2023年各地名校物理高考模拟试题分类及详解六动量.pdf

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1、2009 年各地名校物理高考模拟试题分类及详解 六、动量 互动：本考点是高考的必考内容，题型全面，选择题主要考查动量的矢量性，辨析“动量和动能”、“冲量与功”的基本概念；常设置一个瞬间碰撞的情景，用动量定理求变力的冲量；或求出平均力；或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值；计算题主要考查综合运用牛顿定律、能量守恒、动量守恒解题的能力；一般计算题具有过程错综复杂，图景“扑朔迷离”、条件隐晦难辨,知识覆盖广的特点,经常是高考的压轴题.本考点仍是 2009 的高考的重和热点，可能以选择题的形式出现，考查动量的矢量性，辨析“动量和动能”、“冲量与功”的基本概念；也可能常设置一个瞬间碰

2、撞的情景，用动量定理求变力的冲量；或求出平均力；或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值；计算题的命题多与其他知识（如牛顿运动定律、功能关系、电场、磁场和原子物理等）交叉综合，也常与生产、生活、科技内容（如碰撞、爆炸、反冲等）相结合，这类问题一般过程复杂、难度大、能力要求高，经常是高考的压轴题 1.(广东省 2009 届新洲中学高三摸底考试试卷物理15)如图 11 所示，质量为 M=400g的铁板固定在一根轻弹簧上方，铁板的上表面保持水平弹簧的下端固定在水平面上，系统处于静止状态在铁板中心的正上方有一个质量为 m=100g的木块，从离铁板上表面高 h=80cm处自由下落 木块撞

3、到铁板上以后不再离开，两者一起开始做往复运动木块撞到铁板上以后，共同下降 l1=2.0cm 的时刻，它们的共同速度第一次达到最大值又 继续下降了 l2=8.0cm 后，它们的共同速度第一次减小为零空气阻力忽 略不计，弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度取 g=10m/s2求：（1）弹簧的劲度系数 k（2）从木块和铁板共同开始向下运动到它们的共同速度第一 次减小到零的过程中，弹簧的弹性势能增加了多少？图 11 2（山东青岛市高三第一次质检卷物理31）如图 12 所示，物体 A、B 的质量分别是kgmkgm0.60.421和，用轻弹簧相连结放在光滑的水平面上，物体 B左侧与竖直墙相接触。另有一个

4、物体 C从 t=0 时刻起以一定的速度向左运动，在 t=0.5s时刻与物体 A相碰，碰后立即与 A粘在一起不再分开。物体 C的 v t 图象如图 13 所示。试求：h m M 物块 C的质量 m3；在 5.0s 到 15s 的时间内物块 A的动量变化的大小和方向。图 12 图 13 3（江苏苏州市高三五校联考卷物理17）如图 14 所示，质量 M0.40 的靶盒 A位于光滑水平导轨上，开始时静止在 O 点，在 O 点右侧有范围很广的“相互作用区域”，如图中的虚线区域。当靶盒 A 进入相互作用区域时便有向左的水平恒力 F20N 作用。在P 处有一固定的发射器 B，它可根据需要瞄准靶盒每次发射一颗

5、水 平速度 V050m/s、质量0.10 的子弹，当子弹打入靶盒A 后，便留在盒内，碰撞时间极短。若每当靶盒A 停在或到达O 点时，就有一颗子弹进入靶盒 A 内，求：（1）当第一颗子弹进入靶盒 A 后，靶盒 A 离开 O点的最大距离。图 14（2）当第三颗子弹进入靶盒 A 后，靶盒A 从离开O 点到又回到O 点所经历的时间 （3）当第100颗子弹进入靶盒时，靶盒已经在相互作用区中运动的时间和。4（辽宁省锦州市 2009 届高三期末试卷物理13）如图 15 所示，质量均为 2m 的完全相同的长木板 A、B 并排放置在光滑水平面上静止一个质量为 m 的铁块 C 以水平速度 v0=1.8m/s 从左

6、端滑到 A 木板的上表面，并最终停留在长木板 B 上已知 B、C 最终的共同速度为 v=0.4m/s 求：A 木板的最终速度 v1 铁块 C 刚离开长木板 A 时刻的瞬时速度 v2 5(广东中山龙山中学 2009 届高三第二次月考试卷物理18)如图 16 所示，EF为水平地面，O点左侧是粗糙的、右侧是光滑的。一轻质弹簧右端与墙壁固定，左端与静止在 O点质量为 m的小物块 A连结，弹簧处于原长状态。质量为m的物块B在大小为Fv0 C A B 图 15 量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值计算题主要考查综合运用牛顿定律能量守恒动量守恒解题的的高考的重和热点可能以选择题的形式出考查动量

7、的矢量性辨析动量和动能冲量与功的基本概念也可能常设置一个瞬能值计算题的命题多与其他知识如牛顿运动定律功能关系电场磁场和原子物理等交叉综合也常与生产生活科技内容如的水平恒力的作用下由 C处从静止开始向左运动，已知物块 B与地面 EO段间的滑动摩擦力大小为4F，物块 B运动到 O点与物块 A相碰并一起向右运动（设碰撞时间极短），运动到 D点时撤去外力 F。已知 CO=4S，OD=S。求撤去外力后：图 16（1）弹簧的最大弹性势能（2）物块 B最终离 O点的距离。6 （湖南长郡中学 2009 届高三第二次月考试题物理18）如图 17 所示，P是固定的竖直挡板，A 是置于光滑水平面上的平板小车(小车表

8、面略低于档板下端)，B 是放在小车最左端表面上的小物块.开始时，物块随小车一起以相同的水平速度向左运动，接着物块与挡板发生了第一次碰撞，碰后物块相对于车静止时的位置离 小车最左端的距离等于车长的43.此后物块又与挡板发生了多 次碰撞，最后物块恰未从小车上滑落.若物体与小车表面间的 动摩擦因数是个定值，物块与挡板发生碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短，图17 试确定小车与物块的质量关系.7（湖南省长沙市一中高三第二次月考卷 物理 14）如图18 所示，光滑水平面上，轻弹簧两端分别拴住质量均为 m的小物块 A和 B，B 物块靠着竖直墙壁。今用水平外力缓慢推 A，使 A、B间弹簧压缩，当压缩到弹簧的弹

9、性势能为E 时撤去此水平外力，让A和 B 在水平面上运动求：（1）当 B 离开墙壁时，A物块的速度大小；（2）当弹簧达到最大长度时A、B 的速度大小；（3）当 B 离开墙壁以后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值 8（山东省莱阳一中 2009 届高三上学期学段检测物理 15）某兴趣小组设计了一种测量子弹射出枪口时速度大小的方法.在离地面高度为 h 的光滑水平桌面上放置一木块，将枪口靠近木块水平射击，子弹嵌入木块后与木块一起水平飞出，落地点与桌边缘的水平距离是 s1；然后将木块重新放回原位置，再打一枪，子弹与木块的落地点与桌边的水平距离是 s2，求子弹射出枪口时速度的大小.图 18 F 量守恒定律

10、来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值计算题主要考查综合运用牛顿定律能量守恒动量守恒解题的的高考的重和热点可能以选择题的形式出考查动量的矢量性辨析动量和动能冲量与功的基本概念也可能常设置一个瞬能值计算题的命题多与其他知识如牛顿运动定律功能关系电场磁场和原子物理等交叉综合也常与生产生活科技内容如9（山东省济南一中高三期中测试卷物理15）在赛车场上，为了安全起见，在车道外围一定距离处一般都放有废旧的轮胎组成的围栏。在一次比较测试中，将废旧轮胎改为由弹簧连接的缓冲器，缓冲器与墙之间用轻绳束缚。如图 19 所示，赛车从 C 处由静止开始运动，牵引力恒为 F，到达 O点与缓冲器相撞（设相撞时间极短），

11、而后他们一起运动到 D点速度变为零，此时发动机恰好熄灭（即牵引力变为零）。已知赛车与缓冲器的质量均为 m，OD相距为 S，CO相距 4S，赛车运动时所受 地 面 摩擦力大小始终为6F，缓冲器的底面光滑，可 无 摩 擦滑动，在 O点时弹簧无形变。问：（1）弹簧的最大弹性势能为多少？图 19 （2）赛车由 C点开始运动到被缓冲器弹回后停止运动，赛车克服摩擦力共做了多少？10（江苏省江安中学 2009 届高三年级第三次月考试题物理16）如图 20 所示，一块足够长的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右并排放有序号是 1，2，3，n的物体，所有物块的质量均为 m，与木板间的动摩擦因数都相同，开始时

12、，木板静止不动，第 1，2，3，n 号物块的初速度分别是 v0，2 v0，3 v0，nv0，方向都向右，木板的质量与所有物块的总质量相等,最终所有物块与木板以共同速度匀速运动。设物块之间均无相互碰撞，木板足够长。试求：（1）所有物块与木板一起匀速运动的速度 vn；（2）第 1 号物块与木板刚好相对静止时的速度 v1；（3）通过分析与计算说明第 k 号（kn）物块的最小速度 vK 图 20 11（湖南长长沙一中 2009 届高三第二次月考试卷物理18）利用航天飞机，可将物资运送到空间站，也可以维修空间站出现的故障.(1)若已知地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g.，某次维修作业中，与空间站对

13、接的航天飞机的速度计显示飞机的速度为v，则该空间站轨道半径R为多大？(2)为完成某种空间探测任务，在空间站上发射的探测器通过向后喷气而获得反冲力使 其启动.已知探测器的质量为 M，每秒钟喷出的气体质量为 m，为了简化问题，设喷射探测器对气体做功的功率恒为 P，在不长的时间t内探测器的质量变化较小，可以忽略不计.求喷气t秒后探测器获得的动能是多少？答案：1【解析】（1）M静止时，设弹簧压缩量为 l0，则 Mg kl0 1 2 n V0 2V0 nV0 量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值计算题主要考查综合运用牛顿定律能量守恒动量守恒解题的的高考的重和热点可能以选择题的形式出考查动量

14、的矢量性辨析动量和动能冲量与功的基本概念也可能常设置一个瞬能值计算题的命题多与其他知识如牛顿运动定律功能关系电场磁场和原子物理等交叉综合也常与生产生活科技内容如速度最大时，M、m组成的系统加速度为零，则(Mm)gk(l0l1)0 -联立解得：k50N/m 或：因 M初位置和速度最大时都是平衡状态，故 mgkl1，解得：k50N/m（2）m下落 h 过程中，mgh21mv02 -m冲击 M过程中，m v0(Mm)v -所求过程的弹性势能的增加量：E(Mm)g(l1l2)21(M m)v2 联立解得：E0.66J （用弹性势能公式计算的结果为 E0.65J 也算正确）【答案】E0.66J 2【解析

15、】根据图象可知，物体 C与物体 A相碰前的速度为：v1=6m/s 相碰后的速度为：v2=2m/s 根据定量守恒定律得：23113)(vmmvm 解得：m3=2.0kg 规定向左的方向为正方向，在第 5.0s 和第 15s 末物块 A的速度分别为：v2=2m/s，v3=2m/s 所以物块 A的动量变化为：smkgvvmP/16)(231 即在 5.0s到 15s 的时间内物块 A动量变化的大小为：16kg m/s 方向向右【答案】（1）m3=2.0kg （2）16kg m/s 方向向右 3【解析】(1)设第一颗子弹进入靶盒A后，子弹与靶盒的共内速度为1v。根据碰撞过程系统动量守恒，有：10)(v

16、Mmmv 设 A 离开 O 点的最大距离为1s，由动能定理有：211)(210vMmFs 解得：ms25.11 (2)根据题意，A 在的恒力 F 的作用返回 O 点时第二颗子弹正好打入，由于 A 的动量与第二颗子弹动量大小相同，方向相反，故第二颗子弹打入后，A 将静止在 O 点。设第三颗子弹打入 A 后，它们的共同速度为3v，由系统动量守恒得：30)3(vMmmv（2 分）设 A 从离开 O 点到又回到 O 点所经历的时间为，取碰后 A 运动的方向为正方向，由动量定理得：3)3(02vMmtF 解得：st5.0 量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值计算题主要考查综合运用牛顿定律能

17、量守恒动量守恒解题的的高考的重和热点可能以选择题的形式出考查动量的矢量性辨析动量和动能冲量与功的基本概念也可能常设置一个瞬能值计算题的命题多与其他知识如牛顿运动定律功能关系电场磁场和原子物理等交叉综合也常与生产生活科技内容如(3)从第(2)问的计算可以看出，第 1、3、5、（21）颗子弹打入 A 后，A 运动时间均为st5.0 故总时间stt2550 总 【答案】（1）ms25.11 （2）st5.0 （3）stt2550 总 4【解析】对 A、B、C 整体，从 C 以 v0滑上木块到最终 B、C 达到共同速度 V，其 动 量 守 恒 既：m v0=2mV1+3mv 1.8=2V1+3 0.4

18、 V1=0.3m/s 对 A、B、C 整体，从 C 以 v0滑上木块到 C 以 V2刚离开长木板，此时 A、B 具有共同的速度 V1。其动量守恒即：m v0=mV2+4mv1 1.8=V2+40.3 V2=0.6m/s 【答案】（1）V1=0.3m/s （2）V2=0.6m/s 5【解析】（1）B与 A碰撞前速度由动能定理20214)41(MvSFFW 得 mFSSmFFv64)41(20 B与 A碰撞，由动量守恒定律102mvmv 得 mFSv6211 碰后到物块A、B运动至速度减为零，弹簧的最大弹性势能 （2）设撤去F后，A、B一起回到O点时的速度为2v，由机械能守恒得 返回至O点时，A、

19、B开始分离，B在滑动摩擦力作用下向左作匀减速直线运动，设物块 B最终离 O点最大距离为 x 由动能定理得：2221041mvFx Sx5 【答案】（1）FSMvSFEPm252121 （2）Sx5 6【解析】设小车初速度为V0，A与车相互作用摩擦力为f，量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值计算题主要考查综合运用牛顿定律能量守恒动量守恒解题的的高考的重和热点可能以选择题的形式出考查动量的矢量性辨析动量和动能冲量与功的基本概念也可能常设置一个瞬能值计算题的命题多与其他知识如牛顿运动定律功能关系电场磁场和原子物理等交叉综合也常与生产生活科技内容如第一次碰后 A与小车相对静止时速为 V1

20、，由动量守恒，得 mAV0mBV0(mAmB)V1 由能量守恒，得21mAV0221mBV02f 43+21(mAmB)V12 图 14 多次碰撞后，A停在车右端，系统初动能全部转化为内能，由能量守恒，得 fL21(mAmB)V02 联系以上三式，解得：(mAmB)24(mA-mB)2 BABAmmmm21mA3mB【答案】mA3mB 7【解析】（1）当 B离开墙壁时，A的速度为 v0，由机械能守恒有 21mv02E 解得 v0=2Em （2）以后运动中，当弹簧弹性势能最大时，弹簧达到最大程度时，A、B 速度相等，设为v,由动量守恒有 2mv=mv0 解得 v=212Em （3）根据机械能守恒

21、，最大弹性势能为 Ep=21mv02212mv2=21E 【答案】（1）v0=2Em （2）v=212Em （3）Ep=21E 8【解析】设子弹的质量为 m，木块的质量为 M，子弹射出枪口时的速度为 v0。第一颗子弹射入木块时，动量守恒 10)(vmMmv 木块带着子弹做平抛运动 tvs11 221gth 第二颗子弹射入木块时，动量守恒 20)2(vmMmv 木块带着两颗子弹做平抛运动 tvs22 221gth 联立以上各式解得 hgssssv221210【答案】hgssssv221210 量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值计算题主要考查综合运用牛顿定律能量守恒动量守恒解题的的

22、高考的重和热点可能以选择题的形式出考查动量的矢量性辨析动量和动能冲量与功的基本概念也可能常设置一个瞬能值计算题的命题多与其他知识如牛顿运动定律功能关系电场磁场和原子物理等交叉综合也常与生产生活科技内容如9【解析】（1）赛车由 C到 O，有 20214)6(mvsFF 车与缓冲器短时相撞过程根据动量守恒:102mvmv 2分 O到 D过程 pEvmsFFs21)2(216 由求得：FsEp5.2 （2）D到 O过程 22)2(216vmsFEp 赛车从 O点到停止运动 2222106mvsF 车整个过程克服摩擦力做功 )24(62sssFW 由求得：FsW613 【答案】(1)FsEp5.2 (

23、2)FsW613 10【解析】（1）设所有物块都相对木板静止时的速度为 vn，因木板与所有物块系统水平方向不受外力，动量守恒，应有：m v0+m 2 v0+m 3 v0+m n v0=（M+nm）vn 1 M=nm，2 解得:vn=41（n+1）v0，6分 （2）设第 1 号物块相对木板静止时的速度为 v1，取木板与物块 1 为系统一部分，第2 号物块到第 n 号物块为系统另一部分，则 木板和物块 1 p=（M+m）v1-m v0，2至 n 号物块 p=（n-1）m （v0-v1）由动量守恒定律：p=p，解得 v1=21 v0，3 6分（3）设第 k 号物块相对木板静止时的速度由 vk，则第

24、k 号物块速度由 k v0减为 vk的过程中，序数在第 k 号物块后面的所有物块动量都减小 m（k v0-vk），取木板与序号为 1至 K号以前的各物块为一部分，则 量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值计算题主要考查综合运用牛顿定律能量守恒动量守恒解题的的高考的重和热点可能以选择题的形式出考查动量的矢量性辨析动量和动能冲量与功的基本概念也可能常设置一个瞬能值计算题的命题多与其他知识如牛顿运动定律功能关系电场磁场和原子物理等交叉综合也常与生产生活科技内容如p=（M+km）vk-（m v0+m 2 v0+mk v0）=（n+k）m vk-2k（k+1）m v0 序号在第 k 以后的所

25、有物块动量减少的总量为 p=（n-k）m（k v0-vk）由动量守恒得 p=p，即（n+k）m vk-2k（k+1）m v0=（n-k）m（k v0-vk），解得 vk=nkvkn4)12(0 【答案】nkvkn4)12(0 11【解析】(1)设地球质量为M0，在地球表面，有一质量为 m的物体，20RmMGmg 设空间站质量为m 绕地球作匀速圆周运动时，RvmRmMG220 联立解得，22vgRR (2)因为探测器对喷射气体做功的功率恒为P，而单位时间内喷气质量为m，故在 t 时 间内，据动能定理可求得喷出气体的速度为：mPvvmttP2212 另一方面探测器喷气过程中系统动量守恒，则：Mumtv 0 又探测器的动能，221MuEk 联立解得：MmPtmPMmtMEk22)2(21【答案】(1)22vgRR (2)MmPtmPMmtMEk22)2(21 量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值计算题主要考查综合运用牛顿定律能量守恒动量守恒解题的的高考的重和热点可能以选择题的形式出考查动量的矢量性辨析动量和动能冲量与功的基本概念也可能常设置一个瞬能值计算题的命题多与其他知识如牛顿运动定律功能关系电场磁场和原子物理等交叉综合也常与生产生活科技内容如