专题02 动量-【好题汇编】2024年高考物理三模试题分类汇编（江苏专用）

专题02 动量 1、（2024·苏州市八校联盟高考三模）2023年9月25日，中国年仅 15岁小将陈烨在杭亚会滑板男子碗池决赛中夺冠。图示为运动员陈烨在比赛中腾空越过障碍物，若忽略空气阻力，那么腾空过程中（　　） A. 运动员始终处于超重状态 B. 运动员在最高点的加速度为零 C. 运动员所受重力的冲量一直变大 D. 运动员和滑板构成的系统动量守恒 2、（2024·南京市临江高级中学高考三模）如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器，从里面的沙子全部在上部容器里开始计时，沙子均匀地自由下落，到沙子全部落到下部容器里时计时结束，不计空气阻力和沙子间的影响，对计时过程取两个时刻：时刻一，下部容器内没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；时刻二，上、下容器内都有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；认为沙子落到容器底部时速度瞬时变为零，下列说法正确的是（　　） A．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小 B．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小大于沙漏的总重力大小 C．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小 D．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小 3、（2024·扬州市高考三模）如图所示的水平地面上有a、b、O三点。将一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde是以O为圆心，R为半径的一段圆弧，可视为质点的物块A和B紧靠在一起，中间夹有少量炸药，静止于b处，A的质量是B的2倍。某时刻炸药爆炸，两物块突然分离，分别向左、右沿轨道运动。B到最高点d时速度沿水平方向，此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的，A与ab段的动摩擦因数为μ，重力加速度g，求： （1）物块B在d点速度大小； （2）物块A滑行的距离s； （3）物块B从脱离轨道后到落到水平地面所用的时间。 4、（2024·镇江市高考三模）柴油打桩机由重锤汽缸、活塞桩帽等若干部件组成．重锤气缸的质量为m，钢筋混凝土桩固定在活塞桩帽下端，桩帽和桩总质量为气缸从桩帽正上方一定高度自由下落，气缸下落过程中，桩体始终静止．当气缸到最低点时，向缸内喷射柴油，柴油燃烧，产生猛烈推力，气缸和桩体瞬间分离，气缸上升的最大高度为h，重力加速度为 求柴油燃烧产生的推力对气缸的冲量； 设桩体向下运动过程中所受阻力恒为f，求该次燃烧后桩体在泥土中向下移动的距离． 5、（2024·苏州市高考三模）如图所示，长为L、质量为m的木板静止于光滑的水平面上，在木板上右端固定一竖直轻质弹性挡板，一质量也为m的小木块以初速度水平冲上木板，最后恰好不与挡板碰撞，已知重力加速度大小为 求小木块的最终速度大小v； 若小木块以的速度水平冲上静止的木板，求最终小木块与挡板间的距离d；木块与挡板碰撞时间极短 在的条件下，求木块与木板相对静止前木板通过的位移大小 6、（2024·连云港市高考三模）如图所示，可视为质点的滑块A、B、带有光滑圆弧轨道的物体C放在水平轨道上，其中滑块B放在水平轨道的O点，圆弧的半径为，圆弧的最低点与水平轨道相切。某时刻，给滑块A一向右的瞬时冲量，经过一段时间A与B发生碰撞，最终滑块B冲上物体C，上升的最大高度为。已知A、B、C的质量分别为、、，重力加速度，一切摩擦均可忽略不计。求： （1）滑块A、B碰撞过程损失的机械能； （2）仅改变物体C的质量，欲使滑块A、B能发生第二次碰撞，则物体C的质量满足的条件。 7、（2024·徐州市高考三模）如图所示，在平面的区域内有沿轴负方向、电场强度大小为的匀强电场在的区域内有垂直于平面向里的匀强磁场，一质量、电荷量为的带电粒子甲从坐标为的点由静止释放，进入磁场后与静止在点的不带电粒子乙发生弹性碰撞点的坐标为，乙的质量为，碰后两粒子电荷量均为。不计粒子的重力及碰后粒子间的相互作用。 （1）求磁感应强度大小B； （2）求碰撞后粒子甲、乙在电场中运动到离轴的最大距离之比； （3）从纵坐标的某些位置由静止释放粒子甲，仍能使两粒子发生碰撞，求粒子甲释放点的横坐标。 8、（2024·苏州市八校联盟高考三模）如图所示，某固定装置由长度的水平传送带，圆心角、半径的两圆弧管道BC、CD组成，轨道间平滑连接。在轨道末端D的右侧光滑水平面上紧靠着轻质小车，其上表面与轨道末端D所在的水平面平齐，右端放置质量的物块b。质量的物块a从传送带左端A点由静止释放，经过BCD滑出圆弧管道。已知传送带以速度顺时针转动，物块a与传送带及小车的动摩擦因数均为，物块b与小车的动摩擦因数，其它轨道均光滑，物块均视为质点，不计空气阻力。 （1）求物块a和传送带之间因摩擦产生的热量Q； （2）求物块a 到达D点时对管道的作用力FN； （3）要使物块a恰好不与物块b发生碰撞，求小车长度的最小值d。 9、（2024·南京市临江高级中学高考三模）如图所示为某游乐场中一滑道游乐设施的模型简化图，倾斜轨道AB与半径的圆形轨道相切于B点，圆形轨道在最低点C处略有错开。一质量为的物块（可视为质点）从倾斜轨道AB的顶端A点由静止开始滑下，从B点进入圆形轨道，并恰好通过轨道的最高点，接着进入水平轨道CD，然后滑上与D点等高的质量为的滑槽，物块最终未离开滑槽。滑槽开始时静止在光滑水平地面上，EF部分长为，FG部分为半径的四分之一圆弧轨道。已知物块与斜面轨道AB和水平轨道CD间的动摩擦因数均为，物块与滑槽EF之间的动摩擦因数，其他接触面均光滑，水平轨道CD长为，OB与OC的夹角，，，重力加速度g取，不计空气阻力以及轨道连接处的机械能损失。求： （1）物块通过圆形轨道最低点C处时，对轨道的压力大小； （2）倾斜轨道AB的长度； （3）若物块始终不脱离滑槽，则物块与滑槽EF段的动摩擦因数的范围。 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 动量 1、（2024·苏州市八校联盟高考三模）2023年9月25日，中国年仅 15岁小将陈烨在杭亚会滑板男子碗池决赛中夺冠。图示为运动员陈烨在比赛中腾空越过障碍物，若忽略空气阻力，那么腾空过程中（　　） A. 运动员始终处于超重状态 B. 运动员在最高点的加速度为零 C. 运动员所受重力的冲量一直变大 D. 运动员和滑板构成的系统动量守恒 【答案】C 【解析】 A．腾空过程中运动员只受重力作用，有竖直向下的重力加速度，运动员处于完全失重状态，故A错误； B．在最高点的时候人的竖直方向的速度为零，水平方向的速度不为零，故在最高点的时候人的速度不为零，受到重力作用，加速度为重力加速度，加速度不为零，故B错误； C．运动员所受重力的冲量为 腾空过程t一直增大，则运动员所受重力的冲量一直变大，故C正确； D．在腾空过程中，在竖直方向上运动员和滑板所受合力不为零，故运动员和滑板构成的系统动量不守恒，故D错误。 故选C。 2、（2024·南京市临江高级中学高考三模）如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器，从里面的沙子全部在上部容器里开始计时，沙子均匀地自由下落，到沙子全部落到下部容器里时计时结束，不计空气阻力和沙子间的影响，对计时过程取两个时刻：时刻一，下部容器内没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；时刻二，上、下容器内都有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；认为沙子落到容器底部时速度瞬时变为零，下列说法正确的是（　　） A．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小 B．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小大于沙漏的总重力大小 C．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小 D．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小 【答案】C 【解析】AB．时刻一，下部容器内没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动。对整体分析，有一部分沙子有向下的加速度，则总重力大于桌面对沙漏的支持力，合力向下，故AB错误； C．对时刻二分析，部分沙子做自由落体运动，设沙漏的总质量为m，空中正在下落的沙子质量为，沙漏中部细孔到底部静止沙子表面的高度为h，因细孔处速度很小，可视为零，故下落的沙子冲击底部静止沙子表面的速度为 沙子下落的时间为 设下落的沙子对底部静止沙子的冲击力为，在极短时间内，撞击在底部静止沙子表面的沙子质量为，取向上为正方向，由动量定理有 解得 空中的沙子质量 则 对沙漏受力分析，可知桌面对沙漏的支持力为 故C正确，D错误。故选C。 3、（2024·扬州市高考三模）如图所示的水平地面上有a、b、O三点。将一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde是以O为圆心，R为半径的一段圆弧，可视为质点的物块A和B紧靠在一起，中间夹有少量炸药，静止于b处，A的质量是B的2倍。某时刻炸药爆炸，两物块突然分离，分别向左、右沿轨道运动。B到最高点d时速度沿水平方向，此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的，A与ab段的动摩擦因数为μ，重力加速度g，求： （1）物块B在d点速度大小； （2）物块A滑行的距离s； （3）物块B从脱离轨道后到落到水平地面所用的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 （1）设物块A和B的质量分别为mA和mB 解得 （2）设A、B分开时的速度分别为v1、v2，系统动量守恒 B由位置b运动到d的过程中，机械能守恒 A在滑行过程中，由动能定理 联立得 （3）设物块脱离轨道时速度为v，FN= 0 向心力公式 而 解得 脱离轨道时离地面的高度 离轨道时后做向下斜抛运动 竖直方向 解得 4、（2024·镇江市高考三模）柴油打桩机由重锤汽缸、活塞桩帽等若干部件组成．重锤气缸的质量为m，钢筋混凝土桩固定在活塞桩帽下端，桩帽和桩总质量为气缸从桩帽正上方一定高度自由下落，气缸下落过程中，桩体始终静止．当气缸到最低点时，向缸内喷射柴油，柴油燃烧，产生猛烈推力，气缸和桩体瞬间分离，气缸上升的最大高度为h，重力加速度为 求柴油燃烧产生的推力对气缸的冲量； 设桩体向下运动过程中所受阻力恒为f，求该次燃烧后桩体在泥土中向下移动的距离． 【答案】解：设燃烧使重锤气缸获得的速度为，桩体获得的速度为 v，对分离后的重锤气缸由机械能守恒，有 对分离瞬间重锤气缸，由于内力远大于外力，故由动量定理，有 得：，方向竖直向上. 分离瞬间，由于内力远大于外力，所以重锤气缸和桩体组成的系统动量守恒，有 分离后对桩体，由动能定理，有 得：  【解析】对分离后的重锤气缸由机械能守恒结合对分离瞬间重锤气缸，根据动量定理结合求出柴油燃烧产生的推力对气缸的冲量； 分离瞬间，重锤气缸和桩体组成的系统动量守恒，分离后对桩体，由动能定理可得该次燃烧后桩体在泥土中向下移动的距离． 本题综合考查动量守恒定律、动量定理以及动能定理等内容，要注意正确分析题意，并且根据题意构建物理模型，从而根据所学过的物理知识进行分析，找出合适的物理规律求解即可，本题对学生的分析能力要求较高，应在平时学习中注意练习． 5、（2024·苏州市高考三模）如图所示，长为L、质量为m的木板静止于光滑的水平面上，在木板上右端固定一竖直轻质弹性挡板，一质量也为m的小木块以初速度水平冲上木板，最后恰好不与挡板碰撞，已知重力加速度大小为 求小木块的最终速度大小v； 若小木块以的速度水平冲上静止的木板，求最终小木块与挡板间的距离d；木块与挡板碰撞时间极短 在的条件下，求木块与木板相对静止前木板通过的位移大小 【答案】解：小木块恰好不与挡板碰撞，动量守恒： 解得：。 对系统能量守恒： 解得： 对系统动量守恒： 解得： 对系统能量守恒： 解得： 。 设木块与挡板碰撞前瞬间木块速度大小为，木板速度大小为 解得： 碰撞后速度交换 碰撞前木板做加速度大小为的匀加速直线运动，碰撞后木板做加速度大小为的匀减速直线运动 。  【解析】本题要分析清楚物体运动过程，知道系统遵守动量守恒定律与能量守恒定律．要注意摩擦生热等于滑动摩擦力与相对路程的乘积。 木板与木块组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出最后的速度，由能量守恒定律可以求出木块与木板之间的动摩擦因数和小木块相对静止在木板上的位置到挡板的距离d； 木块与挡板碰撞前瞬间满足动量守恒定律与能量守恒定律，可求出碰前瞬间两者的速度；碰撞过程能量守恒，而质量相等则交换速度；分别求碰前和碰后木块与木板相对木板的位移，则总位移为两者之和。 6、（2024·连云港市高考三模）如图所示，可视为质点的滑块A、B、带有光滑圆弧轨道的物体C放在水平轨道上，其中滑块B放在水平轨道的O点，圆弧的半径为，圆弧的最低点与水平轨道相切。某时刻，给滑块A一向右的瞬时冲量，经过一段时间A与B发生碰撞，最终滑块B冲上物体C，上升的最大高度为。已知A、B、C的质量分别为、、，重力加速度，一切摩擦均可忽略不计。求： （1）滑块A、B碰撞过程损失的机械能； （2）仅改变物体C的质量，欲使滑块A、B能发生第二次碰撞，则物体C的质量满足的条件。 【答案】（1）；（2） 【解析】 （1）给滑块A一瞬时冲量时，滑块A的速度大小为，由动量定理得 解得 设碰后滑块B的速度大小为，又由题意可知滑块B上升的最大高度大于圆弧轨道的半径，则滑块B在最高点时与物体C具有相同的水平速度，由水平方向动量守恒得 对B、C由机械能守恒定律得 解得 ， 设碰后A的速度为，对A、B碰撞的过程有 解得 滑块A、B因碰撞而损失的能量为 代入数据解得 （2）设滑块B再次返回到物体C底端的速度为，对滑块B和物体C组成的系统，在整个相互作用过程中由水平方向动量守恒以及机械能守恒定律得 ， 解得 欲使滑块A、B能发生第二次碰撞，则 解得 欲使滑块A、B能发生第二次碰撞，则应满足的条件为 解得 则物体C质量所满足条件为 7、（2024·徐州市高考三模）如图所示，在平面的区域内有沿轴负方向、电场强度大小为的匀强电场在的区域内有垂直于平面向里的匀强磁场，一质量、电荷量为的带电粒子甲从坐标为的点由静止释放，进入磁场后与静止在点的不带电粒子乙发生弹性碰撞点的坐标为，乙的质量为，碰后两粒子电荷量均为。不计粒子的重力及碰后粒子间的相互作用。 （1）求磁感应强度大小B； （2）求碰撞后粒子甲、乙在电场中运动到离轴的最大距离之比； （3）从纵坐标的某些位置由静止释放粒子甲，仍能使两粒子发生碰撞，求粒子甲释放点的横坐标。 【答案】（1）；（2）；（3）见解析 【解析】 （1）设甲粒子由P点进入磁场时速度为，由动能定理可得 甲粒子进入磁场做圆周运动，半径为，由几何关系可知 由 解得 （2）设甲、乙粒子在Q点碰撞后速度分别为、，由动量守恒得 由能量守恒得 解得 甲、乙粒子碰撞后在磁场中做圆周运动，半径为、，甲粒子 乙粒子 解得 ， 甲、乙粒子均垂直进入电场，由动能定理可得，甲粒子 乙粒子 解得 （3）从纵坐标的某些位置由静止释放粒子甲，进入磁场速度为，由动能定理可得 甲粒子在磁场中以做圆周运动的半径为，由 解得 如图所示 若甲粒子从点进入磁场与乙粒子相碰，点距O点距离为 ，由几何关系可知 甲粒子释放点的横坐标为 若甲粒子从点进入磁场与乙粒子相碰，点距O点距离为，由几何关系可知 甲粒子释放点的横坐标为 8、（2024·苏州市八校联盟高考三模）如图所示，某固定装置由长度的水平传送带，圆心角、半径的两圆弧管道BC、CD组成，轨道间平滑连接。在轨道末端D的右侧光滑水平面上紧靠着轻质小车，其上表面与轨道末端D所在的水平面平齐，右端放置质量的物块b。质量的物块a从传送带左端A点由静止释放，经过BCD滑出圆弧管道。已知传送带以速度顺时针转动，物块a与传送带及小车的动摩擦因数均为，物块b与小车的动摩擦因数，其它轨道均光滑，物块均视为质点，不计空气阻力。 （1）求物块a和传送带之间因摩擦产生的热量Q； （2）求物块a 到达D点时对管道的作用力FN； （3）要使物块a恰好不与物块b发生碰撞，求小车长度的最小值d。 【答案】（1）30J；（2）6N，方向竖直向上；（3）2m 【解析】 （1）对小物块分析有 设小物块一直加速到传送到右端点时，其速度为，有 解得 所以在小物块a到达传送带右侧时并没有加速到与传送带共速，设该过程时间为t，有 该时间传送带的位移为，有 物块a相对传送带的位移为 摩擦产生的热量为 （2）由题意可知圆弧轨道光滑，所以从B到D，由动能定理有 在D点有 解得 由牛顿第三定律可知，物块a对管道的作用力等于管道对物块a的支持力，所以物块a 到达D点时对管道的作用力为6N，方向竖直向上。 （3）当物块滑上小车后，由于 所以小车与物块a保持相对静止，而物块b相对于小车发生滑动，当两者速度相同时，为物块a与物块b相碰的临界状态，其运动示意图如图所示 该过程由动量守恒有 能量守恒方面有 解得 9、（2024·南京市临江高级中学高考三模）如图所示为某游乐场中一滑道游乐设施的模型简化图，倾斜轨道AB与半径的圆形轨道相切于B点，圆形轨道在最低点C处略有错开。一质量为的物块（可视为质点）从倾斜轨道AB的顶端A点由静止开始滑下，从B点进入圆形轨道，并恰好通过轨道的最高点，接着进入水平轨道CD，然后滑上与D点等高的质量为的滑槽，物块最终未离开滑槽。滑槽开始时静止在光滑水平地面上，EF部分长为，FG部分为半径的四分之一圆弧轨道。已知物块与斜面轨道AB和水平轨道CD间的动摩擦因数均为，物块与滑槽EF之间的动摩擦因数，其他接触面均光滑，水平轨道CD长为，OB与OC的夹角，，，重力加速度g取，不计空气阻力以及轨道连接处的机械能损失。求： （1）物块通过圆形轨道最低点C处时，对轨道的压力大小； （2）倾斜轨道AB的长度； （3）若物块始终不脱离滑槽，则物块与滑槽EF段的动摩擦因数的范围。 【答案】（1）60N；（2）5.75m；（3） 【解析】（1）物体恰好通过轨道的最高点可得 从圆形轨道最高点到C点，由动能定理可得 求得 在C点由牛顿第二定律可得 得 根据牛顿第三定律，物块通过圆形轨道最低点C处时，对轨道的压力 （2）从A到C应用动能定理可得 求得 （3）物体从C到D，应用动能定理 求得 对物块与滑槽，滑块始终不脱离滑槽，最终二者共速，由水平方向动量守恒 得 如果滑到最高点G，由能量守恒得 求得 如果滑到最高点G又滑到E处，由能量守恒得 求得 因此，若滑块始终不脱离滑槽，则对动摩擦因数的要求是 试卷第4页，共5页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 $$