高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)

2016年高考物理真题专题汇编专题F动量(含解析)

F 动量

F1 动量冲量动量定理

1．[2016·全国卷Ⅰ] [物理——选修35]

F1(2)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中．为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开．忽略空气阻力．已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g.求：

(i)喷泉单位时间内喷出的水的质量；

(ii)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度．

35.（2）[答案] (i)ρv0S (ii)v202g－M2g2ρ2v20S2

[解析] (i)设Δt时间内，从喷口喷出的水的体积为ΔV，质量为Δm，则

Δm＝ρΔV ①

ΔV＝v0SΔt ②

由①②式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为

ΔmΔt＝ρv0S ③

(ii)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v.对于Δt时间内喷出的水，由能量守恒得

12(Δm)v2＋(Δm)gh＝12(Δm)v20 ④

在h高度处，Δt时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为

Δp＝(Δm)v ⑤

设水对玩具的作用力的大小为F，根据动量定理有

FΔt＝Δp ⑥

由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得

F＝Mg ⑦

联立③④⑤⑥⑦式得

h＝v202g－M2g2ρ2v20S2 ⑧

2．F1[2016·北京卷] (1)动量定理可以表示为Δp＝FΔt，其中动量p和力F都是矢量．在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究．例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v，如图1所示．碰撞过程中忽略小球所受重力．

图1

a．分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化Δpx、Δpy；

b．分析说明小球对木板的作用力的方向．

高中物理专题汇编物理动量定理(一)及解析

一、高考物理精讲专题动量定理

1．质量0.2kg的球,从5.0m高处自由下落到水平钢板上又被竖直弹起,弹起后能达的最大高度为4.05m.如果球从开始下落到弹起达最大高度所用时间为1.95s,不考虑空气阻力,g取10m/s2.求小球对钢板的作用力.

【答案】78N

【解析】

【详解】

自由落体过程 v12＝2gh1，得v1=10m/s；

v1=gt1 得t1=1s

小球弹起后达到最大高度过程0− v22＝−2gh2，得v2=9m/s

0-v2=-gt2 得t2=0.9s

小球与钢板作用过程设向上为正方向，由动量定理：Ft′-mg t′=mv2-（-mv1）

其中t′=t-t1-t2=0.05s

得F=78N

由牛顿第三定律得F′=-F，所以小球对钢板的作用力大小为78N，方向竖直向下；

2．质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，

（1）求小球与地面碰撞前后的动量变化；

（2）若小球与地面的作用时间为0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小？（取g=10m/s2）．

【答案】（1）2kg•m/s；方向竖直向上；（2）12N；方向竖直向上；

【解析】

【分析】

【详解】

（1）小球与地面碰撞前的动量为：p1=m(－v1)=0.2×(－6) kg·m/s=－1.2 kg·m/s

小球与地面碰撞后的动量为p2=mv2=0.2×4 kg·m/s=0.8 kg·m/s

小球与地面碰撞前后动量的变化量为Δp=p2－p1=2 kg·m/s

（2）由动量定理得(F－mg)Δt=Δp

所以F=pt＋mg=20.2N＋0.2×10N=12N，方向竖直向上．

3．如图所示,两个小球A和B质量分别是mA＝2.0kg,mB＝1.6kg,球A静止在光滑水平面上的M点,球B在水平面上从远处沿两球的中心连线向着球A运动,假设两球相距L≤18m时存在着恒定的斥力F,L＞18m时无相互作用力.当两球相距最近时,它们间的距离为d＝2m,此时球B的速度是4m/s.求:

高考物理新力学知识点之动量真题汇编含答案解析(3)

一、选择题

1．人的质量m＝60kg，船的质量M＝240kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5m时，人可以跃上岸．若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为(不计水的阻力，两次人消耗的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等)( )

A．1.5m B．1.2m C．1.34m D．1.1m

2．如图所示，光滑绝缘水平轨道上带正电的甲球，以某一水平速度射向静止在轨道上带正电的乙球，当它们相距最近时，甲球的速度变为原来的15．已知两球始终未接触，则甲、乙两球的质量之比是

A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4

3．如图所示，质量m1=10kg的木箱，放在光滑水平面上，木箱中有一个质量为m2=10kg的铁块，木箱与铁块用一水平轻质弹簧固定连接，木箱与铁块一起以v0=6m/s的速度向左运动，与静止在水平面上质量M=40kg的铁箱发生正碰，碰后铁箱的速度为v=2m/s,忽略一切摩擦阻力，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，则

A．木箱与铁箱碰撞后瞬间木箱的速度大小为4m/s

B．当弹簧被压缩到最短时木箱的速度大小为4m/s

C．从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对木箱的冲量大小为20N·s

D．从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹性势能的最大值为160J

4．有人设想在遥远的宇宙探测时，给探测器安上反射率极高（可认为100%）的薄膜，并让它正对太阳，用光压为动力推动探测器加速。已知某探测器在轨道上运行，阳光恰好垂直照射在薄膜上，若膜面积为S，每秒每平方米面积获得的太阳光能为E，探测器总质量为M，光速为c，则探测器获得的加速度大小的表达式是（光子动量为hp）（）

A．2EScM B．22EScM C．EScM D．2EScMh

5．如图，光滑水平面上有两辆小车，用细线相连，中间有一个被压缩的轻弹簧，小车处于静止状态。烧断细线后，由于弹力的作用两小车分别向左、右运动。已知两小车质量之比m1:m2=2:1，下列说法正确的是

高中物理动量定理解析版汇编及解析

一、高考物理精讲专题动量定理

1．观赏“烟火”表演是某地每年“春节”庆祝活动的压轴大餐。某型“礼花”底座仅0.2s的发射时间，就能将质量为m=5kg的礼花弹竖直抛上180m的高空。（忽略发射底座高度，不计空气阻力，g取10m/s2）

(1)“礼花”发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力是多少？（已知该平均作用力远大于礼花弹自身重力）

(2)某次试射，当礼花弹到达最高点时爆炸成沿水平方向运动的两块（爆炸时炸药质量忽略不计），测得前后两块质量之比为1：4，且炸裂时有大小为E=9000J的化学能全部转化为了动能，则两块落地点间的距离是多少？

【答案】(1)1550N；(2)900m

【解析】

【分析】

【详解】

(1)设发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力为F，设礼花弹上升时间为t，则：

212hgt

解得

6st

对礼花弹从发射到抛到最高点，由动量定理

00()0Ftmgtt

其中

00.2st

解得

1550NF

(2)设在最高点爆炸后两块质量分别为m1、m2，对应的水平速度大小分别为v1、v2，则：

在最高点爆炸，由动量守恒定律得

1122mvmv

由能量守恒定律得

2211221122Emvmv

其中

1214mm

12mmm

联立解得

1120m/sv 230m/sv

之后两物块做平抛运动，则

竖直方向有

212hgt

水平方向有

12svtvt

由以上各式联立解得

s=900m

2．北京将在2022年举办冬季奥运会，滑雪运动将速度与技巧完美地结合在一起，一直深受广大观众的欢迎。一质量为60kg的运动员在高度为80hm，倾角为30的斜坡顶端，从静止开始沿直线滑到斜面底端。下滑过程运动员可以看作质点，收起滑雪杖，忽略摩擦阻力和空气阻力，g取210/ms，问：

（1）运动员到达斜坡底端时的速率v；

（2）运动员刚到斜面底端时，重力的瞬时功率；

高考物理新力学知识点之动量真题汇编及答案(5)

一、选择题

1．如图所示，在光滑水平地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接。A靠在墙壁上，用力F向左推B使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态。若突然撤去力F，则下列说法中正确的是（）

A．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒

B．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒

C．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒

D．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统机械能不守恒

2．如图所示，静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1，则下列说法不正确的是（）

A．α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反

B．原来放射性元素的原子核电荷数为90

C．反冲核的核电荷数为88

D．α粒子和反冲粒子的速度之比为1:88

3．如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道M静止在光滑水平面上，一个物块m在水平地面上以大小为v0的初速度向右运动并无能量损失地滑上圆弧轨道，当物块运动到圆弧轨道上某一位置时，物块向上的速度为零，此时物块与圆弧轨道的动能之比为1：2，则此时物块的动能与重力势能之比为(以地面为零势能面)

A．1:2 B．1:3 C．1:6 D．1:9

4．自然界中某个量D的变化量D，与发生这个变化所用时间t的比值Dt，叫做这个量D的变化率．下列说法正确的是 A．若D表示某质点做平抛运动的速度，则Dt是恒定不变的

B．若D表示某质点做匀速圆周运动的动量，则Dt是恒定不变的

C．若D表示某质点做竖直上抛运动离抛出点的高度，则Dt一定变大．

D．若D表示某质点的动能，则Dt越大，质点所受外力做的总功就越多

5．下列说法正确的是( )

A．速度大的物体，它的动量一定也大

B．动量大的物体，它的速度一定也大

C．只要物体的运动速度大小不变，物体的动量就保持不变

2024年高考真题分类汇编专题07动量

2024年高考真题分类汇编

专题07动量

1.（2024全国甲卷考题）7.蹦床运动中，体重为60kg

的运动员在0t

时刚好落到蹦

床上，对蹦床作用力大小F

与时间t

的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持

竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，重力加速度大小取210m/s。下列说

法正确的是（）

A.0.15st

时，运动员的重力势能最大

B.0.30st

时，运动员的速度大小为10m/s

C

.1.00st

时，运动员恰好运动到最大高度处

D.运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600N

【答案】BD

【解析】根据牛顿第三定律结合题图可知0.15st

时，蹦床对运动员的弹力最大，蹦

床的形变量最大，此时运动员处于最低点，运动员的重力势能最小，故A错误；

根据题图可知运动员从0.30st

离开蹦床到2.3st

再次落到蹦床上经历的时间为

2s

，根据竖直上抛运动的对称性可知，运动员上升时间为1s，则在1.3st

时，运动员恰

好运动到最大高度处，0.30st

时运动员的速度大小101m/s10m/sv

故B正确，C错

误；

同理可知运动员落到蹦床时的速度大小为10m/s

，以竖直向上为正方向，根据动量定

理

()Ftmgtmvmv

，其中0.3st

代入数据可得4600NF

根据牛顿第三定律可知运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小

为4600N

，故D正确。

2.（2024年安徽卷考题）8.在某装置中的光滑绝缘水平面上，三个完全相同的带电

小球，通过不可伸长的绝缘轻质细线，连接成边长为d

的正三角形，如图甲所示。小球质量

为m

，带电量为q

，可视为点电荷。初始时，小球均静止，细线拉直。现将球1和球2间

的细线剪断，当三个小球运动到同一条直线上时，速度大小分别为

1v

、

2v

、

3v

，如图乙所

示。该过程中三个小球组成的系统电势能减少了2

2kq

d，k

为静电力常量，不计空气阻力。则

（）

A.该过程中小球3受到的合力大小始终不变B.该过程中系统能量守恒，动量不守

人教版高中物理选择性必修第一册第一章动量守恒定律1-1动量练习含答案

第一章动量守恒定律

1 动量

基础过关练

题组一寻求碰撞中的不变量

1.(经典题)(2024四川成都期末)气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。现用带竖直挡板C、D的气垫导轨和滑块A、B探究碰撞中的不变量,实验装置如图所示。

采用的实验步骤如下:

a.用天平分别测出A、B的质量mA、mB;

b.调整气垫导轨,使导轨处于水平;

c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;

d.用刻度尺测出A的左端至挡板C的距离L1;

e.按下电钮放开卡销,同时分别记录A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B分别碰撞C、D时计时结束,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。

(1)实验中还应测量的物理量及其符号是 ; (2)规定水平向左为正方向,作用前A、B质量与速度乘积之和为 ;作用后A、B质量与速度乘积之和为 (用测量的物理量符号表示即可)。

2.(2023湖北襄阳四中月考)利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验,如图所示,A、B两滑块质量比是1∶3,某次实验时碰撞前B滑块静止,A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞,利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示。

已知相邻两次闪光的时间间隔为0.2 s,在这4次闪光的过程中,A、B两滑块均在0~80 cm范围内,且第1次闪光时,滑块A恰好位于x=10

cm处。若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短,均可忽略不计。如从第1次闪光开始计时,则可知经过时间t= s两滑块在x= cm处发生碰撞,两滑块碰撞前后质量与速度的乘积的矢量和。

题组二动量

3.(2024河北唐山联考)关于动量,以下说法正确的是 ( )

A.做匀速圆周运动的物体,其动量保持不变

B.悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时,每次经过最低点时的动量均相等

1验证动量守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析

第1页（共111页）

1验证动量守恒定律（高考物理力学实验）

组卷老师：莫老师

评卷人得分

一．实验题（共50小题）

1．如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撤前后的动量关系。图中0点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1，多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1，从斜轨上S位置静上释放，与小球m2相碰，并多次重复，测出碰后m1平均落地点在M点，m2平均落地点在N点，不计小球与轨道润的摩擦。

（1）实验中，不需要测量的物理量是（填选项前的符号）。

A．两个小球的质量m1、m2 B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程

（2）若实验中发现m1•OM+m2•ON小于m1•OP，则可能的原因是

（填选项前的符号）。

A．碰撞过程有机械能的损失

B．计算时没有将小球半径考虑进去

C．放上小球m2后，入射球m1从倾斜轨道上都止释放的位置比原来的低

（3）若两球发生弹性正碰，则OM、ON、OP之间一定满足的关系是

（填选项前的符号）。

A．OP=ON﹣OM

B．2OP=ON+OM

C．OP﹣ON=2OM

第2页（共111页）

2．用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，小车P的前端粘有橡皮泥，后端连接通过打点计时器的纸带，在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力，推一下小车P，使之运动，与静止的小车Q相碰粘在一起，继续运动。

（1）实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各点到起点A的距离。根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上段来计算小车P的碰前速度。

（2）测得小车P（含橡皮泥）的质量为m1，小车Q（含橡皮泥）的质量为m2，如果实验数据满足关系式，则可验证小车P、Q碰撞前后动量守恒。

1验证动量守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析 2

1验证动量守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析

组卷老师：莫老师

评卷人得分一．实验题（共50小题）

1．如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撤前后的动量关系。图中0点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1，多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1，从斜轨上S位置静上释放，与小球m2相碰，并多次重复，测出碰后m1平均落地点在M点，m2平均落地点在N点，不计小球与轨道润的摩擦。

（1）实验中，不需要测量的物理量是（填选项前的符号）。

A．两个小球的质量m1、m2B．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程

（2）若实验中发现m1OM+m2ON小于m1OP，则可能的原因是（填选项前的符号）。

A．碰撞过程有机械能的损失B．计算时没有将小球半径考虑进去

C．放上小球m2后，入射球m1从倾斜轨道上都止释放的位置比原来的低（3）若两球发生弹性正碰，则OM、ON、OP之间一定满足的关系是（填选项前的符号）。

A．OP=ON﹣OMB．2OP=ON+OMC．OP﹣ON=2OM

第1页（共111页） 2．用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，小车P的前端粘有橡皮泥，后端连接通过打点计时器的纸带，在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力，推一下小车P，使之运动，与静止的小车Q相碰粘在一起，继续运动。

（1）实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各点到起点A的距离。根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上段来计算小车P的碰前速度。

（2）测得小车P（含橡皮泥）的质量为m1，小车Q（含橡皮泥）的质量为m2，如果实验数据满足关系式，则可验证小车P、Q碰撞前后动量守恒。（3）如果在测量小车P的质量时，忘记粘橡皮泥，则所测系统碰前的动量与系统碰后的动量相比，将（填“偏大”或“偏小”或“相等”）。

高考物理动量守恒定律试题经典及解析

一、高考物理精讲专题动量守恒定律

1．如图所示，一辆质量M=3 kg的小车A静止在光滑的水平面上，小车上有一质量m=l kg的光滑小球B，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为Ep=6J，小球与小车右壁距离为L=0.4m，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：

①小球脱离弹簧时的速度大小；

②在整个过程中，小车移动的距离。

【答案】（1）3m/s （2）0.1m

【解析】

试题分析：（1）除锁定后弹簧的弹性势能转化为系统动能，根据动量守恒和能量守恒列出等式得

mv1-Mv2=0

22121122PEmvMv

代入数据解得：v1=3m/s v2=1m/s

（2）根据动量守恒和各自位移关系得12xxmMtt，x1+x2=L

代入数据联立解得：24Lx=0.1m

考点：动量守恒定律；能量守恒定律.

2．如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上．某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h="0.3" m（h小于斜面体的高度）．已知小孩与滑板的总质量为m1="30" kg，冰块的质量为m2="10" kg，小孩与滑板始终无相对运动．取重力加速度的大小g="10" m/s2．

（i）求斜面体的质量；

（ii）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？

【答案】（i）20 kg （ii）不能

【解析】

试题分析：①设斜面质量为M，冰块和斜面的系统，水平方向动量守恒：222()mvmMv 系统机械能守恒：22222211()22mghmMvmv

解得：20kgM

②人推冰块的过程：1122mvmv,得11/vms（向右）

冰块与斜面的系统：22223mvmvMv

22222223111+222mvmvMv