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75分钟，总分100分》 一、选择题：本题共10小愿，共杯分，在每小题给出的四个选项中，第1一7题只有一项行 合题日要求，每小题4分：第8一10题有多项符合题日要求，每小整6分，全部选对的得 6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 题号1名345 678910 答案 1,如图所示，质量相等的小球A和小车B通过杆和耀线相连，置于光滑的水平而上，紧掌小 车右南有一固定挡版，现将小球A拉开到一定角定，然后司时放开小球和小车，喇() A当小球向左摆幼时，小车也一定向左运动 B当小球向左暴动时，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.在任意时朝，小球和小车在水平方向的动量一定守恒 2,一个质量为m=1kg的小球从方=5m的高处自由下落到沙抗中，小球自静止下落到陷 至沙坑最低点轻历的时何1一11，重力加速度g取0m/,则沙子对小球平均作用 力的大小为 AH10N &2290N CIIN D.22N 3,一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间：变化的 图线图所示，则 FN 1主 A1秒末物块的速率为2m/ B3秒末物块的动量大小为3kg·四/s C前4秒内物块的运动方向发生了改变 D4秒末物块的速度为零 学科素养周测评（十三）物理第1页（共8页） 衡水真 .恨股一质量为两的白两算经直向上运功到最高点时，爆炸成两部分，屡炸后解时质量为 班圾 m1部分的动能为E妇，星，时同极短可氢略不计，不计爆阵过程中的质量捐失，则该白 磷弹屡炸后最时的总动能为 4”16 B 2mEu 姓名 mm与 因一想， 进一想 02m一w门 5,研-的隐那战斗机的矢量发动机喷口可向不月方向转动以产生不间方向的雄力。已如 得分 发动机喷口面积为S,喷射气体的密度为，产生的推力为F,则发动机育射气体的速皮 太小为 N小 c 品.如图所示，三判完余相同的平板小车证，b、c成一直线排列，静止在光滑水早底上，有一 小孩从c车桃到5车上，接着又立即从易车跳到▣车上，小孩跳离：车和6车时对地的 水平蒸度相同，能桃到：车上相对α车保特静止，此后 A.8,b两车运动魂率相等 且@、c两车运动速米相等 定安安 d C三婀车的速率关系，0，心 Da、c两车运功方向相同 ?,如图所示，商面与足够长的水平地面平滑连装，小球A从周面上P点由静止滑下，与静 止在水平地面上的小球B爱生弹生正碰，由于小球A的质量较小，极后会神上曲面，不 计一切阻力，两小球均视为质点，下列说法正确的是 A碳后小球A可能回到P点 且若知。一2m4,财两小球捷硅擅两次 C.若me一4mA,辉两小球传碳撞两次 D若丽a一4网A,期两小球能藏撞三次 B.如图所示，在光滑水平面上，有质量分料为2m和丽的A、B两滑块，它们中间夹着一根 处于压笔状态的轻质弹簧，由于被一根细绳拉着面处于着止状态。当剪断细绳，在两滑 块题离弹簧之后，下列说法正确的是 A.两滑块的动能之比E,1Eu-1:2 衣 B两滑块的动量大小之比P·Pa-2:1 C,弹簧对两滑块的冲量之比」。。=1·1 D弹簧对两滑块做功之比Wa:W一11 密在 学科素养周测浮（十三》物理第2页（共8页引 1 9.如图所示，爱量为m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。质量为m的子以大小为种的初速度射人木块，子用划人木块后未穿出术 块，且木块价好汉有带离木板。木块与木板间的动厚擦因数为严，重力加违度大小为g: 千弹与木块均栈为质点，不计子弹射人木块的时何。下列说法正确的是() 入，予弹射人木扶过程，子弹和木块组成的系统动量守恒，机械能不守恒 五千弹射人木块后二着的共同速度为一 C木板长度为g 几木块在木板上清行时同是 1.在光带水平面上，A,B两个物体在间一直线上滑月一方向运动，A的动量为18g·m/s, B的动量为24kg·m/s。A从后面道上B,它们相五作用一段时闻后，B的动量增大 为32kg·m/s,方向不变，下列说法正确的是 A若此过程为弹性碰撞，则两物体的霞量之比为=】 x 2 五若此过程为非弹性醋撞，则两物体的质量之比时能为一子 8 仁若此过程为弹性撞，则两物体的质量之此为▲一 B若武过程为丰列性醒道，测两物体的质最之此可能为一一器 二，非选择题：本题共5小题，共54分。 11.8分)某实验小组的同学设计了如图甲新示的装置敏“酸证动量守恒定律”的实验，实 验步录知下： 危序店感容 金潘块甲 橡皮昆 窗希块乙 垫表 长本 甲 (1)在长木板的左端固定一位移传感器（与计算机连接），并利用终木将长术板的左器 结高，将爱量为M的滑换甲放置在长术板上，反复调整想木的位置，直到轻推滑块 甲后，滑块甲沿长木板向下敏匀遮直线运动为止： 学科熏养周测评（十三）物理第3面（共8页} 衡水真见 (2)周整好垫木位置后，将滑块甲繁常位移传感器放置，然后轻挥滑块甲，滑块甲向下 运动，与静止在P点的霞量为m的骨换乙（与甲的从质相同，其左侧粘有质量不计 的橡皮泥)相懂并粘在一起，男一起下带到底端： (3)在上途过程中，通过位移传感蓉在计算规上状得了如图乙质示的，，图像，由图檬 可知，碰前滑玫甲的速度大小为 ,碰后帝块乙的速搜大小为 《两 空均用图中所始物理量的学每表示) (4若两滑欢碰植前后动量守恒，期需调足的表达式为 (用 题于和图中所给物理量的字母表示)。 12,(8分)2022年10月12日，神舟十四号和相航天员陈冬、刘洋和蔡旭皙进行了*天宫课 堂”第三次太空授课。假设刘洋想用如图甲所示装置险正碰撞中的动量守恒，粗髓导 轨水平放置，挡光板宽度为气0mm,两带块A,B被弹簧（图中未商出）弹开后，左侧A 骨块通过左的光电计时器，记豪的档光时可为Q.D4D,右制B带块通过右侧的光电 计时器，记录的光时阿为Q060%A,B质量木如。质量的测量是短过舱壁上打开的 一个支帮形状的质量海量仅完成的。由牛钡第二定律F一m阳可知，如果杂物体能加 一个已知的力，并测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 是动力学离量质量的方法。 (们)如图乙所示，假如航天员在A,B可滑块中同夹了一个质量不计的压力传感器，现 让舱璧支架恰B滑块一个恒力F,北时辰力传感#示数为N,。将A、B对换位置， 给A施如相同的恒力F,压力传感器示数为N:。据此可知A,B两带块的质量之 比m么提n一 .(用N1N3表示) e山 (2)在计算机设定的恒力下作用下，滑块由静止开始运动，用测量装置能够测量出支刺 作用距南x和时间：，从面计算出加速度a一 (用x1表示). (3)若测出左间A滑块质量为100g,A滑块的动量测1，的大小为 kg.m/s. 右侧B滑块妩量为150g,两滑块质量与魂度的乘积的矢量和m1十m: kgm/s ()对于上述实验，下列说法正确的是 A可以用天平测出A,B滑块的历量 且因导轨粗整，验证撞中的时量守恒，先菱平衡学擦力 C这个实验可以估算出弹簧的弹性势能E,一2m1叫十2m:吗 D两济块的质量与速皮果积的矢量和m1,十m式中的：都是速度的大小 密在 学科素养周测浮十三》物理第4页（共8页1 13.(0分)“水力"威力巨大，几平可以切刚任句物体，它是公认的最科学、经济，环保的清 结工具之一。知图所示为“水刀“快速切割厚石板的场景，已知水刀出水口直径为。 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， (2)若水从枪口陵出时的速度大小=500m/:近E离蛋直境射到物体表而，水忙出水 口直径d=Q3mm。忽路水从怆口喷出后的发酸效应，水魔射到物体表而时违度 在复时间内变为零。由于水柱前端的水与物体表面相互作用时同很短，因此在分 析水对物体表面的作用力时可如略这部分水所受的重力。已知水的密度=1，DX 10kg/m,重力加速度g取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) 学科素养周测评（十三）物理第$页（共8夏） 衡水真显 1,(13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 随越高。某次酒练时，一个质量四=和kg的酸床运动员，从静止通试“他呢然后用力 置网”，题感的最大高度距离水平网面为本，=08m,之后第1次向下落着网，与网相互 指用后沿竖直方向随同到离水平网面A:=1,8m高处。假夜运动员与网接触的时间 均为山=08，从环1次离开水平网而开始，每次运动员与水平网相互作用中精托的 能量相同，不计空气阻力，忽略运动员与确床作川时的能量损失，重力加通度g取 10m/. (1)求运动莫蹦显后第1次触网过程中动量的变化量△单 (2)求(1)中运动员对水平屑面的平均作用力大小F. ()运动员第2次下落后，与网接触又弹起的这段时何内，求则床对运动员的冲量大 小，（计算结果可以保图限式） 密程 学科素养周测浮十三》物理第6页（共8页1 1 15.(17分)知图所示，A,B,C的质量分别为m-1g:=15k3m1一3起，轻弹簧的 左端固定在挡板上，C为半轻R一2四的，圆气轨道，静止在水平国上，现用外力使小 球A压缩弹簧(A与弹簧不连接).当弹簧的弹性势健为E,=0」时由静止释枝小球 A,小球A与弹簧分离后与静止的小球B发生正碰，小球B到圆顶轨道底端的距离是 够长，经过一段时间小球B滑上阅弧航道，一切摩藤均可忽略，限设所有的碰撞均为弹 性经撞，重力加速度g取0m/,。求： (1)小缘B能达到的最大高虔： (2)小球B返回到尾轨道底端时对圆航道的压力： (3)通过计算分析，小球B能否第二次进人阅预轨道。 学科素养周测评（十三）物理第7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衡水真题密卷 当0≤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)]-pmg cos 0.xz- mgxz sin =0 解得工2=3cos0+4sin0 则小滑块在直轨道DE上克服摩擦力所做的功 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、B、D错误。 2.A【解析】取竖直向上为正方向，小球从静止开 h=1s,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=t t1=0.1s,对全程由动量定理有Ft2一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=mw1,解得1秒末 物块的造率为-层-2空/5=1A错 误；F1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p3= 2X2kg·m/s-1X1kg·m/s=3kg·m/s,B正 确：根据动量定理可知，1=4s时物块的动量大小为 p,=2X2kg·m/s-1X2kg·m/s=2kg·m/s,则 =4s时物块的速度为4=P=1m/s,所以前 4移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】设爆炸后眸时质量为m1部分的速度 大小为℃1，另一郎分的质量为(m一m:),速度大 小为2，根据动量守恒定律可得m11=(m一 学科素养周测评 W=mg cos0·x2 解得W 33.75cos0 3cos 0+4sin 0 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） mm又E=之mi,Ea=号m-m,该 白磷弹爆炸后瞬时的总动能为E=Ea十E2, 联立解得E运=mE,C正确. m一n1 5.A【解析】设发动机向后喷射气体的速度为o, 以发动机时间：内喷出的气体为研究对象，由动 量定理得F=S0,解得oS,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，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Mu。十mu= 0,mo=Mu十u,mu=(M+m)a,所以v:= ,w=0M,即>0，>，并且 m 与va方向相反，A、BD错误，C正确。 7.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的 速度大小为vA,则有mAv0=一mAUA十m#B: 1 2m46- 1 乞mAi十乞m80i,解得A一 (mB-mA)v mA十mB 2nA0,若mB=2mA,则 ,wB=mA十mg' 有，-号<。号，说明丙小球只能延撞一 次，B错误；结合上述，若mB=4mA,则有tA= 智>，智，可知两小球清秀次硅施，设第二 次碰后小球B的速度大小为，小球A的速度 ·物理· 为'A,则有mAA十mBUB=mA'A十mB'B, 之n,暖+号m暖=7m4+号mi,解得 1 听-岩<-密两小球危难楼两大，C工 确，D错误。 8.AC【解析】根据动量守恒定律得0=2m℃A一 m,解得=受，可知两滑块逢度大小之比为 vAB=1:2,两滑块的动能之比E4:Es (（侵×2m)小：（分mi)=1:2,A正确：两滑块 的动量大小之比pA:PB=2m℃A:mvB=1:1,B 错误；弹簧对两滑块的冲量之比IA:I:=△pA: △pB一1：1，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， 系統统机械能不守恒，A正确：对子弹和木块组成 的系统，根据动量守恒定律可得mv。=(m十 3m)01,解得子弹射入木块后二者的共同速度 一宁，B错误：木换怡好未滑高木板，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十3m)o1=(m+3m十4m)v2,解得v2= 8,木块在木板上滑行时的加速度日 m+3mg=g,木块在木板上滑行时间为 m十3m 1=二=0，木板长度为L=x我一x a84g1 ,C、D正确。 10.AB【解析】碰前，有4>E,解得mA<卫A= mA mB 'mB PB 至，A庭B过程中，有PA十Pa=P十Pm i+品≥%+，解得mA≤行， 2mA 2mB 2mA 2mB mgS2,碰后， 有<二是除上可得品<≤ mA ma 2,若为弹性碰撞，则两物体的质量之比为 m日一2，A正确，C错误；若为非弹性碰拉，则两 mA1 参考答案及解析 的水的质量之比为品<<合B三病.D 错误。 二、非选择题 11.(3)4552 (4)M是=(m十M03二 t1 t3-tz t3一12 【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 滑块甲的碰前连度)一，清块甲、乙难后粘在 一起微匀速直线运动，t2~t1段图线的斜率为碰 后清尖甲，乙价选度名号 (4)滑块甲和滑块乙碰前的总动量为p1= M,碰后的总动量为p=(m十M)二，故 t t3一t2 两滑块碰撞前后验证动量守恒定律的表达式为 M=(m+M-二 ta-tz 12.DN:N,2号 (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 mH)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=mga,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 离王和时间1，由工=号a计算出加递度 2x a= (3)规定向左为正方向，左侧A滑块的速度为 9×101 v1=0.040 m/s=0.225m/s,则A滑块的动量 m1=0.1kg×0.225m/s=0.0225kg·m/s, 右侧B滑块的速度为v2= 9X10-3 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m1v 和m20:等大、反向，则两滑块质量与速度的乘 积的矢量和m1v1十m2v2=0, (4)在空间站中所有以重力为工作原理的都不 衡水真题密卷 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。=2m1十 之m2i,故C正确；两滑块的质量与速度乘积的 失量和m1U1十m202式中的v1、U2都是速度的 大小和方向，故D错误。 13.(1)wrd 4 (2)17.7N 【解析】(1)根据题意可知△1时间内从枪口喷 出水的质量为 m=pm△S=wrd△ 则单位时间内从枪口喻出水的质量为 mo=Pund? 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=wrd24 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-△nu 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 1,有 vi=2gh 解得u1=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-(-mv1)=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 (F1一mg)△=△p 学科素养周测评 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 (h:-h)=500 J 运动员两次提供的能量 2E=mg(h一h1） 解得ha=2.8m 由v3=2gha 得v3=√2ghs=2√/14m/s 以竖直向上为正方向，由动量定理得 I-mg△=mwa-（一m2） 解得I-100(7+√14)N·s。 15,(1号m2)63N,方向竖直向下（③）不能 【解析】(1)设碰前小球A的速度为v。,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 1 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1、 v2,则有 n1o=m11十mU红 mud-mi+m时 1 1 联立解得v1=-2m/s,=8m/s 小球B与圆孤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，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m3) 小球B与圆孤轨道组成的系统能量守恒，有 1 2m:时=m:+myi+m,gh 8 32 解得u,=3m/s,h=5m (2)设小球B返回國孤轨道底端时小球B与圆 孤轨道的速度分别4,5，由动量守恒定律和能 量能守恒定律可得 m2v2=m2U4十m3Us 1 1 2m=2mw十2m ·物理· 16 联立解得04=一3m/s,us=3m/s 在圆孤轨道底端对小球B由牛顿第二定律有 FN一m2g=m2 (v4-v5)2 R 解得FN=63N 根据牛顿第三定律得Fs=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= 一2m/s的速度向左运动，再次压缩弹簧，根据 能量守恒定律，小球A与弹簧分离后的速度大 小为6=2m/s, 2024一2025学年度学科素养周测评 一、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.C【解析】由图像可知，物块B的初速度为v。= 1.2m/s,t=1s时，物块A、B的共同速度大小 为o=1.0m/s,由动量守恒定律可得mag (mA十mB),解得mg=5mA,A错误；0~1s内， 弹簧对A的冲量方向水平向右，弹簧对B的冲 量方向水平向左，所以弹簧对A、B的冲量不相 同，B错误：t=1s时，物块A、B有共同递度，弹 簧最短，弹簧的弹性势能最大，C正确：t=2s时， A的动量pA=mAtA,B的动量pB=mg0H,由图 像可知vA=2.0m/s,vg=0.8m/s,又mB 5mA,所以A的动量比B的小，D错误。 3.A【解析】小球以初速度。滑上圆弧轨道，小 球与圆孤轨道产生相互作用，因此小球从滑上圆 孤轨道到飞离圆孤轨道的过程中系统机械能守 恒，且小球与圆孤轨道组成的系统在水平方向动 量守恒，所以小球离开C点时水平速度与圆孤轨 道相同，另有竖直向上的分速度，所以小球离开 参考答案及解析 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 U7、U81 根据动量守恒定律和能量守恒定律得 m1U6十m2t4=m1U,十m208 1 1 16 联立解得，=一3.6m/s,us=5m/s 因为Vg<5,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） C,点后做斜抛运动，A错误，B正确：固为小球离 开圆孤轨道做斜抛运动时水平速度与圆孤轨道 相同，所以小球还能落到圆孤轨道上，最后相对 圆孤轨道向左运动到水平面上，设小球从左侧离 开圆孤轨道时其速度为，圆孤轨道的速度为《， 1 1 则有moo=mw+3mu,豆mo5=豆mv2+2 1 1 3mw,联立解得u=20o0=一2o,即小球离 开圆孤轨道再次回到水平面上时速度方向向左， C,D正确。 4.C【解析】取水平向右为正方向，根据动量守恒 定律可得Mo一mu=Mu1+0,解得1= 3.75m/s,A错误；由于系统总动量方向向右，则 小木块A先向左减速至零，后向右加速，最终与 长木板以共同速度向右做匀速运动，设共同速度为 v2,根据动量守恒定律可得Mun一mU=(M十 m)v2,解得v2=3m/s,B错误，C正确：小木块与 长木板共速时，根据能量守恒定律有mgL。= 名cM+m加i-名M+mdi,解得L,=8m,由 于A始终没有滑离B,则长木板的长度必须大于 或等于8m,D错误。 5.C【解析】对A、B组成的系统，水平方向动量 守恒，从A球释放到A球摆到最低，点过程中，取 水平向左为正方向，由水平方向动量守恒得