周测评(13) 碰撞与动量守恒(一)-【衡水真题密卷】2025年高考物理学科素养周测评（湖北专版）

·物理· 24=3m 小物块与长木板间因摩擦产生的热量为Q= 41mg△x=5×3J=15J. 15.(1)2.5N方向竖直向上(2)5m (3)见解析 【解析】(1)小球从A点运动到B点，根据机械 能守恒定律有 mgR-2mu 小球在B点时，根据牛顿第二定律有 通 FN十mg=m r 联立解得Fv=2.5N 根据牛顿第三定律可知小球运动到B点时对管道 作用力的大小为F%=F、=25N,方向竖直向上 (2)因小球和小滑块的质量相等，发生弹性碰 撞，故碰撞后两者的速度交换，所以两者在轨道 间的运动其实可以只考虑其一。对小滑块分 析，则有 mg sin53>mg cos53° 2024一2025学年度学科素养周测评( 一、选择题 1.C【解析】在小球向左摆动到最低，点过程中，细 线对小车的拉力沿右下方，由于有挡板，则小车 不动，此过程中小球和小车组成的系统在水平方 向动量不守恒；在小球向左摆动经过最低，点继续 向左运动过程中，细线对小车的拉力沿左下方， 则小车向左运动，此过程中小球和小车组成的系 统在水平方向动量守恒，当小球达到最高点时， 小球和小车速度一定相同，C正确，A、BD错误。 2.A【解析】取竖直向上为正方向，小球从静止开 =18,则 始下落到接触沙子的时间为4一√g 小球从接触沙子到陷至最低，点的时间为2=t t1=0.1s,对全程由动量定理有F?一mgt=0, 解得沙子对小球平均作用力的大小为F=110N, A正确。 3.B【解析】由动量定理有Ft1=1,解得1秒末 参考答案及解析 所以小滑块不能停在直轨道DE上，最后停在 水平轨道上的D点，全过程根据动能定理有 mg[R+2r+2rsin(a-90)]-1 ng cos53°·s=0 解得s=5m (3)当mg sin0=ng cos0时，即 tan0=μ=0.75 解得0=37 当0≤0≤37°时，小滑块能停在直轨道OE上， 由动能定理得 mg[R+2r+2rsin (a-90)]-gongcos 0.x2- mgx2 sin 0=0 9 解得x2一3cos0十4sin0 则小滑块在直轨道DE上克服摩擦力所做的功 W=umg cos0·x2 33.75cos9 解得W=3cos0+4sin0 当37<0≤60时，小滑块最后停在D点，由动 能定理得 mg[R+2r+2rsin (a-90)]-W=0 解得W=11.25J. 十三)物理·碰撞与动量守恒（一） 物块的速率为心= _2X1 m=2m/s=1m/s,A错 误；Ft图线与时间轴所围图形的面积表示冲量，根 据动量定理可知，t=3s时物块的动量大小为p= 2×2kg·m/s-1×1kg·m/s=3kg·m/s,B正 确：根据动量定理可知，=4s时物块的动量大小为 p,=2X2kg·m/s-1×2kg·m/s=2kg·m/s,则 t=4s时物块的速度为，==1m/s,所以前 m 4秒内物块的速度均大于零，即前4秒内物块的 运动方向没有发生改变，C、D错误。 4,C【解析】设爆炸后瞬时质量为m1部分的速度 大小为01，另一部分的质量为(m一m:),速度大 小为v2,根据动量守恒定律可得m11=(m一 1 1 m)v2,又Eu=2mwi,Ee=2(m-m1)i,该 白磷弹爆炸后除时的总动能为E感=E阳十E2, 衡水真题密卷 mEu,C正确。 联立解得E越一m一m 5.A【解析】设发动机向后喷射气体的速度为， 以发动机时间内喷出的气体为研究对象，由动 量定理得F1=S2t,解得v= A正确 6.C【解析】设向右为正方向，小孩跳离b、c车时 对地水平速度为0，人的质量为m,车的质量为 M,在水平方向由动量守恒定律有一Mo。十mv 0,mo=MU十m0,mv=(M十m)o。,所以U。= 7,%=0,w,一M十m,即0：>0.>w,并且： 与v。方向相反，A、B、D错误，C正确。 7.B【解析】小物块a的最大加速度为aam一h1g 2m/s2,此时对a、b整体有F-2(m十m2)g= (m1十m2)am,解得F=9N,即当t=9s时小物块 α开始滑动，当小物块和长木板将要一起运动时有 Fm=2(m1十mz)g=3N,则此时在t=3s时刻； 则当=7s时，长木板和小物块一起做加速运动， 则从t=3s到t=7s由动量定理得IF一h2(m1十 mg=m+m:,其中1，=3生2×4N·s 20N·s,解得，-号/s,A错误：从=3s到 1=9s小物块和长木板一起做加速运动，则由动 量定理得I一2(m1十mg)gt'=(m1十m2)g,其 中店=3牛9X6N·8=36N·s,解得=6m/s, 2 在9~11s时小物块做加速度为2m/s的加速运 动，则t=11s时小物块的速度大小为011=g十 aem△1=(6+2×2)m/s=10m/s,此时长木板的 加速度ak=Fn一：m:十m:》gA:m退。 1n2 3m/s2,B正确，D错误：t=6s时，小物块和长木 板一起做加速运动，则加速度大小为a。= F。-2m十m2)g=1m/g,C错误。 n1十mg 8.AC【解析】根据动量守恒定律得0=2mwA mg,解得A-受，可知两滑块连度大小之比为 vA:V=1:2,两滑块的动能之比EkM:Es (侵×2m):(2mi)=1:2,A正确：两滑块 的动量大小之比pA:pB=2mTA:moB-1：1,B 学科素养周测评 错误；弹簧对两滑块的冲量之比IA:IB=△pA: △p:=1:1,C正确：弹簧对两滑块做功之比等于 两滑块动能之比，为1：2，D错误。 9.ACD【解析】子弹射入木块过程，子弹和木块组 成的系统动量守恒，但由于系统内摩擦力做功， 系统机械能不守恒，A正确；对子弹和木块组成 的系统，根据动量守恒定律可得mw。=(m十3m) 1,解得子弹射入木块后二者的共同速度= 平，B错误：木块恰好未滑离木板，可知最终木块与 木板具有相同的速度2，根据动量守恒定律可得 m十3ma=m十3m+m),解得-g木 块在木板上滑行时的加速度a=u(m十3m)g_ m十3m g,木块在木板上滑行时间为=。”=g， 木板长度为L---””1一受-受- ,CD正确。 64g 10.AD【解析】根据xt图线的斜率表示速度，知 碰撞前物体2是静止的，物体1的速度为1= G=2m/s=4m/s,碰后物体1的速度v 1=8 =4m/s=-2m/,物体2的速度 x=16-8 1 =4m/s=2m/s,根据动量守恒定律有 m10=m1v1十m2v2,解得m2=3kg,碰撞前系 统的总动能Eu十Ee=豆m听十2mi= 号×1X+0=8J,碰拉后系统的惑动能B十 E。-m,时+m:时=×1X公J+2× 3X2J=8J,故该碰撞是弹性碰撞，A,D正确。 二、非选择题 1业82 (4)M=(m+M03二 ta-t2 【解析】(3)滑块甲与滑块乙碰撞前做匀速直线 运动，根据s-t图像可知，0~一t1段图线的斜率为 滑块甲的碰前速度口=兰，滑块甲、乙碰后粘在 一起做匀速直线运动，t2~t3段图线的斜率为碰 ·物理· 后滑块甲、乙的速度vu一t:一2 8a52 (4)滑块甲和滑块乙碰前的总动量为p1= M,碰后的总动量为p2=(m十M)二，故 t 13一t2 两滑块碰撞前后验证动量守恒定律的表达式为 M1=(m+M)3-s2 t3-t2 12.(1)N1N(2)学 (3)0.02250(4)C 【解析】(1)现让舱壁支架给B滑块一个恒力 F,此时压力传感器示数为N1,满足F=(mA十 mB)a,N1=mAa,将A、B对换位置，给A施加 相同的恒力F,压力传感器示数为N2,满足F (mA十mg)a,N,=msa,据此可知A、B两滑块 的质量之比mA:mB=N1:N20 (2)在计算机设定的恒力F作用下，滑块由静止 开始运动，用测量装置能够测量出支架作用距 高x和时间1，由x=a计算出加建度 2 (3)规定向左为正方向，左侧A滑块的速度为 9×10-3 1= Q.040m/s=0.225m/s,则A滑块的动量 m11=0.1kgX0.225m/s=0.0225kg·m/s, 右侧B滑块的速度为2= 9×10-3 0.060m/s 一0.15m/s,则B滑块的动量m2v2=0.150kg× (-0.15)m/s=-0.0225kg·m/s,因为m1o1 和m22等大、反向，则两滑块质量与速度的乘 积的夫量和m1v1十m22=0。 (4)在空间站中所有以重力为工作原理的都不 能工作，所以不可以用天平测出滑块的质量，故 A错误；导轨虽然粗糙，因无正压力，没有摩擦 力，所以不需要平衡摩擦力，故B错误；这个实 验可以估算出弹簧的弹性势能E,=2m1听十 2m2员，故C正确；两滑块的质量与速度乘积的 夫量和m11十m2℃2式中的1,2都是速度的 大小和方向，故D错误。 13.(1)wπd 4 (2)17.7N 参考答案及解析 【解析】(1)根据题意可知△时间内从枪口喷 出水的质量为 m=pu△S=wrd△ 4 则单位时间内从枪口喷出水的质量为 mo=Cund? 4 (2)根据题意，取很短的时间△1，则打到物体表 面的水的质量为 △m-rd'a4 4 以这部分水为研究对象，设物体表面对其作用 力为F,以水流速度方向为正方向，由动量定 理得 -F△1=0-△mv 解得F=四πd 4 ≈17.7N。 14.(1)500kg·m/s,方向竖直向上(2)1125N (3)100(7+/14)N·s 【解析】(1)设第1次下落触网时的速度为 1,有 1=2gh1 解得1=4m/s 设蹦回到h2高度前离网时的速度为v2,有 vi=2gh: 解得v2=6m/s 取竖直向上为正方向，第1次触网与网接触的 时间内动量的变化量 △p=mw2-(-mo1)=500kg·m/s 方向竖直向上 (2)以竖直向上为正方向，由动量定理得 (F,-mg)△t=△p 解得F1=1125N 由牛顿第三定律得，运动员对水平网面的平均 作用力大小为1125N (3)每次运动员消耗的能量为 E=mgAh=mg (h2-h)=500 J 运动员两次提供的能量 2E=mg (h3-h) 解得h3=2.8m 由v号=2ghg 得vg=√2ghs=2√14m/s 衡水真题密卷 学科素养周测评 以竖直向上为正方向，由动量定理得 孤轨道的速度分别4、5，由动量守恒定律和能 I-mg△=mv3-（-mu2） 量能守恒定律可得 解得I-100(7+√/14)N·s。 m2v2=m2U4十m3v 15.(1)32 1 1 m(2)63N,方向竖直向下(3)不能 1 2m20i=2m2wi+2m时 【解析】(1)设碰前小球A的速度为o,从释放 联立解得0=一3m/s,二5 3 m/s 小球A到小球A与弹簧分离的过程，由能量守 恒定律得 在圈弧轨道底端对小球B由牛顿第二定律有 E=o时 （v1-v5)2 FN一m2g=m2R 解得vo-10m/s 解得Fw=63N A、B碰撞的过程，A、B组成的系统机械能守 根据牛顿第三定律得Fs=FN=63N,方向竖 恒、动量守恒，设A、B碰撞后的速度分别为U1、 直向下 v2,则有 (3)小球A与小球B第一次碰后小球A以1= 一2/s的速度向左运动，再次压缩弹簧，根据 m16=m11十m202 m时-mo时+m,时 1 能量守恒定律，小球A与弹簧分离后的速度大 小为s=2m/s, 联立解得v1=一2m/s,v2=8m/s 经过一段时间，小球A与小球B发生第二次碰 小球B与圆孤轨道在水平方向上共速时上升的 撞，设碰后小球A和小球B的速度分别为 高度最高，设共同的速度为3，小球B与圆孤 03、Us1 轨道组成的系统在水平方向上动量守恒，有 根据动量守恒定律和能量守恒定律得 m2vg=(m:十m3)v3 m106十m2v4=m1v;十m20g 小球B与圆孤轨道组成的系统能量守恒，有 2m:i+2m:i-7mii+m, 1 1 1 2m:v-2(m:+ma )vj+magh 16 联立解得w,=一3.6m/s,ws-15m/s 解得-营sh- 15m 因为g<5,所以小球B不能第二次进入圆孤 (2)设小球B返回圆弧轨道底端时小球B与圆 轨道。 2024一2025学年度学科素养周测评（十四） 物理·碰撞与动量守恒（二） 一、选择题 为v=1.0m/s,由动量守恒定律可得mB。 1.C【解析】男孩和木箱组成的系统动能增大，由 (mA十ma)v,解得m8=5mA,A错误；0~1s内， 人体生物能转化为系统机械能，机械能不守恒，A 弹簧对A的冲量方向水平向右，弹簧对B的冲 错误；男孩、小车与木箱组成的系统所受合外力为 量方向水平向左，所以弹簧对A、B的冲量不相 零，系统动量守恒，所以男孩、小车与木箱三者组成 同，B错误；t=1s时，物块A、B有共同速度，弹 的系统动量守恒，B错误，C正确；由动量定理可 簧最短，弹簧的弹性势能最大，C正确；t一2s时， 知，合外力的冲量等于动量的变化量，所以小孩推 A的动量pA=mAA,B的动量pB=mBVB,由图 力的冲量等于木箱的动量的变化量，D错误。 像可知A=2.0m/s,vB=0.8m/s,又mB= 2.C【解析】由图像可知，物块B的初速度为。= 5mA,所以A的动量比B的小，D错误 1.2m/s,t=1s时，物块A、B的共同速度大小3.C【解析】取水平向右为正方向，根据动量守恒 ·102024一2025学年度学科素养周测评（十三） 物理·碰撞与动量守恒（一） (考试时间75分钟，总分100分》 一，透择愿：本题共10小题，每小题4分，其0分。在每小驱给出的四个达项中，第1一7 题只有一项符合题目要来，第8一10题有备项符合题目要求。每小鉴全部远对的得4 分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 题号12845678910 答案 1.如图所示，规量相等的小球A和小车B通过杆和细线相连，置于光滑的水平面上，紧掌小 有右璃有一固定挡版，现将小球A拉开刊一定角度，然后同时蚊开小球和小车，则〔) A当小球向左摆动时，小车也一定向左运动 我当小球向左摆动时，小车可能向右运动 C当小球达到最高点时，小球和小车速度一定相同 D在任意时刻，小球程小车在木平方向的动量一定守恒 2.一个质量为m一1的小球从h=5m的高处自由下落到沙坑中，小球由静止下落到常 至秒坑最低点经历的时何=11，重力加违度g取Dm/2,则沙子对小球平均作用 力的大小为 A110N B280N CIN D.22 N 3.质量为2kg的物块在合外力下的作用下从静止开如沿直线运动。F随时间：变化的 图线如图所示，附 N 学科素养周测评（十三）物理第1页（共8页） 衡水真 A1秒末物块的速率为2m/s 班圾 B3秒末物块的动量大小为3kg·m/s C简4秒内物块的运动方向爱生了或变 姓名 血4秒末物块的速度为零 七假设一质量为网的白函塑竖直向上运功到最高点时，爆炸成两军分，屡炸后解时质量为 得分 m1那分的动能为￡1，爆时阿极短可忽略不计，不计爆特过程中的质量损失，则减白 磷弹屡炸后量时的总动能为 A.Eu B3柳E m一m1 C. mEv Dgw一w） 五，死的隐形战斗机的矢量发动机境口可向不月方向转动以产生不同方向的裤力。已知 发动机喷口而积为S,喷射气体的密度为，产生的推力为F,则发动机黄射气体的速度 大小为 《》 F g c隈 6.如图所示，三别克全相同的平板小车a,6.c成一直线推判，静止在光滑水平雀上。有一 小孩从。车能到车上，接着又立即从车殊到▣车上，小孩煤离c车和方车时对地的 水平速度相同，他桃到区车上相对α车保持静止，此后 (》 AQb两车运动速率相等 B,两车运动速率相等 C三辆车的速率关系w,v,>w D年c两车运功方向相同 密团 学科素养周测浮（十三）物理第2页（共B页1 4 7,知图甲所示，在水平面上有一足够长的术板b,其上叠放一可视为质点的小物块a,初始 时二者均静止，现用水平外力F作用在长木板b上，外力F随时间：的变化关系如图 乙新示。已知小物块a的质量为1，长术版6的质量为2k根g与6之间的动摩擦因 数为心，2，b与地面之可的动摩擦国数为0,1，设最大静摩擦力等于滑动摩振力，重力加 建度g取10m/。下列判断正确的是 ) A1=78时，长术版的速度大小为3m8 我1一11时，小物块的速度大小为10m/s C=58时，小物块的加速度大小为艺m/g D=11s时，长木板的加速度大小为2m/ &如图所示，在光滑水半面上，有质量分划为2烟和知的A,B两滑块，它们中间夹着一根 处于压缩默态的轻霞弹簧，由于被一叔纽绳拉着而处于静止状态。当剪断钮绳，在两滑 块脱离弹簧之后，下列说法正确的是 d A.两滑块韵动能之比Eu:Ew=1:2 B两滑块的动量大小之比PA1P,一211 C弹簧对两带块的冲量之比1411，=1,1 D.弹资对两滑块做功之比W4:W。一11 3.如图所示，爱量为4m的术板静止在足够大的光滑水平地面上，质量为3m的木块静止在 木板的左滑。面量为m的千弹以大小为，的初速度射人木块，子弹财人木块后未穿出木 块，且木块恰好没有滑离木板。木块与木板间的动降擦因数为，重力加速度大小为：， 千弹与木块均钱为质点，不计子弹射人木块的时何。下列说法王确的是 () 4 学科素养周测浮（十三）物理3页（共8页） 衡水真 A子弹射入木换过程，子弹和木块组成的系统动量守恒、机械能不守园 且子弹射入木块后二者的共同速度为一 C木板长度为行g 血木块在木板上指行时间是是 10,质量分则为知1=1k起，m1未知的两个物体1、2在光滑的水平而上正碰，碰撞转间不 计，其位移一时间图像图所示，下列说达正确的是 《》 A.m=3 kg 且m一1kg C威罐过程中报失的机城能为4J 山极撞过阻中无机械能损失，为弹性碰罐 二，非装择振：本蝶共5小策，共0分。 11,(?分)某实险小组的同学设计了如图甲所示的装置做验正动量守恒定律”的实验，实 验步骤如下： 位移博墙图 ☐块甲 樟皮彩 量滑块乙 整术 7 乙 (1)在长木板的左端固定一位移传感器（与计算机连接），并利用转术将长木版的左端 堡高，将质量为别的情块甲改置在长木板上，反复到整垫木的位厘，直到轻裤滑块 甲后，滑块甲看长木板向下做匀速直线运动为止： (2)调整好终木位置后，将带块甲量靠位移传够器放置，然后轻推滑块甲，滑块甲向下 运动，与静止在P点的质量为m的骨块乙《与甲的材质相间，其左侧粘有质量不计 的檬皮泥)相碰并粘在一起，再一起下带到依端： 蹈密在 学科素养周测浮十三)物理第4页（共8页引 (3)在上述过程中，通过位移传落器在计挥机上我得了知图乙所示的s:图像，由图像 可知，硅前滑块甲的速度大小为，硅后滑块乙的速度大小为 :(周 空均用图中所给物用量的学母表示】 (4)若两滑块碰撞简后动量守恒，喇湾足的表达式为 (用 题干和图中所给物量的字母表示)。 12.(9分)2022年10月12日，神舟十四号乘组航天员陈冬，刘洋和紫短膏进行了“天宫课 微第三次太空授课。假设刘祥想用如图甲所示装置验正成撞中的动量守恒，粗糙导 轨水平放置，挡光板宽度为9.自m四，两滑块A,B被弹簧图中未面出)弹开后，左侧A 滑块通过左侧的光电计时器，记录的挡老时同为Q008,右侧B滑块通过右侧的光电 计时帮，记录的挡光时闻为0.0的s,A,B质量未知。质量的测量是通过稔壁上打并的 一个支架形状的质量测量仪完成的。由牛领第二定律F=m可知，知果给物体藏加 一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，震可以求出物体的质量，这就 是动力学测量霞量的方法。 (1)如图乙断承，假如航天员在A,B两带块中间夹了一个质量不计的压力传感帮，观 让舱攀支架给B滑块，个恒力F,此时压力传B器示数为N1,将A、B对换位置。 给A随加相月的恒力F,压力传感器示数为N:。据此可知A,B两滑块的质量之 比程A子用一 ,(用N:,N表示 e1h山1e 甲 (2)在计算机设定的恒力F作用下，滑块由静止开始透动，用测量签置馆够测量出支果 作月距离x和时可：，从计算出遮度一 用，1我示)。 (3)若测出左侧A滑块质量为100g,A带块的动量m1的大小为 kg.m/s. 右侧B带块质量为10，两清块质量与速虔的柔积的失量和m1十测：1= kgm/s. (4)对于上述实验，下列说法正绳的是 L可以用天平测出A,B滑块的面量 我因导轨粗轮，验狂碰谦中的动量守任，先要平衡摩指力 C这个实验可以估算出弹簧的弹性势能E,一立：+豆时 几.两滑块的质量与速度乘积的矢量和m1十m::式中的助：，的都是速度的大小 学科熏养周测评（十三）物理第5页（共8页} 衡水真见 13.12分)“水刀“威力巨大，几乎可以切制任何物体，它是公认的最科学，经济、环保的请 袖工具之一。如图所示灯水刀快速物制厚石板的畅景。已知水刀出水口直轻为d, 水从枪口顿出时的速度为p,水的密虔为。 (1)求单位时间从脸口喷出的本的质量。 (2》若水从轮口境出时的通度大小甲=50加m/,近距离垂直喷则到物体表面，水枪出水 口直径d一0.3mm。忽略水从枪口晓出后的发散效定，水黄射到物体表面时落皮 在短时间内变为零。由于水柱前骑的水与物体表面相互作用时间根短，因此在分 析水对物体表面的作用力时可忽路这部分水所受的重力。已知水的密度P=1.0× 10g/m,重力加速皮g章10m/。,估算“水刀”对物体表面产生的冲击力的大 小。（小数点后保留一位小数） 密程 学科素养周测浮十三》物理第6页（共8页！ 4 14.14分》知图所示，宋运动员与网作用时，通过“自显然后用力是同“的骑作使白己蒸 扇越高。某次训第时，一个置量m一50g的床运动动，从静止通过“曲朝然后用力 避网，喻起的最大高度距离水平同而为为，=0,8m,之后第1次向下落着网，与网相互 作用后沿竖直方向瑞回到离水平网面k:一1.8m高处。假设运动员与网接触的时间 均为△=L,8,从第1次离开水平屑面开始，每次运动员与水平网相互作用中消耗的 能量相同，不针空气阻力，忽略运动员与圈床作用时的能量规失，重力如速度：取 1D/金， (1》求运功员起后第1次触网过程中动量的空化量△p (2)求《1)中运动员对水平网面的平均作用力大小下：。 (3)运功员第2次下落后，与网接触又弹起的这段时间内，求床对运动员的冲量大 小。《计算结果可以绿留根式) 4 学科素养周测评（十三）物理第7页（共8夏） 衡水真见 15,(18分)如图所示，A.B.C的无量分割为1=1g,m:-1.5kg,m-3kg:轻弹簧的 左端固定在挡板上，C为半径R=2m的，图氧轨道，静止在水平面上。观用外力使小 球A压第弹舞(A与弹著不连接)，当弹簧的弹性势能为上。=50J时由静止释放小球 A,小球A与弹簧分离后与静止的小球B发生正酸，小球B到属复轨道底南的距离足 够长，经过一假时问小域日释上属弧轨道。一切摩擦均可忽略，取设乐有的碰罐均为弹 生微檀，重力扣速度g取10m公。求： (1)小球B能达可的最大高度： (2)小球B运回图氧轨道底瑞时对轨道的压力： (3)通过计算分析，小球B能否第二次进人氧轨道 密程 学科素养周测浮十三》物理第8页（共8页1