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（重庆、甘肃、贵州、云南、四川专版）

·物理· 2024一2025学年度学科素养周测评 一、单项选择题 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 h=18,则 始下落到接触沙子的时间为1一√g 小球从接触沙子到陷至最低点的时间为2=（一 t1=0.1s,对全程由动量定理有Ft: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 物块的速率为1= F_2X1 2 m/s=1m/s,A错 m 误：F-1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一3s时物块的动量大小为p= 2X2kg·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04==1m/s,所以前 771 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1，另一部分的质量为(m一m1),速度大 小为2，根据动量守恒定律可得m11=(m mp,又Eu-2mf,Ee-之m-m)f,该 1 白磷弹爆炸后瞬时的总动能为E=E妇十Ee, 联立解得E=mE,C正确。 m-1m1 5.B【解析】滑块下滑过程中支持力与B运动方 向不垂直，如图所示，可知支持力对B做负功，A 错误；由于在水平方向上整个系统不受外力，水 参考答案及解析 十三)物理·碰撞与动量守恒（一） 平方向动量守恒，设滑块B和斜面体A移动的距 离分别为x1和x2,则mx1=Mx2,x1十x2=L, 整理得，此过程中斜面体向左滑动的距离为 mL,B正确；滑块B下滑过程中A,B组成 M 的系统在水平方向动量守恒，而在竖直方向上动 量增加，因此A、B组成的系统动量不守恒，C错 误：由于B下滑的过程中，A向左做加速运动，因 此B对A的压力大小不再等于mg cos a,因此支 持力对B的冲量大小不等于mgtcos a,D错误。 N -L- 6.A【解析】设发动机向后喷射气体的速度为v, 以发动机时间t内喷出的气体为研究对象，由动 F 量定理得=pS0,解得g=√怎，A正确。 7.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，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M0:十mu= 0,m=Ms十mu,mu=(M十m)va,所以v,= ,=0,D:=M十m ,即ue>va>w,并且e 与。方向相反，A、B、D错误，C正确。 二、多项选择题 8.AC【解析】根据动量守恒定律得0=2mvA一 m,解得以-学，可知两清块逢度大小之北为 A:B=1:2,两滑块的动能之比Ek4:Es (侵×2m):(（分mm)=1:2,A正确：两济块 的动量大小之比pA:pg=2muA:mwg=1:1,B 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 2 衡水真题密卷 的系统，根据动量守恒定律可得mD。=(m十3m) 1,解得子弹射入木块后二者的共同速度1= 宁，B错误；木块怡好未滑离木板，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+3m)1=6m+3m十4m)o2,解得02-g,木 块在木板上滑行时的加速度a=(m十3m)g m十3n g,木块在木板上滑行时间为1=二= 8ug 木板长度为L=一-”1-号 2 ,CD正确。 10.AD【解析】根据x-t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= 、会=m/5=4m/s,碰后物体1的速度 会=/s=-2m/s,物你2的连度 =16-8, t 4 m/s=2m/s,根据动量守恒定律有 m1=m1v十m2v,解得m2=3kg,碰撞前系 统的总动能Eu十Ee=合m,时十7m:暖= 合X1X+0-8],隧挂后系统的落动能E队十 E=7m,时+2m:略=号X1xgJ+2× 3X22J=8J,故该碰撞是弹性碰撞，A、D正确 三、非选择题 11.(3)(4M4=(m+M)1二 t1 t3-t2 t3一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=，滑块甲、乙碰后粘在 一起做匀速直线运动，12一1g段图线的斜率为碰 、后滑块甲、乙的速度口=日。 (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)3二，故 'ts一t2 学科素养周测评 两滑块碰撞前后验证动量守恒定律的表达式为 M1=(m+M)二2 t3-t2 12.NN:2g (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一(mA十 m:)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m)a,N2=ma,据此可知A、B两滑块 的质量之比mA:mB-N1:N2, (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 离红和时同，由工-方a计算出加连度 2x a-1 (3)规定向左为正方向，左侧A滑块的速度为 9×103 0=Q.040m/s=0.25m/s,则A滑块的动量 m11=0.1kg×0.225m/s=0.0225kg·m/s, 右侧B滑块的速度为，= 9X10-3 0.060 m/s= -0.15m/s,则B滑块的动量m2v2=0.150kgX (-0.15)m/s=-0.0225kg·m/s,因为m1 和m22等大、反向，则两滑块质量与速度的乘 积的失量和m11十m2v2=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 1 验可以估算出弹簧的弹性势能E,=2m1十 2m20经，故C正确：两滑块的质量与速度乘积的 矢量和m11十mg02式中的01、02都是速度的 大小和方向，故D错误。 13.(1)rd 4 (2)17.7N 【解析】(1)根据题意可知△：时间内从枪口喷 出水的质量为 m=pm4S-wrd△ 4 ·物理· 则单位时间内从枪口喷出水的质量为 mo=Qvnd? 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=mrd2△1 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-△nw 解得F=四d≈17.7N 4 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 ,有 1=2gh 解得1=4m/s 设蹦回到h2高度前离网时的速度为vz,有 2=2gh2 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-(-mu1)=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 (F1-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=mg Ah =mg (h2-h1)=500 J 运动员两次提供的能量 2E=mg(h3-h) 解得h3=2.8m 由o3=2gh 得3=√2gh=2/14m/s 以竖直向上为正方向，由动量定理得 参考答案及解析 I-mg△t=nv一（一mo2） 解得I=100(7+√14)N·5。 15.(1)4m/s(2)0.45m(3)0.8m 【解析】(1)小滑块在AB轨道上运动，由动能 定理得 mgh一mg cos0· sin 02mv 代入数据解得，一号五=4m (2)小球沿CDEF轨道运动，在最高点可得 花m mg=m R 设小球与小滑块碰撞的速度为vm, 从C点到E点由机械能守恒可得 mwi+mgtR+r）=之mia 解得VEmin=√2m/s,vBmn=2√2m/s 设小滑块与小球碰撞前的速度为卫A,碰撞后 的速度为A 根据动量守恒，机械能守恒定律，因此有 mvAm=mvA十Bmin 1 1 1 解得vA=0,vB=UAn=2√2m/s 结合(1)问可得 4 vAm一3√ghm 解得h的最小值hm=0.45m (3)设F点到G点的距离为y,小球从E点运动 到G点，由动能定理得 1 1 2rv6-2mu2m=mgR+y） 由平抛运动可得 1 x-vd,H+r-y-78 联立可得水平距离为 x=2√(0.5-y)(0.3+y) 由数学知识可得 当0.5-y=0.3+y时 即y=0.1m时x取最大值，最大值为xmx=0.8m。 22024一2025学年度学科素养周测评（十三） 物理·碰撞与动量守恒（一） (考拔时间75分钟，总分100分) 一、单项迹择题：本题共7小题，每小驱4分，共2州分。在每小题给出的四个这项中，只有 一项是符合园日要求的。 题号 1 2 5 7 容案 1.如图所示，及量相等的小球A和小车B通过杆和细线相连，置于光滑的本平面上，紧整小 车右璃有一固定挡版，现将小球A拉开到一定角度，然日同时放开小球和小车，调() A当小球向左很动时，小车也一定间左运动 我当小球向左置动时，小车可能向右苦动 C当小球达到量高点时，小球和小车速度一定相同 D在任意时期，小球和小车在水平方向的动量一定守恒 2一个质量为国一1kg的小球从一5m的高处白由下落到沙端中，小球由静止下落到第 至抄坑最低点经历的时同：=】.1，重力加速度g取10m/。,则沙子对小球平均作用 力的大小为 AlI0N &22NN CIIN D.22N 3.一质量为2kg的物块在合外力下的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间：变化的 周线如图所示，则 子本 A1秒末物块的违率为2m/年 3秒末物块的功量大小为3kg·m/: C前4秒内物块的运动方句发生了改变 D4秒末物块的道度为零 学科素养周测评（十三）物理第1页（共8页） 衡水真 4,很设一质量为两的白两算极直向上运动到最高点时，爆炸成两军分，屡炸后解时质量为 班圾 m,那分的动能为E,星常时阿极短可葱略不计，不计爆炸过程中的质量损失，则该白 磷弹唇炸后量时的总动能为 A.m B 2mE 姓名 新一所 和一都 视飞道 D.2m一1 得分 五，光滑水平面上放有一上表面光帝，慎角为：的斜面体A,斜面体质量为M,底边长为L 加图所示。将一质量为网可视为质点的滑块B从斜由的原端由静止释政，带块B经过 时佩：刚好带到斜面底端，重力速度大小为g。则下列说法中正确的是 A.滑块下滑过程中支持力对B敏正功 且此过程中斜国体向左湖动的离为十之 G滑块B下滑过程中A,B组成的系统动量守恒 D带块下滑的过程中支持力对B的冲量大小为mt*a 8.歼-隐形成斗机的矢量发动机喷口可向不同方向转动以产生不间方向的推力。已知 发功机咬口匠积为S,魔射气体的密度为©：产生的推力为F,则发动机嘴射气体的速度 大小为 c 了.如图所乐，三啊完全相同的平板小车4，心，成一直线排列，静止在充滑水平面上，有一 小孩从：车桃到历车上，接着又立即从5车跳到α车上，小孩跳离（车和B车时对地的 水平速度相同.他脆到：车上相到：车保持静止，此后 己E5 A.“.山两车运动速率相等 且丛、两车运动速率相等 C,三辆车的速率关系，，>的 Q:,F两军运动方向相同 蹈密在 学科素养周测浮（十三）物理第2页（共8页引 2 二、多项选择题：本题共3小题，每小置5分，共15分。在每小驱给出的网个装项中，有多 项符合题日要求。全都选对的得5分，逃对但不全的得3分，有进情的得0分。 题号 8 9 10 答案 8如图所示，在光滑水平面上，有置量分划为2和周的A,B两滑块，它们中间夹着一根 处于压缩状态的轻爱弹簧，山于被一积领绳拉着而处于静止状态。当剪新闭绳，在两滑 块脱离弹簧之后，下列说法正确的是 A.两滑块的动能之比E4:E。=1:2 ww B两饼块的动量大小之此PA于P一211 C弹簧对两带块的冲量之比1a+1。一1,1 D.弹簧对两滑块做功之比W。·W。一1·1 9.如图所示，质量为4m的木板静止在足够大的光滑水平粒面上，质量为3m的木块静止在 木框的左端。质量为前的子弹以大小为头的初速度射人木块，子第射人木块后未穿出术 块，且木块怡好没有滑离木版。木块与木版间的动摩搬因数为严，重力加速度大小为g: 千弹与木块均视为质点，不计子弹射入木块的时何。下列说法正确的是 入，子和则人木块过程，子弹和木换组成的系统动量守恒，机械能不好恒 丑子弹射人木块后二者的共同速度为一 C木版长皮为s 几术块在术板上滑行时铜是 Bug 10规量分别为m:=1kg、m:未知的两个物体1、2在光滑的水平面上正碰，醒撞时间不 计，其位移时间图像如图所示，下列说法正确的是 ) 4打用 A.m:-3 kg 我m:-Ik解 心碰撞过程中损失的机械能为4】 几，碰植过程中无积做能机失，为弹性极撞 2 学科素养周测评（十三）物理第3页（共8页） 衡水真 三，非湛择愿：本愿共5小题，共57分， 1山.(6分)某实验小组的同学没计了如图甲所示的装置做险证动量守恒定律”的实验，实 晚少骤如下： 悦移传感墨 怜皮就 口块甲 宣滑块乙 甲 (1)在长木板的左端固定一位移传移器（与计算机连接），并利用结木将长木版的左馏 垫高，将质量为M的滑块甲收置在长木版上，反复调整坐木的位置，直到各雄滑块 甲后，滑块甲希长木板向下做匀速直线运动为止： (2)两整好经木位置后，将滑块甲紧靠位移传感器放置，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的滑块乙（与甲的林质相同，其左侧粉有质量不计 的檬皮泥)相懂并粘在一悬，再一起下带到底端： (3)在上逃过程中，通过位移传暖器在什算机上获得了如图乙所示的+图像，由国檬 可知，碰前滑块甲的速度大小为 ,碰后带块乙的建瘦大小为 (两 空均用图中所始物理量的字母表示) (4)若两滑块碰撞前后功量守恒，则需滑足的表达式为 (用 题干和图中所恰物理量的字每表常)， 12,(9分)2022年10月12日，神异十四号乘相航天员陈冬，对竿和藤相暂进行了天宫课 棠“第三次太空授课。假设刘洋想用如图甲所示装置验证碰撞中的动量守恒，粗硅导 轨水平放置，药光板宽度为90mm,两常块A,B被弹簧（图中未衡出）弹开后，左侧A 滑块通过左侧的光电计时器，记录的档时间为0.040“，右侧B滑块通过右侧的光电 计时署，记承的当光到同为Q00,AB质量未知。霞量的调量是通过舱壁上打开的 个支案彩优的质量测量收完成的。由牛领第二定徐下一ma可知，如果给物体依如 一个已知的力，并两料物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。这就 是动力学测量质量的方法。 (1如图乙所示，服如航天员在A,B博滑块中何亮了+个质量不计的压力传银器，现 让脸度支桌给B滑块一个恒力F,北时压力传感器示数为N,将A,B对挨位置， 给A兹加相同的恒力F,压力传怒墨示致为N:据此可知A、B两滑块的质量之 比mAa 。(用N,N,表示) 企几山山 甲 蹈密在 学科素养周测浮十三)物理第4页（共8页！ (2)在计算机设定的瓦力F作用下，滑块由静止开始遥动，用测量装置能够测量出支果 作用距离x和时间：，从而计算出加速度m(用x,表示)。 (3)若测出左侧A滑块质量为10。g,A带块的动量m1两1的大小为 kg"m/s. 右测B带块质量为150：博滑块质量与速虔的乘积的失量和m1的十知= k解tm/s, (4)对于上述实验，下列说法正确的是 A可以用天平测出A,B滑块的质量 出因导轨相鞋，验正碰罐中的动量守恒，先要平衡摩报力 C这个实验可以估算出弹簧的弹性势能巴，=立m:听十之听 D两滑块的质量与速度乘积的矢量和m:1十m:式中的助.的挥是速度的大小 13,12分)“水刀”减力巨大，几平可以锡任何物体，它是公认的最科学，轻济，环保的请 站工具之一。如图所示为“水小”快速切闲厚石板的场景。已知水刀出水口直径为d, 水从枪口魔出时的速度为，水的密度为P。 (1)求单位时间从枪口喷出的水的质量， ()若水从枪口陵出时的速度大小容=500m/,近距离乐直境射到物体表面，水伦出水 口直径d一Q.3m四。忽略水从枪口黄出后的发胶效应，水喷财到物体表武时违度 在短时间内变为零。由于本柱馆端的水与物体表面相互作用时间很短，因此在分 析水对物体表面的作用力时可忽略这都分水所受的重力，已知水的密度一1,0× 1kg/m,重力加速度g取10m/s,俗其“水刀“对物体表面产生的中击力的大 小。《小数点后保留一位小数) 学科素养周测评（十三）物理第$页（共8夏） 衡水真见 1,《12分)如图所示，魔床运动员与网作用时，通过"曲园燃后用力量网"的动作使白已越 则越高。某次陈时，一个质量知一和k知的聪床运动员，从静止通过“曲陶然后用力 量网”，赠起的最大高度距离水平同面为h,一Q.8m:之后第1次向下幕着网，与网相互 作用后青竖直方向肺回到离水平网面A,=1,8m高处。假设运动员与网接触的时何 均为立一Q8s,从第1次离开水平网面开始，每次运动员与水平博相面作用中清耗的 能量相同，不计空气图力，总略运动员与燕床作用时的能量相失，重力加速度g取 10 m/s', (1)求运动员随起后第1次触网过程中动量的变化量△中， (2)求(1)中运动黄对水平屑面的平均作用力大小F1,。 (3运动员第2次下落后，与网接触又算起的这段时同内，求宋对运动员的冲量大 小。（计算结果可以保周限式） 密程 学科素养周测浮十三》物理第6页（共8页1 2 15.(I8分)如图所示，水平电而上有一高H=04m的水平台面，台而上经直成置颜角 0=3?的粗髓直轨道AB,水平光滑直轨道C.四分之一圆周光滑细测苷道CD和半 图形光拼轨道DE下，它们平滑连接，其中管道CD的半径r=0.1m,园心在O1点，物 道DEFP的半径R=02m.圆心在O1点，O1.D,O和F点均处在同一水平线上。小 滑块从轨道AB上距台面高为A的严点由静止下滑，与静止在轨道BC上等质量的小 球发生弹性碰巍，碰后小球经管道CD,轨道DEF从F点竖直向下运动，与正下方因 定在直杆上的三棱柱G醚擦，壁后速度方向水平向右，大小与碰信相间，最终落在地面 上Q点，已知小浙块与装道AB创的动等擦因登一2面37-Q6,ms37-Q8 (1》若小滑块的初始高度为一1,9m,求小滑块到达B点时速度的大小 (2)若小球能完成整个运动过程，求：的量小值 (3)若小球恰好能过景高点E,且三棱柱G的位餐上下可调，求落地点Q与P点的水 平距离工的最大值工： 学科素养周测评（十三）物理第？页（共8页） 衡水真显密在 学科素养周测评十三)物理第8页（共8页1