文档内容
阶段性检测:《动量》
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共8个小题,共48分,下列各题的四个选项中,第 1-5题只有一项是符
合题意,第 6-8 题有多个答案符合要求,全部选对得 5 分,选不全得 3 分,有错选得 0
分。)
1.(2023·江苏徐州·统考三模)如图所示,某同学将两相同羽毛球A、B从同一高处以相同速率v 水平
0
打出。运动过程中羽毛球仅受到重力及恒定的水平风力作用,逆风时,球A落至地面上的P处,顺风时,
球B落至地面上的Q处。则( )
A.A球飞行时间比B球长
B.两球落地时速度大小相同
C.两球飞行过程中合外力的冲量相同
D.两球落地时重力的功率不同
【答案】C
【详解】A.A、B两球竖直方向均做自由落体运动,则
由此可知,两球飞行时间相等,故A错误;
B.A球水平方向做匀减速直线运动,则
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】B球水平方向做匀加速直线运动,则
两球飞行时间相等,所以落地时两球竖直方向速度相等,但A球水平速度小于B球水平速度,落地速度
大小为
所以A球落地时的速度小于B球的落地速度,故B错误;
C.两球合外力的冲量为
由于两球受相同的重力和恒定的风力,所以两球的合外力相同,飞行时间相等,所以两球飞行过程中合
外力的冲量相同,故C正确;
D.落地时重力的功率为
由此可知,两球落地时重力的功率相同,故D错误。
故选C。
2.(2023·河南开封·统考一模)如图所示,一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上,槽的左侧
有一竖直墙壁。现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正上方从静止开始下落,与半圆槽相切并
从A点入槽内。则下列说法正确的( )
A.小球在槽内运动的全过程中机械能守恒
B.小球第二次经过槽最低点时,槽的速度最大
C.小球在槽内运动的全过程中,只有重力对小球做功
D.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒、动量守恒
【答案】B
【详解】AD.小球从下落到最低点的过程中,槽没有动,与竖直墙之间存在挤压,小球的动量不守恒,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】小球与槽组成的系统动量也不守恒,小球的机械能守恒,小球与槽组成的系统机械能也守恒;小球经过
最低点往上运动的过程中,斜槽与竖直墙分离,小球与槽组成的系统动量水平方向动量守恒,竖直方向
动量不守恒;该过程小球的机械能不守恒,但是小球与槽组成的系统机械能守恒,选项AD错误;
B.小球第一次到达最低点时槽开始向右运动离开墙壁,此后小球对槽有斜向右下的压力使得槽向右加速
运动,直到小球第二次经过槽最低点时,槽的速度最大,此后小球滑到槽的左侧时对槽有斜向左下的压
力槽做减速运动,选项B正确;
C.小球经过最低点往上运动的过程中,斜槽往右运动,除重力对小球做功之外还有斜槽对小球的支持力
对小球做负功,选项C错误。
故选B。
3.(2023·福建福州·校考模拟预测)如图,表面光滑的固定斜面倾角为30°,顶端安装一定滑轮,小物块
A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻,A、B处于同一高度并恰好静止状
态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则( )
A.A的质量是B的质量的2倍 B.两物体着地的瞬间速度相同
C.从剪断绳子到落地,两物体动能的变化量不同 D.从剪断绳子到落地,两物体重力的冲量相同
【答案】C
【详解】A.根据平衡关系
可得
故A错误;
BC.A竖直下落,B沿斜面下滑,所以两物体着地的瞬间速度方向不同,根据动能定理
可知从剪断绳子到落地,两物体动能的变化量不同,故B错误,C正确;
D.从剪断绳子到落地,由
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】可得
则两物体重力的冲量分别为
故D错误。
故选C。
4.(2023·河北邯郸·统考三模)如图光滑水平面上有a、b、c、d四个弹性小球,质量分别为m、9m、
3m、m。小球a一端靠墙,并通过一根轻弹簧与小球b相连,此时弹簧处于原长。小球b和c接触但不粘
连。现给小球d一个向左的初速度 ,与小球c发生碰撞,整个碰撞过程中没有能量损失,弹簧始终处于
弹性限度之内。以下说法正确的是( )
A.整个过程中小球a、b、c、d和弹簧组成的系统动量守恒
B.整个过程中四个弹性小球a、b、c、d的机械能守恒
C.小球a速度的最大值为
D.弹簧弹性势能最大值为
【答案】C
【详解】A.由于墙壁对a球有弹力作用,整个过程中小球a、b、c、d和弹簧组成的系统动量不守恒,
故A错误;
B.整个过程中弹簧与四个弹性小球的系统机械能守恒,所以四个弹性小球a、b、c、d的机械能不守恒,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故B错误;
D.小球d与小球c碰撞,设小球c碰撞后速度为 ,小球d碰撞后速度为 ,由动量守恒和机械能守恒
定律得
,
解得
小球c与小球b碰撞,设小球c碰撞后速度为 ,小球d碰撞后速度为 ,由动量守恒和机械能守恒定律
得
,
解得
小球b向左运动速度为零时,弹簧弹性势能最大,则
故D错误;
C.小球b压缩弹簧,到弹簧恢复原长过程,小球b与弹簧组成的系统机械能守恒,小球b向右的速度大
小为 ;当小球a、b向右运动,弹簧原长时,小球a的速度最大,设小球a的速度大小为 ,小球b的
速度大小为 ,由动量守恒和机械能守恒定律得
,
解得
故C正确。
故选C。
5.(2023·江苏连云港·统考模拟预测)如图所示,竖直固定的光滑直杆上套有一个质量为m的小滑块,
一原长为l的轻质弹簧左端固定在O点,右端与滑块相连。直杆上还有b、c、d三个点,b点与O点在同
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】一水平线上且Ob=l,Oa、Oc与Ob的夹角均为37°,Od与Ob的夹角为53°。现将滑块从a点静止释放,
在滑块下滑到最低点d的过程中,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g, 。下列说法正
确的是( )
A.滑块在b点时动量最大
B.滑块从a点到c点的过程中,弹簧弹力的总冲量为零
C.滑块在c点的速度大小为
D.滑块从c点下滑到d点的过程中机械能的减少量为
【答案】D
【详解】A.从a到b,弹簧对滑块有沿弹簧向下的拉力,滑块的速度不断增大。从b到c,弹簧对滑块沿
弹簧向上的拉力,开始时拉力沿杆向上的分力小于滑块的重力,滑块仍在加速,所以滑块在b点时速度
不是最大,动量也不是最大,故A错误;
B.从a下滑到b点和从b下滑到c点的时间不相等,结合对称性可知弹簧弹力的总冲量不为零,故B错
误;
C.由图可知,a、c两处弹簧的形变量相同,故滑块从a到c,弹力做功为零,只有重力做功,则有
可得滑块在c点的速度大小为
故C错误;
D.小球从c点下滑到d点的过程中,小球的机械能减少量等于弹簧弹性势能增加量,有
解得
故D正确。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故选D。
6.(2023·浙江·高考真题)下列说法正确的是( )
A.利用电容传感器可制成麦克风
B.物体受合外力越大,则动量变化越快
C.利用红外传感器可制成商场的自动门
D.若物理问题牛顿运动定律不适用,则动量守恒定律也不适用
【答案】ABC
【详解】A.声音使振动膜片振动,改变两极板间距离,使声音信号转换成电信号,则可以利用电容传感
器可制成麦克风,故A正确;
B.由动量定理有
可得
可知,物体受合外力越大,则动量变化越快,故B正确;
C.人体可以向外界释放红外线,感应装置接收到红外线后,可以开门,则可以利用红外传感器可制成商
场的自动门,故C正确;
D.牛顿运动定律只适用于宏观低速问题,不适用于微观高速问题。而动量守恒定律既适用于低速宏观问
题,也适用于高速微观问题,故D错误。
故选ABC。
7.(2023·广东·统考高考真题)某同学受电动窗帘的启发,设计了如图所示的简化模型.多个质量均为
的滑块可在水平滑轨上滑动,忽略阻力.开窗帘过程中,电机对滑块1施加一个水平向右的恒力 ,
推动滑块1以 的速度与静止的滑块2碰撞,碰撞时间为 ,碰撞结束后瞬间两滑块的共同速
度为 .关于两滑块的碰撞过程,下列说法正确的有( )
A.该过程动量守恒
B.滑块1受到合外力的冲量大小为
C.滑块2受到合外力的冲量大小为
D.滑块2受到滑块1的平均作用力大小为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】BD
【详解】A.取向右为正方向,滑块1和滑块2组成的系统的初动量为
碰撞后的动量为
则滑块的碰撞过程动量不守恒,故A错误;
B.对滑块1,取向右为正方向,则有
负号表示方向水平向左,故B正确;
C.对滑块2,取向右为正方向,则有
故C错误;
D.对滑块2根据动量定理有
解得
则滑块2受到滑块1的平均作用力大小为 ,故D正确。
故选BD。
8.(2023·云南昆明·统考二模)如图甲所示,A、B两个物体相互接触但不黏合,放置在粗糙水平地面上,
两物体的质量分别为 。t=0时,推力 、 分别作用于A、B上, 、 随时间t的
变化规律如图乙所示。已知两物体与地面间的动摩擦因数均为0.1,取重力加速度 。下列说法
正确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. 时,物体A、B分离
B.物体A、B分离瞬间,物体A的速度大小为3m/s
C. 时,A对B的作用力大小为5N
D. 内,A对B的作用力的冲量大小为
【答案】BD
【详解】A.根据图像可知推力 、 随时间变化的函数表达式分别为
当A、B物体间相互作用力为零时,二者分离,对A、B整体有
解得
对B有
解得
代入 可得
故A错误;
B.A、B物体分离前加速度不变,则有
故B正确;
C. 时,有
对B有
解得
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故C错误;
D. 内,根据动量定理有
根据图像可知
解得A对B的作用力的冲量大小为
故D正确。
故选BD。
二、非选择题(本题共5个小题,共52分,)
9.(2023·陕西商洛·镇安中学校考模拟预测)某同学打算在家中利用能找到的器材研究动量定理,如图
甲所示,将小球从竖直平面内的固定刻度尺旁边由静止释放,用手机连拍功能拍摄小球自由下落的过程,
如图乙所示,各时刻小球的位置与小球初始位置1的距离分别为 、 、 、 、 ,已知手机连拍频
率为f,当地的重力加速度为g。
(1)小球在位置3时的瞬时速度为 (用题中所给物理量符号表示)。
(2)取小球在位置2~5的过程研究,则验证动量定理的表达式为 (用题中所给物理量符号
表示)。
(3)若实验过程中发现小球所受重力的冲量大于动量的增加量,产生此问题的原因可能是 。
【答案】 空气阻力影响
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【详解】(1)[1]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,则有
(2)[2]动量定理表达式为
在位置2~5的过程中,有
其中
解得
(3)[3]小球下落过程中,由于空气阻力的影响,小球所受重力的冲量大于动量的增加量。
10.(2023·北京通州·潞河中学校考三模)使用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。气垫导轨上安装
了1、2两个与计算机相连的光电门,既能获得挡光时间,也能获得滑块在两个光电门间运动的时间。两
滑块上均固定一相同的竖直遮光条。
(1)实验前,接通气源后,在导轨上轻放一个滑块,给滑块一初速度,使它从导轨左端向右运动,发现
说明导轨已调平;
(2)测出滑块A和遮光条的总质量为 ,滑块B和遮光条的总质量为 ,遮光条的宽度用 表示。接
通气源,将滑块A静置于两光电门之间,滑块B置于光电门2右侧,推动滑块B,使其获得水平向左的
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】速度,经过光电门2与A发生碰撞被弹回,再次经过光电门2。光电门2先后记录的挡光时间为 ,
光电门1记录的挡光时间为 。要验证两滑块碰撞前后动量守恒,需验证关系式 是否成立;
(3)现取走滑块B,再提供细线、质量为 ( )的槽码、可固定在气垫导轨左端且高度可调的
轻质定滑轮,重力加速度为 。利用上述器材验证动量定理,请写出实验还需要测量的物理量 及
这些物理量应满足的关系式 ;
(4)写出一条减小(3)中实验系统误差的方法 。
【答案】 通过光电门1和通过光电门2的时间相等 遮光条通过光电门1、
2的时间分别为 、 以及这两次遮光的时间间隔 选用质量更大的滑块
(或采用 计算动量的变化量等)
【详解】(1)[1]若导轨水平则滑块通过光电门1和通过光电门2的时间相等,由此可说明滑块经过光电
门的速度相等,即滑块做匀速直线运动,导轨已调平。
(2)[2] 设B碰前速度大小为 ,碰后速度大小为 ,A碰后速度大小为 ,取水平向左为正方向,为
验证动量守恒,只需证明下面等式成立即可
同时有
, ,
带入可得
(3)[3] 实验中槽码的质量远远小于滑块A的质量,因此可以用槽码的重力代替细线的拉力。为验证动
量定理 ,其中
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,
因此还需要测量的物理量有遮光条通过光电门1、2的时间分别为 、 以及这两次遮光的时间间隔 。
[4]因此需要探究的表达式为
(4)[5]实验过程中系统向下做加速运动,可知槽码的重力略大于细线的拉力;故系统误差主要由于细线
的拉力小于槽码的重力引起的。 故选用质量更大的滑块或采用 计算动量的变化量等可减
小系统误差。
11.(2023·天津·统考高考真题)已知A、B两物体 , ,A物体从 处自由下落,
且同时B物体从地面竖直上抛,经过 相遇碰撞后,两物体立刻粘在一起运动,已知重力加速度
,求:
(1)碰撞时离地高度x;
(2)碰后速度v;
(3)碰撞损失机械能 。
【答案】(1)1m;(2)0;(3)12J
【详解】(1)对物块A,根据运动学公式可得
(2)设B物体从地面竖直上抛的初速度为 ,根据运动学公式可知
即
解得
可得碰撞前A物块的速度
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】方向竖直向下;
碰撞前B物块的速度
方向竖直向上;
选向下为正方向,由动量守恒可得
解得碰后速度
v=0
(3)根据能量守恒可知碰撞损失的机械能
12.(2023·北京·统考高考真题)如图所示,质量为m的小球A用一不可伸长的轻绳悬挂在O点,在O
点正下方的光滑桌面上有一个与A完全相同的静止小球B,B距O点的距离等于绳长L。现将A拉至某一
高度,由静止释放,A以速度v在水平方向和B发生正碰并粘在一起。重力加速度为g。求:
(1)A释放时距桌面的高度H;
(2)碰撞前瞬间绳子的拉力大小F;
(3)碰撞过程中系统损失的机械能 。
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【详解】(1)A释放到与B碰撞前,根据动能定理得
解得
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(2)碰前瞬间,对A由牛顿第二定律得
解得
(3)A、B碰撞过程中,根据动量守恒定律得
解得
则碰撞过程中损失的机械能为
13.(2023·浙江·统考高考真题)为了探究物体间碰撞特性,设计了如图所示的实验装置。水平直轨道
AB、CD和水平传送带平滑无缝连接,两半径均为 的四分之一圆周组成的竖直细圆弧管道DEF
与轨道CD和足够长的水平直轨道FG平滑相切连接。质量为3m的滑块b与质量为2m的滑块c用劲度系
数 的轻质弹簧连接,静置于轨道FG上。现有质量 的滑块a以初速度
从D处进入,经DEF管道后,与FG上的滑块b碰撞(时间极短)。已知传送带长
,以 的速率顺时针转动,滑块a与传送带间的动摩擦因数 ,其它摩擦和阻力均
不计,各滑块均可视为质点,弹簧的弹性势能 (x为形变量)。
(1)求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时速度大小v 和所受支持力大小F ;
F N
(2)若滑块a碰后返回到B点时速度 ,求滑块a、b碰撞过程中损失的机械能 ;
(3)若滑块a碰到滑块b立即被粘住,求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差 。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】(1)10m/s;31.2;(2)0;(3)0.2m
【详解】(1)滑块a从D到F,由能量关系
在F点
解得
F =31.2N
N
(2)滑块a返回B点时的速度v =1m/s,滑块a一直在传送带上减速,加速度大小为
B
根据
可得在C点的速度
v =3m/s
C
则滑块a从碰撞后到到达C点
解得
v=5m/s
1
因ab碰撞动量守恒,则
解得碰后b的速度
v=5m/s
2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】则碰撞损失的能量
(3)若滑块a碰到滑块b立即被粘住,则ab碰后的共同速度
解得
v=2.5m/s
当弹簧被压缩到最短或者伸长到最长时有共同速度
则
当弹簧被压缩到最短时压缩量为x,由能量关系
1
解得
同理当弹簧被拉到最长时伸长量为
x=x
2 1
则弹簧最大长度与最小长度之差
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】