,则因摩擦系统损失的动能和因碰撞系统损失的动能之比为3:4。17.物理生活1 （2022河东二模,10）如图所示为室内冰雪乐园中一个游玩项目，倾斜冰面与水平面夹角9=30。，冰面长、宽均为L=40叫冰面两侧均安装有安全护网，底部有缓冲装置（未画出）。周末某父子俩前往游玩，设父亲与滑板总质量为M=8 0 kg,儿子与滑板总质量为m=40 kg,工作人员将载有人的凹形滑板由冰面顶端中点静止释放的瞬间，父亲沿水平方向推了一下儿子,父子俩迅速分开,并沿冰面滑下。假设运动中始终没有碰到护网，父子俩都能安全到达冰面底端（不计一切阻力，父子俩均视为质点，重力加速度g 取 10 m/s）则：（1）父子俩下滑的时间t 多长？父亲推J L子时最多做功W 为多少？答 案（1）4 s（2）750 J解 析（1）父子俩都沿冰面做类平抛运动，沿冰面向下方向mg sin 9=ma,得 a=gsin 9又由L=1at2两者同时到达底端代入数据解得:t=4 s(2)推开后,设父亲初速度大小为V”,儿子初速度大小为V.父子俩水平方向动量守恒：M vM-mv=O因儿子质量小获得速度大,若儿子安全,则父亲一定安全若儿子恰好安全,水平方向今v.，t根据功能关系:W=|m端+3呜代入数据得最多做功:忙750 J