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（冀粤辽黑赣桂吉晋豫陕青宁蒙新藏鲁渝甘贵云川皖A版）

2024一2025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0分钟，盖分100分》 一、单项选择题：本器共3小题，每小”10分，共动分。每小题只有一个选项符合日要求。 题号 2 3. 答案 1.如图所承，质量相等的小球A和小车B通过杆和细线相连，置于光滑的本平面上，紧靠小 车右特有一固定挡板，现将小球A拉并到定角度，然后司时放开小球和小车，则〔) A当小球向左摆动时，小车也一定向左运动 我当小球向左拯动时，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,在任题时划，小球和小车在水平方向的动量一定守恒 么光滑水平面上教有一上表而光滑倾角为：的斜而体A,斜而体质量为M,底边长为上： 如图所示。将一爱量为m可祝为质点的滑块B从斜面的度菊由静止释放，补块B经过 时间：南好滑罚斜面底袋，重力加速度大小为：。斯下列说法中正确的是 ( A.滑块下滑过程中支持力对B做正功 五此过程中销面体向左精动的距离为一 C带块B下滑过程中A,B组成的系统动量守恒 D滑块下滑的过程中支持力对B的冲景大小为mg©日 3,如图所示，曲而与足够长的水平地面平滑连接，小球A从曲面上P点由静止滑下，与静 止在水平地面上的小球B发生弹性正耐，由于小球A的质量较小，后会冲上曲面，不 计一切阻力，两小球均栈为质点，下判说法正确的是 () 入程后小球A可能国到P点 且若mn一2旅A,期两小球修碰撞两次 C若m。■4湖a,雨两小球能碰道两次 几若网，一mA,划两小球健硅撞三次 学科素养周测评（十三）物理第1页（共4夏） 衡水真 二，靠项选择愿：本愿共2小题每小题10分，共0分。每小题有多个选项符合题目要求， 班圾 全部选对得10分，选对但不全的得5分，有选错的得0分。 号 姓名 答案 4如图所示，在光滑水平面上，有质量分别为2m和m的A,B两滑块，它们中博兴着一根 得分 处于压缩状态的轻质弹簧，由于被一恨细绳粒着面处干静止状右。当剪断组绳，在两滑 换殿南弹簧之后，下列说法正确的是 《 A.两滑块的动能之比E:E:一1：2 A B降滑块的动量大小之比P%'P。=2:1 C弹簧对两滑块的冲量之比JA:a-1:1 D弹簧到两滑块做功之比Wa:W=1:1 五，一质量为烘的小球A以初违度，与正前方另一小球B发生擅，陵撞过程A,B两球 的：图像如图所求。已知地面光带，测下列说法正确的晶 A.图线P反碱的是碰撞过程中A球的图像 鼠：球的爱量可表示为”。 C.一定存在b一a 几键撞过复中A,B两球的最大弹性势能为化一 2 三、非港择驱：本题共3小题，共50分。 6.(12分)2的22年10月12日，种角十四号乘组懒天员陈冬.刘洋和粗哲进行了-天宫课 堂”第三汰太空授爆。侧设祥洋想用如图甲所常装置险证程植中的动量守恒，相稀导轨 水平敬置，挡光板克度为90mm,A,B两带块被弹簧（图中未面出》第并后，左侧A进 换通过左侧的光电计时器，记录的挡光时同为0,00，右侧B滑块通过右刻的光电计 时器，记录的挡光时间为Q0的，A,B质量末知。质量的测量是通过舱度上打开的一 个支架形状的质量测量假完成的。由牛领第二定律F一m山可如，如果给物体能知一个 已知的力，并海得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 学海量质量的方法， (1)如图乙所示，服如航天员在A,B两滑块中间夹了一个近量不计的压力传感器，现让 舱壁支架给B滑块一个力F,此时压力传感器示数为N,。将A,B对换位置，给 A能加相同的恒力F,压力传感莽示数为N:,据此可知A,B两滑块的质量之比 mAF祸a- 一，（用N.N:表示） 蹈密在 学科素养周测浮十三)物理第2页（共4页1 1A e11多 甲 《2)在计算机设定的板力F作用下，滑块由静止开始运动，用测量装置能够测量出支果 作用距离￥和时河上，从前计茅出知速度e一 《用x,2表示) (3)若测出左销A滑块质量为100g,A滑块的动量m1出的大小为kg·m/ 右钢B滑块质量为150g,两滑块近量与违度的乘积的矢量和程1：十程：： kg m/s. (4》对于上述寞骏，下判说法正跪的是 A可以用天平测出A,:清块的质量 出因导轨粗粒，验证碰撞中的动量守面，先要平衡摩接力 C这个实装可以估算出弹簧的弹性势能三，一名时+日：时 我两滑块的质量与速度柔积的失量和m十m种式中的列购都是速度的大小 7,《18分》“水刀"减力巨大，几乎可以切割任何物体，它是公认的最科学，经济，环保的清洁 T具之一。如图所示为“水刀”快通切阿厚石板的畅登。已知术刀出水口直径为d,水从 枪口喷出时的速度为，水的密度为P。 《1)求单位时间从枪口政出的水的质量 (2)若水从枪口喷出时的速度大小一0的m/s,近距离垂直喷射到物体表面，水枪出本 口直径d-一Q.3mm,氢略水从枪口喷出后的发散效应，水射到物体表山时速度在 姐时间内变为零。由于水桂前端的水与物体表面相立作用时间很复，国此在分析水 对物体表面的作用力时可复略这部分水所受的重力。已知水的密度刀一L0× 10k球/m,重力加速度g取10m/,俗算水刀对物体表面产生的神击力的大小 (小数点后保霸一位小数) IA 学科素养周测评（十三）物理第3页（共4页》 衡水真 8.(20分)如图所示，A、B,C的质量分别为m:=1kg、m:=1.5kg、m,=3kg,轻弹簧的左 端固定在挡板上，C为常径R一2四的一圆红轨道，静止在水平面上。凳用外力使小球 A压媚观贾(A与弹簧不连接)，当弹簧的弹性势雀为E,=50」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发生正碰，小球B到展翼统道底端的距离足够 长，经过一段时间小球：滑上阅弧线道。一切摩擦均可忽略，假设所有的碰撞均为弹性 碰流，重力加速度g取1扣m/分，求 ()小球B能达到的最大高度。 (2》小球B返画图甄轨道底喇时对暖颗道的压力。 《)道过计算分析，小球日能杏第二次遗人同氟轨通。 通密香 学科素养周测评十三)物理第4页（共4页引·物理· tan0==0.75 解得0=37 当0≤≤37时，小滑块能停在直轨道DE上，由 动能定理得 mg[R+2r+2rsin (a-90)]-umgcos 6.x2- mgxa sin 0=0 9 解得x2-3cos0+4sin0 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.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 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 M十m,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mgc0sa,因此支 持力对B的冲量大小不等于mgtcos a,D错误。 3.C【解析】根据能量守恒定律知，碰后小球A 的一部分机械能转移给了B,小球A的机械能 减小，可知小球A不可能返回到P点，A错误； 设第一次碰后小球B的速度大小为B,小球A 参考答案及解析 则小滑块在直轨道DE上克服摩擦力所做的功 W=mg cos8·x2 33.75cos0 解得W= 3cos 0+4sin 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） 的速度大小为yA,则有mAa=一mAUA十 1 mBg,2mA哈=2mA暖十2mBvi,解得A= (mB-mA）o0 mA十mB =2m,若mB=2mA,则 2,0B一mA十mB 有w号< 一。，说明两小球只能碰撞一 次，B错误：结合上述，若mB=4mA,则有UA= 智>，号，可知两小球将再火感接，设第二 次碰后小球B的速度大小为，小球A的速度 为v'A,则有mAUA十mBUB=mAV'A十mBU'B: mi+7m暖-弓m,+m3,解得 1 1 以-需<。=器，两小球能延装两火，C正 确，D错误。 二、多项选择题 4.AC【解析】根据动量守恒定律得0=2mvA m,解得以-受，可知两滑块速度大小之比为 VA:VB=1:2,两滑块的动能之比EM:Ew= (号×2mi)·(（分mui)=1:2,A正确：两滑块 的动量大小之比pA:pB=2mUA:mwB=1:1,B 错误：弹簧对两滑块的冲量之比IA:Ig=△pA: △pB=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。 5.ABD【解析】A与B碰撞过程，对A、B进行受 力分析可知，A球受力方向和速度方向相反，A 的速度应减小，则图线P反映的是A球的情况， 1A 衡水真题密卷 A正确；由动量守恒定律有m心6=m01十mU2= (m十mB)c,得mB= 一m,B正确；由弹性碰 接有2m=之mi+7mi,得 2mvo mB十m 1= m一mB)00,知g一1=Uo,则发生弹性碰 mB十m 撞才有b一a=to,C错误；A、B碰撞过程中速度 相等时两球有最大弹性势能，则有mw。=(m十 1 mB)c,2mo6-2(m十mn)c2+Em,解得Em mvo(vo-c 2 ,D正确。 三、非选择题 6.NN:(2= (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 mg)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mB)a,N2=ma,据此可知A、B两 滑块的质量之比mA:mg=N::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 2x x和时间t,由x=2at计算出加速度a- t2 (3)规定向左为正方向，左侧A滑块的速度为 4=9X10 0.040 m/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=- 9×10-4 0.060m/s= -0.15m/s,则B滑块的动量m2v2=0.150kg× (-0.15)m/s=-0.0225kg·m/s,因为m101 和m22等大、反向，则两滑块质量与速度的乘积 的矢量和m101十m202=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 1 以估算出弹簧的弹性势能E,=2m1明十 2m20,故C正确；两滑块的质量与速度乘积的 关量和m11十m22式中的1、2都是速度的大 1A 学科素养周测评 小和方向，故D错误。 7.(1)2wrd (2)17.7N 4 【解析】(1)根据题意可知△时间内从枪口喷出 水的质量为 m=pm△S=wrd2A 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 4m=rd“4 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-△7u 解得F=四d≈17.7N 4 &.(1)2m(2)63N,方向竖直向下(3)不能 【解析】(1)设碰前小球A的速度为v0,从释放小 球A到小球A与弹簧分离的过程，由能量守恒 定律得 E,=2m16 解得v-10m/s A、B碰撞的过程，A、B组成的系统机械能守恒、 动量守恒，设A、B碰撞后的速度分别为口1、vg, 则有 m1vo=m1v1十m2v2 mo时-2m时+2m:时 1 联立解得v1=-2m/s,v2=8m/s 小球B与圆弧轨道在水平方向上共速时上升的 高度最高，设共同的速度为v,小球B与圆孤轨 道组成的系统在水平方向上动量守恒，有 m2v2=(m2十ma)v3 小球B与圆孤轨道组成的系统能量守恒，有 1 2m:暖-2m:十m,加i+m,gh 8 32 解得=3m/s,h=污m (2)设小球B返回圆弧轨道底端时小球B与圈孤 轨道的速度分别①4、5，由动量守恒定律和能量 ·物理· 能守恒定律可得 m202=m2U4十m3Us m:时-m:d+2m, 1 1. 8 16 联立解得v=一3m/s,= 3 m/s 在圆弧轨道底端对小球B由牛顿第二定律有 （01-v5)2 FN一mzg=m2R 解得FN=63N 根据牛顿第三定律得F属=FN=63N,方向竖直 向下 (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，根据能 2024一2025学年度学科素养周测评 一、单项选择题 1.C【解析】男孩和木箱组成的系统动能增大，由 人体生物能转化为系统机械能，机械能不守恒，A 错误；男孩、小车与木箱组成的系统所受合外力为 零，系统动量守恒，所以男孩、小车与木箱三者组成 的系统动量守恒，B错误，C正确；由动量定理可 知，合外力的冲量等于动量的变化量，所以小孩推 力的冲量等于木箱的动量的变化量，D错误。 2.D【解析】由图像知，C与A碰前速度为1 9m/s,碰后速度为v2=3m/s,C与A碰撞过程 动量守恒，以C的初速度方向为正方向，由动量 守恒定律有mc1=(mA十mc)2,解得mc= 1kg,A错误：A、C粘在一起速度变为0时，弹簧的 弹性势能最大，为E,=2(m十mc)=135J,B 错误；由图像知，12s末A和C的速度为v3 一3m/s,48到12s过程中墙壁对物体B的冲 量大小等于弹簧对物块B的冲量大小，也等于弹 簧对A和C整体的冲量大小，墙壁对B的冲量 为I=(mA十mc)3一(mA十mc)v2,解得I= 一18N·s,方向向左，C错误；物块B刚离开墙 壁时，由机械能守恒定律可得，A、C一起向左运 动的速度大小为3m/s,物块B离开墙壁后，系 统动量守恒、机械能守恒，当弹簧再次恢复原长时， 参考答案及解析 量守恒定律，小球A与弹簧分离后的速度大小为 v=2 m/s, 经过一段时间，小球A与小球B发生第二次碰 撞，设碰后小球A和小球B的速度分别为 U1、U8, 根据动量守恒定律和能量守恒定律得 m10s十m2v:=m1v,十m2va 1 1 1 1 2m好+2m:i=2m1听+2m:明 16 联立解得v,=一3.6m/s,u=15m/s 因为g<s,所以小球B不能第二次进入圆孤 轨道。 十四)物理·碰撞与动量守恒（二） 物块B的速度最大，则有(mA十mc)=(mA十 1 1 mc)+mBg,2(mA十mc）号=2(mA+ 1 mc)u+2msi,代入数据解得va=一3.6m/s, 物块B的最大速度为3.6m/s,D正确。 3.D【解析】小球A下落过程中机械能守恒，有 mgL=2mu,解得v=√2g工，小球A与物块 B发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守 位定律可得m,=mvA十mwB,立mu哈= mi十7mi,解得碰后A,B的速度分别为 1 tA=0,vB=va=√2gL,可知碰撞后A、B交换 速度，小球A碰撞后静止，B的速度为√2gL,A、 B错误；对B、C组成的系统分析可知，水平方向 不受外力，则动量守恒，有mwB=(M十m)口，解 =mWa=m√2g,根据能量守恒定律 得v=M+mM+m 可知，摩擦热为Q-名mi-号(M+m)n 1 mgL,C错误：摩擦热为Q=mgl,式中l为板 M+m 长，者B给好清离C,则有 =amgl,解得 1A