周测评(十三)碰撞与动量守恒(一)-【衡水真题密卷】2026年高三物理学科素养周测评（福建专版）

永不放弃，最终成功的人舍不得放弃 2025一2026学年度学科素养周测评（十三） 4.如图所示，叠放在一起的a,b两物块从距地面一定高度处由静止下落，经碰撞后物块b 班级 静止在地面上。不考虑空气阻力的影响，b与地面仅碰撞一次，假定所有的碰撞均为弹 卺题 物理·碰撞与动量守恒（一） 性碰撞，则 马。( A.下落过程中物块a、b间存在弹力作用 姓名 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 B.物块b的质量是a的2倍 一、单项选择题：本题共4小题，每小题8分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有 C.物块a能反弹的最大高度是其初始下落高度的5倍 一项是符合题目要求的。 D.物块a反弹的速度是物块b落地速度的2倍 得分 题号 1 2 3 二、多项选择题：本题共2小题，每小题10分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求， 全部选对的得10分，选对但不全的得5分，有选错的得0分。 答案 题号 6 1,如图所示，体重相同的甲、乙两同学静止在光滑水平面上玩抛接球游戏。第一次，甲同 学把一个充气的大乳胶气球，以某一速度水平投向乙，乙接住。第二次，放掉部分气体 答案 后气球的体积和质量均变小，甲同学再把气球以相同的速度投向乙，乙接住。下列说法 5.如图所示，三个小孩分别坐在三辆碰碰车（可视为质点）上，任意一个小孩加上自己的碰 正确的是 碰车后的总质量均为m,三辆碰碰车在一光滑水平面上排成一直线，且初始时彼此隔开 A.第一次接球后，乙的速度比甲大 相等的距离。初动能为E。的碰碰车1向右运动，依次与两辆静止的碰碰车2、3发生碰 B.第二次接球后，乙的速度比甲大 撞，碰撞时间很短且碰后连为一体，最后这三辆车粘成一个整体成为一辆“小火车”。下 C.乙接球的过程，第一次球的动量变化量较大 列说法正确的是 D.乙接球的过程，第二次球的动量变化量较大 2.“再生制动”指车辆靠惯性滑行时带动发电机发电，将部分动能转化为电能储存在电池 中。某质量为m的汽电混动汽车以速度v:(1>。)在平直路面上匀速行驶，该汽车设 定为速度大于。时选择再生制动，速度小于等于。时选择机械制动，再生制动阶段阻 力大小与速度大小成正比，即∫=k,机械制动阶段阻力大小恒为车重的以倍，重力加 A.三辆碰碰车整体最后的动能等于E, 速度为g。则从某一时刻开始制动直到停下，汽车运动的位移大小为 () B.碰碰车1运动到2的时间与2运动到3的时间之比为2：3 A.mm+呢 B.mu1—mv十6 C.碰碰车第一次磁撞时损失的机械能和第二次碰撞时损失的机械能之比为3：1 2k 2μg k 24g D,碰碰车第一次碰撞时损失的机械能和第二次碰撞时损失的机械能之比为3：2 Cmwi-mui话 D.mi-mu店话 6.有一固定四槽底面光滑，在四槽正中间放置甲、乙两小球，它们质量分别为m和3，现 22g k一十2g 使甲球获得水平向右的瞬时速度。，与静止的乙球发生弹性碰撞，假设甲、乙每次与凹 3.如图，在水平地面上固定一圆环，圆环内壁光滑，圆环内嵌着A、B两个大小相同的小球 槽侧壁碰撞均为完全弹性碰撞，凹槽内壁间距为(，两小球均可视为质点，下列说法正确 它们的质量分别是mA、m,且mA>m,小球的直径略小于圆环的孔径且它们之间的摩 的是 () 擦忽略不计，圆环的内半径远大于球的半径，初始时B球处于静止状态，A球以一定初 速度撞击B球，A、B两个球在a点发生弹性碰撞，一段时间后，A、B两个球在b点发生 第二次弹性碰撞，a,b两点与圆环圆心的连线夹角为120°，则mA:m为() 777777117777 777777777777777727 A.甲，乙两球第一次碰撞后，两球速度大小相等 B.甲、乙两球第二次碰撞的位置在凹槽正中间 120 C.甲、乙两球与凹槽侧壁碰撞均为完全弹性碰撞，说明侧壁对两球的冲量大小相等 A.211 B.31 C.4:1 D.5t1 D,甲、乙两球在四槽内的运动均有周期性，周期为。 学科素养周测评（十三）物理第1页（共4页） 真题密卷 学科素养周测评（十三）物理第2页（共4页） 2 三、非选择题：共48分，其中7为填空题，8为实验题，9、10为计算题。 9.(12分)生活中常用高压水枪清洗汽车，当高速水流射向物体，会对物体表面产生冲击 7.(8分)2024年2月5日，在斯诺克德国大师赛决赛中，特鲁姆普以10一5战胜斯住辉获 力，从而实现洗去污垢的效果。如图所示为利用水枪洗车的简化示意图。已知水枪喷 得冠军，如图甲所示。特鲁姆普某次用白球击打静止的蓝球，两球碰后沿同一直线运 水口的横截面积为S,水的密度为P,不计流体内部的黏滞力。假设水流垂直打到车身 动，简易图如图乙所示，蓝球经t=0.6s的时间向前运动x1=0.36m刚好（速度为0）落 表面后不反弹，测得水枪管口单位时间内喷出水流体积为Q。 入袋中，而白球沿同一方向运动x?=0.16m停止运动，已知两球的质量均为m,碰后以 (1)求水枪喷水口喷出水流的速度大小v。 相同的加速度做匀变速直线运动，假设两球碰撞的时间极短且发生正碰（内力远大于外 (2)高压水枪通过动力装置将水由静止加速喷出，求喷水时动力装置的输出功率P至少 力)，则碰后蓝球与白球的速度之比为 ,该碰撞为 (填“弹性” 有多大。 或“非弹性”)碰撞。 (3)清洗车身时，汽车静止不动，忽略水流喷出后在竖直方向的运动。计算水流对车身 表面的平均作用力的大小F。 水流围 () 777777777777777 8.(10分)某中学物理兴趣小组利用图甲所示的装置研究小球的正碰。正确安装装置并调 试后，先让小球A从斜槽轨道上滚下（不放小球B),拍摄小球A平抛过程的频闪照片， 如图乙所示：然后把小球B放在斜槽轨道末端，再让小球A从轨道上滚下，两个小球碰 撞后，拍摄小球A,B平抛过程的频闪照片，如图丙所示。频闪时间间隔不变。 10.(18分)如图所示，左右高度均为2L的“U”形槽竖直在光滑水平地面上，槽内固定有一 高为L的长方体木框P,木框右边EF与“U”形槽右壁CD间的距离是L。一只质量 为m的灵活小猴（可视为质点）从“U”形槽左壁AB的最高点A水平跳出，恰能过木框 P的边缘E落在“U”形槽底D点，不计一切阻力，已知“U”形槽（含木框）总质量为 M,重力加速度为g。 (1)为了保证实验的效果，以下做法不需要的是 (1)求小猴从木框边缘E到“U”形槽底D点的时间。 A,斜槽轨道各处必须光滑 (2)求小猴落人“U”形槽前，“U”形槽获得的速度大小。 B.每次小球A应从斜槽轨道上同一位置由静止释放 (3)若小猴在A点以不同大小、与水平方向成不同角度的初速度起跳，小猴都有可能刚 C.小球A的质量大于小球B的质量 好从“U”型槽右壁最高点C点离开。求小猴起跳过程中对“U”形槽和小猴组成的 D,小球A的半径等于小球B的半径 系统做的最小功。 (2)若两小球碰撞过程动量守恒，则两小球的质量之比mA:m= (3)若图乙和图丙中背景小方格的边长均为L,重力加速度为g,则小球A与B碰撞前 的速度可表示为（用L、g表示）。 (4)碰撞后两物体的分高速度（知：一）与碰撞前两球的接近速度(1一：)成正比，比值 由两球的材料性质决定，即。一二，通常把。叫做恢复系数。请同学们计算本实 U1一1 验中两球的恢复系数e= (结果保留两位有效数字)。 2 学科素养周测评（十三）物理第3页（共4页） 真题密卷 学科素养周测评（十三）物理第4页（共4页）·物理· 参考答案及解析 2025一2026学年度学科素养周测评（十三）】 物理·碰撞与动量守恒（一） 一、单项选择题 4.D【解析】由于不受空气阻力作用，两物块均在空 1.C【解析】取水平向右为正方向，设甲、乙的质量均为 中做自由落体运动，两物块之间不存在相互作用 M,第一次抛出球的质量为m1,速度为v,则甲抛出球 的弹力，A错误：两物块落地瞬间的速度大小为 时，0=Mp1十m1v,乙接住球时，m1v=(M十m1)元1， 0,物块b落地后与地面发生弹性碰撞，以初速度 可知Y甲1>V21,即第一次接球后，乙的速度比甲小，A v。反弹且与物块a发生弹性碰撞，设碰撞后瞬间 错误；第二次抛球时设球的质量m2,则m2<m1,同理 物块a的速度为0，以竖直向上为正方向，则由动 可知甲抛出球时，M甲2=m20,乙接住球时，0=m2v十 量守恒定律可得mbo0一mao=mav,由机械能守 (M十m2)UL2,可知0甲2>v22,即第二次接球后，乙的 1 速度比甲小，B错误；乙接球的过程，第一次球的动量变 征定徐可得行时+了m话=m,解得m 十化笔大小A的，=m一m8u一，系二次球的 3ma,v=2vo,B错误，D正确；以整个过程为研究 对象，设初始下落高度为h,a反弹的高度为h',则 Mm2v 动量变化量大小△p2=m2u一mu2一M+m 有(m。十mb)gh=magh',解得h'=4h,C错误。 ,可知 二、多项选择题 △p1>△p2,则第一次球的动量变化量较大，C正确，D 5.AC【解析】由系统动量守恒可得mv。=3mv,其 错误。 1 2.B【解析】设汽电混动汽车再生制动阶段运动的 中E。=2mu品，则三辆碰碰车整体最后的动能 位移为x1,由动量定理得一∫△t=m△v,又∫= 1 1 kv,即一kv△t=△v,所以在再生制动阶段有 Ek=2X3mu2=3E,A正确；设相邻两车间的 3 x1=m-mu1,解得c1=n(o1一) ,在机械 距离为x,碰碰车1运动到2的时间t1=工，依题 k 制动阶段，汽电混动汽车做匀减速运动，由牛顿第 意，碰碰车1与静止的碰碰车2碰撞过程动量守 二定律可得f'-ma,又f'-mg,解得a-g,设匀 恒，有m00-2mv12,则碰碰车2运动到3的时间 减速运动的位移为x2,由运动学公式得工一a t2=卫=2x, n=。,可得t:t红=1：2，B错误；碰碰车 i 第一次碰掖时损失的机梳能△E,=m-)X 1 ,所以汽电混动汽车从刹车到停止的位移x= 2μg x1十2=m(o1-w)+ 1 2m0ia=4mu6,第二次碰撞时损失的机械能 k 2gB正确。 3,A【解析】两球发生弹性碰撞，设碰后速度分别为 AE,=名×2mai-号×3mw3=bmi,可得 VAB,则根据动量守恒和机械能守恒有mAUo= △E1:△E2=3:1,C正确；D错误。 1 2A。2,。2系一。2A0员士2nB心塔，送立解 6.ABD【解析】设甲球质量为m1,乙球质量为m2,取 甲球初速度，的方向为正方向，因发生的是弹性碰 mAmB 得OA一mA十m 2mA00,第二次碰撞发 Bo0,UB=mA十mB 撞，碰撞前后系统动量守恒、能量守恒，有m10= 生在题图中的b,点，则从第一次碰撞到第二次碰撞之 m十m2m,i=m,oi+m时，联主解 间，有=（兮+=0,1,2，…），w 得甲、乙两球的速度分别为1= (m1-m2)v0= m1+m2 (停十便=01,2…)，故AB通过的路程之比 1 2m10=1, 为计资-01,2…，则布--计 20一m1十m=2。,A正确；故第一次碰撞 0阳2正B4+36(k=0, 后，两球从中间往两侧壁等速匀速运动，并等速反 12联主解得-牛能-01,2，由于 弹，两球恰好在凹槽中间发生第二次碰撞，B正确； 根据I=mu,因为甲、乙两小球质量不等，侧壁对两 球的冲量大小不相等，C错误；仍以向右为正方向， 两质量均为正数，故k=0,即 B=,A正确。 当甲、乙两球发生第二次碰撞时，碰撞前甲球速度 2 真题密卷 学科素养周测评 时-日，乙球逢度时=一日，难接前后系统动 过程动量守恒，有mAO0=mAVA十mBB,解得 mA mB=2:1 量守恒、能量守恒，有m11十m22=m11十 5L m砖侧的+了略-m十了略，解得 1 1 (3)由题图可得2L=gT,碰前A的速度0。= 5 1”=一0,02"=0，两球第二次碰撞后，甲球以速 2V2gL 度大小向左运动，再与侧壁碰撞后等速反弹，再回到 5L 凹槽中间与乙球相碰，刚好回到初始状态，故周期为 (4)碰前两球的速度分别为1=下，02=0，碰后 2L T=22+2 23L 两球的速度分别为，。=丁，本实验中两 ,D正确。 Uo 00U0 2 球的恢复系数e= v2-v1 =0.80 01一02 三、非选择题 7.3:2(4分)非弹性(4分) .(号 (2)Q 52 【解析】由题意可知两球碰撞的时间极短，碰撞过 【解析】(1)水枪管口单位时间△t内喷出水流体 程中产生极大的内力，两球与桌面间的摩擦力远 积为Q,则有 远小于内力，所以该碰撞过程动量守恒，碰后，蓝 球做匀减速直线运动且刚好落入袋内，由匀变速 Q=Su·4 (2分) △t 直线运动的规律有x1= 21,得蓝球碰后瞬间的 Q 解得水流的速度大小v= (1分) 速度为1=2四=1,2m/s,又因为两球的加速度 t (2)高压水枪通过动力装置将水由静止加速喷出， 大小相等，则由公式2=2a,得=，解得碰 将△t内的水喷出，将电能转化为水的动能，有 1 后瞬间白球的速度大小为v2=0.8m/s,则碰后蓝 P·△t=2mo (2分) 球与白球的速度之比为3：2；碰撞过程中两球组成 m=pSu·△t (1分) 的系统动量守恒，则mm0=mw1十m℃2，代入数据解 解得动力装置的输出功率P=Q 1 S2 (1分) 得o=2m/s,两球碰前的动能Ea=2mu=2m, (3)以水运动方向为正方向，在与车身碰撞过程， 1 两球碰后的总动能E2三2muf十 2mo2=1.04m, 对△时间内的水，在水平方向由动量定理可得 -F'△t=0-m) (2分) 由于E1>E2,所以该碰撞过程有机械能损失，即 m=pSw·△t 该碰撞为非弹性碰撞。 8.IDA(2分)(2)212分)(3)号2gL(3分) 解得F'=Su=Q (2分) 根据牛顿第三定律可知，汽车受到水平平均冲 (4)0.80(3分) 击力 【解析】(1)为了保证小球A每次到达斜槽轨道末 端的速度相等，则应使小球A每次从斜槽轨道上 F=F=0Q (1分) 的同一位置由静止释放，斜槽轨道不需要光滑，A 错误，B正确；为确保小球A与B碰后不反弹，小 10.)2-2)g 、(2+√2)m√gL (2 2(M+m) 球A的质量要大于小球B的质量，C正确；为了保 证两小球发生正碰，两小球的半径应该相等，D正 (3)2+2)mgL M 2 √M+m 确。本题选择不需要的，故选A。 (2)设小方格的边长为L,频闪时间间隔为T,根 【解析】(1)小猴从A点到E点，在竖直方向做匀 5L 加速运动，设运动时间为t1,从A点到D,点，在 据题图可知，碰前A的速度，=T,碰后A的速 竖直方向也做匀加速运动，设运动时间为2，则 2L 6L 1 度UA一了，碰后B的速度=T,若两小球碰撞 2L-L=28号 (1分) 2 ·8 ·物理· 参考答案及解析 2L-78 (1分) 42 (1分) g 设小猴从木框边缘E到“U”形槽底D,点的时间 小猴起跳过程中，“U”形槽和小猴在水平方向动 为t,有 量守恒，在从A到C过程中，“U”形槽和小猴在 t=t2-t1 (1分) 水平方向上的相对位移为L十s,有 Mu3=mv* (1分) 解得=(2-2) (1分) L十s=(v3十vz)t3 (1分) (2)设木框P的水平长度为s,小猴在最高，点A 解得vx与v,的关系是 水平跳出后速度大小为1，“U”形槽的速度大小 (2+√2)MgL 为口2，则小猴从A点跳到E点的过程中，有 (2分) 2(M+m)v: s=(01十02)t1 (1分) 设小猴起跳过程中对“U”形槽和小猴组成的系统 小猴从A点跳到D点的过程中，有 做的功为W,则 s+L=(v1+2)t2 (1分) 1 1 W-- 水平方向上，系统动量守恒，有 Mi+ 2 2 mv= Mu+ 2m(u经+u) mo1=Mv2 (1分) (2分) (2+√2)m√gL 将v,带入，有 解得u2= (2分) 2(M+m) w=Mmm:+6+4E)mMgL.月 (3)设小猴在A点起跳初速度大小为0,0在水 2M 8(M+m)2 平方向的分速度为0z,竖直方向的分速度为， (1分) 小猴起跳后，槽水平向左的速度为⑦3，则小猴在 根据均值不等式，小猴做的最小功W,有 竖直方向做竖直上抛运动，设从A到C运动时 Wn- (2+2)mgL M (1分) 间为t3,有 M+m 2025一2026学年度学科素养周测评（十四） 物理·碰撞与动量守恒（二） 一、单项选择题 正确。 1.C【解析】由题意，飞船进入尘埃区匀速飞行，可 3.A【解析】从物体静止开始下落到速度为？的过 得△t=1s内附着在飞船上的微粒质量△m= 程，已知时间为t,物体受到重力mg和阻力Ff,设 pSu△t=4.0×10-8×10X3.0×10×1kg= 阻力冲量大小为I,规定向下为正方向，由动量定 1.2kg,A、B错误；微粒由静止到与飞船共速，微 理得mgt一I=mv-0,由于阻力F:=0.2v(N) 粒的动量增加，由动量定理得F△t=△mv= 为变力，我们将t时间分为n份，每一份极短时 pSv2△t,求得飞船对微粒的作用力大小F=3.6X 间△t内可视为物体做匀速直线运动，由于冲量 10N,所以飞船要保持速度0不变，根据平衡条 I=Ft,故阻力冲量大小I=I1十I2+I3+…Im= 件可知飞船所需推力大小为3.6×10N,C正确， 0.2v1△t十0.2v2△t+0.2v3△t…十0.2v△t,整 D错误。 理得I=0.2(v1△t十v2△t十v3△t..十vn△t)= 2.B【解析】A、B碰撞时，由动量守恒定律和能量 0.2(△h1十△h2十△hg.十△hn)=0.2h,联立以 1 上整理得到mgt-0.2h=mv-0,故h=20t 守恒定律有9muo=9m0A十mBvB,2X9mui= 2u(m),A正确。 ×9m成+号×m,解得s一n7 1 1 18m 4.B【解析】质量为M的小球C从轨道圆孤部分由 一v0,同 2mB 36mvo 静止释放滑至底端的过程Mgh=名M,取水平向 理，B、C碰后有c= m+mB UB= 9m21 右为正方向，C与A弹性碰撞有Mo,=M1十mu2, 10m+mB+ mB 1 由数学知识可知，当mB=3m时，vc有最大值，B 号Mr+方m,解得a-好十 M,2- M-m 。9· 2