五年(2019-2023)高考物理真题分项汇编专题12 动量 (解析版).pdf
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1、1动量一、单选题一、单选题1(2023天津统考高考真题)质量为m的列车匀速v行驶,突然以F大小的力制动刹车直到列车停止,过程中恒受到 f的空气阻力,下列说法正确的是()A.减速运动加速度大小a=FmB.力F的冲量为mvC.刹车距离为mv22(F+f)D.匀速行驶时功率为(f+F)v2(2022天津高考真题)如图所示,边长为a的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上,桌面上有边界平行、宽为b且足够长的匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,铝框依靠惯性滑过磁场区域,滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行,已知a mBC.B运动后,弹簧的最大形变量等于xD.S1-S2=S333(2020海南统
2、考高考真题)如图,足够长的间距d=1m的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内,导轨间存在一个宽度L=1m的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B=0.5T,方向如图所示一根质量ma=0.1kg,阻值R=0.5的金属棒a以初速度v0=4m/s从左端开始沿导轨滑动,穿过磁场区域后,与另一根质量mb=0.2kg,阻值R=0.5的原来静置在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计,则()A.金属棒a第一次穿过磁场时做匀减速直线运动B.金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流C.金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中,金属棒b上产生的焦耳热为0.25JD.金属棒
3、a最终停在距磁场左边界0.8m处34(2020全国统考高考真题)水平冰面上有一固定的竖直挡板,一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一质量为4.0kg的静止物块以大小为5.0m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞,速度反向,追上运动员时,运动员又把物块推向挡板,使其再一次以大小为5.0m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后,运动员退行速度的大小大于5.0m/s,反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力,该运动员的质量可能为()A.48 kgB.53 kgC.58 kgD.63kg35(2019浙江高考真题)静止在匀强磁场中的原子核X发生
4、衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A,电荷数为Z,核X、核Y和粒子的质量分别为mX、mY和m,粒子在磁场中运动的半径为R。则()A.衰变方程可表示为AZXA-4Z-2Y+42HeB.核Y的结合能为(mX-mY-m)c2C.核Y在磁场中运动的半径为2RZ-2D.核Y的动能为EkY=mYmX-mY-mc2mY+m1动量一、单选题一、单选题1(2023天津统考高考真题)质量为m的列车匀速v行驶,突然以F大小的力制动刹车直到列车停止,过程中恒受到 f的空气阻力,下列说法正确的是()A.减速运动加速度大小a=FmB.力F的冲量为mvC.刹车距离为mv22(F+f)D.匀速行驶时功率为(f+F)v【
5、答案】C【详解】A根据牛顿第二定律有F+f=ma可得减速运动加速度大小a=F+fm故A错误;B根据运动学公式有t=va=mvF+f故力F的冲量为I=Ft=FmvF+f方向与运动方向相反;故B错误;C根据运动学公式v2=2ax可得x=v22a=mv22 F+f故C正确;D匀速行驶时牵引力等于空气阻力,则功率为P=fv故D错误。故选C。2(2022天津高考真题)如图所示,边长为a的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上,桌面上有边界平行、宽为b且足够长的匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,铝框依靠惯性滑过磁场区域,滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行,已知av2碰撞后氢核的动量为pH=m
6、v1=mv0氮核的动量为pN=14mv2=28mv0156可得pNpH碰撞后氢核的动能为EkH=12mv21=12mv20氮核的动能为EkN=1214mv22=28mv20225可得EkHEkN故B正确,ACD错误。故选B。10(2022山东统考高考真题)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中()A.火箭的加速度为零时,动能最大B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭
7、动能的增加量【答案】A【详解】A火箭从发射仓发射出来,受竖直向下的重力、竖直向下的空气阻力和竖直向上的高压气体的推力作用,且推力大小不断减小,刚开始向上的时候高压气体的推力大于向下的重力和空气阻力之和,故火箭向上做加速度减小的加速运动,当向上的高压气体的推力等于向下的重力和空气阻力之和时,火箭的加速度为零,速度最大,接着向上的高压气体的推力小于向下的重力和空气阻力之和时,火箭接着向上做加速度增大的减速运动,直至速度为零,故当火箭的加速度为零时,速度最大,动能最大,故A正确;B根据能量守恒定律,可知高压气体释放的能量转化为火箭的动能、火箭的重力势能和内能,故B错误;C根据动量定理,可知合力冲量等
8、于火箭动量的增加量,故C错误;D根据功能关系,可知高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭机械能的增加量,故D错误。故选A。11(2021福建统考高考真题)福建属于台风频发地区,各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为24.5m/s28.4m/s,16级台风的风速范围为51.0m/s56.0m/s。若台风迎面垂直吹7向一固定的交通标志牌,则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的()A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍【答案】B【详解】设空气的密度为,风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的横截面积为S,在时间t的空气质量为m=Svt假定台风迎面垂直吹向一固定的交
9、通标志牌的末速度变为零,对风由动量定理有-Ft=0-mv可得F=Sv210级台风的风速v125m/s,16级台风的风速v250m/s,则有F2F1=v22v214故选B。12(2021湖北统考高考真题)抗日战争时期,我军缴获不少敌军武器武装自己,其中某轻机枪子弹弹头质量约8 g,出膛速度大小约750m/s。某战士在使用该机枪连续射击1分钟的过程中,机枪所受子弹的平均反冲力大小约12 N,则机枪在这1分钟内射出子弹的数量约为()A.40B.80C.120D.160【答案】C【分析】本题考查动量定理。【详解】设1分钟内射出的子弹数量为n,则对这n颗子弹由动量定理得Ft=nmv0代入数据解得n=12
10、0故选C。13(2021北京高考真题)如图所示,圆盘在水平面内以角速度绕中心轴匀速转动,圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动,小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是()A.圆盘停止转动前,小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向B.圆盘停止转动前,小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为2mrC.圆盘停止转动后,小物体沿圆盘半径方向运动D.圆盘停止转动后,小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为mr【答案】D【详解】A圆盘停止转动前,小物体随圆盘一起转动,小物体所受摩擦力提供向心力,方向沿半径方向,故A错误;B圆盘停止转动前,小物体所受摩擦力8
11、f=mr2根据动量定理得,小物体运动一圈所受摩擦力的冲量为I=mv-mv=0大小为0,故B错误;C圆盘停止转动后,小物体沿切线方向运动,故C错误;D圆盘停止转动后,根据动量定理可知,小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量为I=p=0-mv=-mr大小为mr,故D正确。故选D。14(2021全国高考真题)如图,光滑水平地面上有一小车,一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连,另一端与滑块相连,滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩,撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系(可视为惯性系)中,从撤去推力开始,小车、弹簧和滑块组成的系统()A.动量守恒,机械能守恒B.动量守恒,机械能不
12、守恒C.动量不守恒,机械能守恒D.动量不守恒,机械能不守恒【答案】B【详解】因为滑块与车厢水平底板间有摩擦,且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动,即摩擦力做功,而水平地面是光滑的;以小车、弹簧和滑块组成的系统,根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒,机械能不守恒。故选B。15(2021湖南高考真题)物体的运动状态可用位置x和动量p描述,称为相,对应 p-x图像中的一个点。物体运动状态的变化可用p-x图像中的一条曲线来描述,称为相轨迹。假如一质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则对应的相轨迹可能是()A.B.C.D.【答案】D【详解】质点沿x轴正方向做初速度为零的
13、匀加速直线运动,则有9v2=2ax而动量为p=mv联立可得p=m 2ax=m 2a x12动量p关于x为幂函数,且x0,故正确的相轨迹图像为D。故选D。16(2021浙江统考高考真题)在爆炸实验基地有一发射塔,发射塔正下方的水平地面上安装有声音记录仪。爆炸物自发射塔竖直向上发射,上升到空中最高点时炸裂成质量之比为2:1、初速度均沿水平方向的两个碎块。遥控器引爆瞬开始计时,在5s末和6s末先后记录到从空气中传来的碎块撞击地面的响声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s,忽略空气阻力。下列说法正确的是()A.两碎块的位移大小之比为1:2B.爆炸物的爆炸点离地面高度为80mC.爆炸后质量大的碎块
14、的初速度为68m/sD.爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为340m【答案】B【详解】A爆炸时,水平方向,根据动量守恒定律可知m1v1-m2v2=0因两块碎块落地时间相等,则m1x1-m2x2=0则x1x2=m2m1=12则两碎块的水平位移之比为1:2,而从爆炸开始抛出到落地的位移之比不等于1:2,选项A错误;B设两碎片落地时间均为t,由题意可知(5-t)v声(6-t)v声=12解得t=4s爆炸物的爆炸点离地面高度为h=12gt2=121042m=80m选项B正确;CD爆炸后质量大的碎块的水平位移x1=(5-4)340m=340m质量小的碎块的水平位移x2=(6-4)340m=680m爆炸后两碎
15、块落地点之间的水平距离为340m+680m=1020m质量大的碎块的初速度为v10=x1t=3404m/s=85m/s选项CD错误。故选B。17(2020海南统考高考真题)太空探测器常装配离子发动机,其基本原理是将被电离的原子从发动机10尾部高速喷出,从而为探测器提供推力,若某探测器质量为490kg,离子以30km/s的速率(远大于探测器的飞行速率)向后喷出,流量为3.010-3g/s,则探测器获得的平均推力大小为()A.1.47NB.0.147NC.0.09ND.0.009N【答案】C【详解】对离子,根据动量定理有Ft=mv而m=3.010-310-3t解得F=0.09N,故探测器获得的平均
16、推力大小为0.09N,故选C。18(2020北京统考高考真题)在同一竖直平面内,3个完全相同的小钢球(1号、2号、3号)悬挂于同一高度;静止时小球恰能接触且悬线平行,如图所示。在下列实验中,悬线始终保持绷紧状态,碰撞均为对心正碰。以下分析正确的是()A.将1号移至高度h释放,碰撞后,观察到2号静止、3号摆至高度h。若2号换成质量不同的小钢球,重复上述实验,3号仍能摆至高度hB.将1、2号一起移至高度h释放,碰撞后,观察到1号静止,2、3号一起摆至高度h,释放后整个过程机械能和动量都守恒C.将右侧涂胶的1号移至高度h释放,1、2号碰撞后粘在一起,根据机械能守恒,3号仍能摆至高度hD.将1号和右侧
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