周测评(二)动量守恒定律 碰撞 反冲 火箭 实验：验证动量守恒定律-【衡水真题密卷】2025-2026全学年高二物理学科素养周测评（人教版）

真题密卷 IF-Mgt=Mv-M(-v0) (2分) 设上升的最大高度为h,由动能定理得 -Mgh-0-Mo (2分) 解得h=0.2m。 (2分) 8.(1)-3.3×10°J(2)1.3kg/s(3)6.0× 103N 【解析】(1)根据题意，设发动机对组合体做的 功为W,在动力下降阶段，由动能定理有 1 W+mgo (h-h2)=0-2mv (3分) 其中h1=15km=1.5×104m,h2=100m, o=1.6×103m/s 解得W≈-3.3×10°J (2分) (2)设缓慢垂直下降过程中气体对组合体作用 力大小为F,由牛顿第三定律可知，组合体对气 体作用力大小也为F,组合体缓慢竖直下降，由 平衡条件有 F=mgo (2分) 设△t时间内喷出气体的质量为△m,由动量定 理有F△t=△m) (2分) 其中v=3×103m/s 解得4n -≈1.3kg/s (3分) △t (3)设组合体刚自由下落到月球表面时速度大 小为1，则有 vi=2goh3 (2分) 缓冲过程中组合体受地面的作用力为F合，平均 每个着陆腿承受的作用力的大小为F1,则有 F合=4F1c0s601 (2分) 由动量定理有 (F合-mg0)t=0-(-mv1) (2分) 其中h3=0.8m,t=0.5s 联立解得F,=6.0X103N。 (2分) 2025一2026学年度高二 物理·动量守恒定律碰撞反冲 一、单项选择题 1.A【解析】以货车和挂车组成的系统为研究对 象，在水平方向上脱钩前后牵引力不变，总摩擦 力也不变，水平方向上合外力仍为零，故系统动 量守恒，C、D错误；脱钩后，设任意相等时间内， 货车所受摩擦力为F、位移为x1,挂车所受摩擦 力为F2、位移为x2,可得牵引力F=F十F2,脱 钩后，货车做加速运动，挂车做减速运动，任意相 等时间内位移大小关系为x1>x2,外力对系统做 学科素养周测评 9.(1)4.8N·s,方向竖直向下(2)48N (3)0.6N·s,方向水平向左 【解析】(1)设从抛出到第一次落地所用时间为 t1,则有 1 h1=2g号 (2分) 解得t1=0.8s (1分) 此过程中重力的冲量大小 I1=mgt1=4.8N·s (2分) 方向竖直向下 (2)刚要落地时的竖直方向速度大小 v1=√2gh1=8m/s (1分) 方向竖直向下 (1分) 刚要离开地面时的竖直方向速度大小 v2=√2gh2=6m/s (1分) 方向竖直向上 (1分) 规定竖直向上为正方向，对篮球在竖直方向上 由动量定理得 (Fx-mg)At=mvy2-(-mvs) (2分) 解得FN=48N (1分) (3)从第一次反弹到第二次落地所用时间 ②h2 t2一入g =0.6s (2分) 落地前的水平速度V1z _1=3m/s (1分) t1 z:=2 m/s 反弹后的水平速度v2:一22 (1分) 规定水平向右为正方向，对篮球在水平方向上 由动量定理得 I2-mv2x-mv1s (2分) 摩擦力的冲量大小为0.6N·s 方向水平向左。 (2分) 学科素养周测评（二） 火箭实验：验证动量守恒定律 功W=Fx1-Fnx1-F2x2=F2(x1一x2)>0, 故系统机械能增加，A正确，B错误。 2.A【解析】设碰后甲、乙的速度分别为v甲、o2, 甲、乙两物块碰撞过程中，由动量守恒得m0甲十 mz=m甲v'甲十mzv'2,损失的机械能△E= 时十2mcw吃2mo5-召m吃，解得 1 v甲=4m/s,02=2.5m/s,A正确。 3.A【解析】高压气体对箭体的推力与箭体的运 动方向相同，故高压气体对火箭箭体做正功，A ·物理· 正确；喷水时间极短，可以认为喷水过程中动量 近似守恒，有mw十(M一m)v=0,可得喷水后 火箭速度大小口一M-m mvo B错误；喷水后，火 箭做竖直上抛运动，由机械能守恒定律得 1 (M-m)gh-(M-m)M-m) mvo ,得箭体上 1(moo）2 升的最大高度h=2gM-m) ,C错误；瓶内气 体内能转化为水、火箭的机械能，故机械能不守 恒，D错误。 4.D【解析】小球与槽组成的系统水平方向动量 守恒，从A点经过最低点滑到B点的过程中， 槽向左运动，当小球从B点经过最低点滑到A 点的过程中，槽向右运动，A错误；小球运动过 程中，水平方向动量守恒，根据人船模型有 mx球一2mx袖=0，x球十x输=R,解得槽向左运 动位移x槽=3R,B错误；小球到达B点时，水 平方向速度为零，则槽速度也为零，根据机械能 守恒定律可知，小球能从B点离开槽，且上升的 最大高度等于R,C错误；小球从开始降落到最 低点，系统机械能守位，有2mgR=2m0巢十 2义2mu,以向右为正方向，水平方向动量守 2gR 恒mV球十2mV精=0，解得V球=2 √3，= √g,在最低点时F一mg= 2gR mU相对 R m(0球一V猎)2 ,解得FN=7mg,D正确。 R 二、多项选择题 5.ABC【解析】在B球落地前的整个过程中，B 球竖直方向有加速度，系统竖直方向的合外力 不为零，而水平方向不受外力，所以系统的合外 力不为零，系统的动量不守恒，由于只有重力做 功，所以系统的机械能守恒，D错误；设轻杆对 A球做功为W,,对B球做功为W?,系统机械能 守恒，则除了重力之外的力的功必定为零， 即W1十W2=0,对A球，由动能定理可知W1= 0,故W2=0,A正确；对两球及轻杆组成的系 统，根据系统水平方向动量守恒知，系统初始动 量为零，则在B球落地前瞬间，A球的速度必定 为零，根据系统的机械能守恒得mgh=2mv2, 解得B球的速度大小v=√2gh,B正确；对B 球，水平方向上动量变化为零，由动量定理可 知，轻杆对B球的水平冲量为零，在竖直方向 参考答案及解析 上，根据系统机械能守恒可知，B球落地时速度 与只在重力作用下的速度一样，如图所示，图像 中倾斜直线为B球做自由落体运动的图线，曲 线为B球竖直方向的运动图线，两者在竖直方 向上运动的位移、落地速度均相同，对比可知B 球落地所用时间比自由落体运动的时间要长， 由动量定理可知轻杆对B球的竖直方向的冲量 必定不为零，且冲量方向向上，所以轻杆对B球 的冲量不为零，且方向竖直向上，C正确。 6.ABD【解析】设Q滑到水平面上时速度大小为 v,P、Q相碰，由动量守恒知mQv=mQa1十 mpup1,由能量守恒可知2mao2=2ma6i十 2mp品，联立解得第一次碰后Upm- 2mo ma十mp ,一m十m m。m,若碰撞后Q滑上斜面并返 回，速度等大反向，若不能追上P,则有m≥ 1@,加得写A正功：网理老-. 若mp=5 1 2 第一次碰后u=3,0@=一3w,之后Q滑 上斜面并返回，与P发生第二次碰撞后有阳 4 9,故P,Q只能发生两次碰撞，B正 确由A选项知，当≥}时，P,Q只能发生一 mp 欢碰拉C错：同理若-行，第一次感后 mp 4 0m=50,0a1= 一5”，之后Q滑上斜面并返 8 回，与P发生第二次碰撞后有0e=25”,v@e= 7 一25，故P,Q只能发生两次碰撞，D正确。 三、非选择题 7.(1)>(2分)(2)B(2分)(3)30(4分)(4) 1<mA≤3(4分) mB 【解析】(1)为防止入射球反弹，则两球质量 mAmBo (2)在安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水 平，这样做的目的是使两球离开斜槽末端时的 速度方向为水平方向，做平抛运动，B正确。 1 真题密卷 (3)因x-t图线的斜率等于速度，由x-t图像可 知碰前B球的速度为零，A球的速度v0=4m/s; 碰后A、B两球的速度v1=2m/s,2=5m/s, 根据动量守恒定律得mA0=mAV1十mBU2,解 得mB=30g。 (4)设碰撞后两球的动量都为p,由题意可知，碰撞 前、后总动量均为2D,根据动量和动能的关系有 p2=2mEk,碰撞过程动能不增加有=十 。解得阳≤3，要用质量校大的球雄质量较 mB 小的球，故”A>1,A,B两球的质量之比应满足 mB 1mA≤3。 8.(1)6.25m/s,方向水平向右2.25m/s,方向 水平向左(2)14 【解析】(1)对甲和他的小车及小球组成的系统， 根据动量守恒定律有 m1vo=(m1-10m)w1+10mu (3分) 对乙和他的小车及小球组成的系统，根据动量 守恒定律有 -m2vo+10mv=(m2+10m)v2 (3分) 解得v1=6.25m/s,方向水平向右 (2分) v2=-2.25m/s,方向水平向左 (3分) (2)对所有物体组成的系统，根据动量守恒定 律有 m1v0一m2v0=（m1+m2)v共 (3分) 对乙和他的小车及小球组成的系统，根据动量 守恒定律有 一m20o十nm0=(m2+nm)v共 (2分) 解得n≈23.08 (2分) 取n=24,即甲还应该抛出14个小球。(2分) 9.(1)x0m 2xok 2x0k (2) 3m 243Wm (3)2x0√mk 【解析】(1)对0号物块，弹簧压缩至x。处由静 止释放，弹簧的弹性势能全部转化为0号物块 动能，有 1 1 2ki-2m (2分) 解得0=x√m (1分) 由题可知，2024个弹性物块两两之间碰撞时交 换速度，所以2024号物块最终速度是0号物块 与1号物块发生弹性正碰后1号物块的速度， 由机械能守恒和动量守恒有 1 1 2mu=2mu6+2·2mu (1分) 1 学科素养周测评 mv0=mw。+2mv (1分) 名，-24伦，d- 解得v1=30=3√m’ 3m -(2分) 可知2024号物块最终速度 2 2xo k v2024=w1=300=3√m (2分) (2)0号与1号发生碰撞后，1号将与2号发生 正碰，因两者质量相同，将发生速度交换，1号将 静止，最终2024号物块获得此速度。之后0号 将继续与1号发生第二次碰撞，同理可得，0号 第二次碰撞后的速度 i=-(、月 (2分) 1号发生第二次碰撞后的速度 i-×-台层 (1分) 最终2023号物块获得此速度，依上述分析可知 2020号物块最终速度为1号物块与0号物块 第5次碰撞后1号物块的速度，0号物块与1号 物块第4次碰撞后的速度大小为 114k 3x0√m’ 则2020号物块最终速度 U2020=3入 /114k2x0E -243√m (2分) (3)第一次将弹簧压缩至x0处由静止释放，弹 簧弹力对0号物块的冲量 I。=mvo (1分) 0号与1号物块第1次碰撞后，再次压缩弹簧至 弹簧恢复原长，弹簧弹力对0号物块的冲量 I1=2mvo (1分) 0号与1号物块第2次碰撞后，再次压缩弹簧至 弹簧再次恢复原长，弹簧弹力对0号物块的 冲量 I2=2mdo (1分) 以此类推，直至0号物块与1号物块发生第 2024次碰撞后，0号物块最后一次压缩弹簧至 弹簧恢复原长后，0号物块速度向左，无法再与 1号物块碰撞，达到稳定运动，因此，从弹簧压缩 至x。处将0号物块静止释放到最终所有物块 都能稳定运动，整个过程中弹簧弹力的总冲量 I=I。+I1+I2+……+12o24=mv0十 2mvg|+2m|v'|+… (1分) 解得 1- /112023 2 3 I=mvo+ ≈2m00= 1一3 2xo√mk (2分)2025一2026学年度高二学科素养周测评（二） 物理·动量守恒定律碰撞) 反冲 火箭 实验：验证动量守恒定律 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题8分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求。 题号 2 答案 1.安全问题是货车司机首要关注的问题，如图是货车司机在某一平直 模拟公路上进行的“货车和挂车脱钩实验”。一货车后面连接着一挂99m 车，在平直模拟公路上匀速直线行驶，在某一瞬间货车和挂车突然脱轨。已知平直模拟 公路上各处粗糙程度相同，货车在脱钩前、后牵引力不变，则在挂车停止运动前，下列说 法正确的是 () A.货车和挂车组成的系统动量守恒 B.货车和挂车组成的系统机械能守恒 C.货车和挂车组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 D.货车和挂车组成的系统动量和机械能均不守恒 2.甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲的质量为2kg,乙的质量为4kg, 甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前甲、乙的速度分别为v甲=5m/s、vz=2m/s。若碰 撞过程中两物块损失的机械能为4.5J,则碰后两物块的速度分别为 () A.v=4 m/s,vz=2.5 m/s B.v'甲=3m/s,v'z=3m/s C.v'=2.5 m/s,v2=4 m/s D.v甲=2m/s,v'乙=5m/s 3.水火箭是利用反冲原理制作的趣味玩具，瓶内有高压气体和一定量的水。总质量 为M的水火箭，由静止沿竖直方向发射，在极短的时间内将内部质量为m的水以 速度vo向下喷出，箭体上升的最大高度为h,重力加速度为g,忽略空气阻力。下 列说法正确的是 () A.瓶内高压气体对箭体做正功 B喷水后瞬间，箭体的速度大小为 mvo C.箭体上升的最大高度为2M一m)g D.整个过程中，箭体与水组成的系统机械能守恒 高二学科素养周测评（二）物理第1页（共4页） 真题 成功的路上并不拥挤，因为坚持下来的人并不多 4.如图所示，水平面上放置着半径为R、质量为2m的半圆形槽，AB为槽的水平直径。质 班级 量为的小球自左端槽口A点的正上方、距离A点R处由静止下落，从A点切入槽 内。已知重力加速度为g,不计一切摩擦，下列说法正确的是 ( 姓名 R 得分 7551707777777777777777777 A.槽一直向左运动 3,小球运动到最低点时，槽向左运动位移为？至 C.小球能从B点离开槽，且上升的最大高度小于R D.小球运动到槽的底端时，槽对小球的支持力大小为7mg 二、多项选择题：本题共2小题，每小题8分，共16分。每小题有多项符合题目要求，全部 选对得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。 题号 5 6 答案 5.如图所示，一轻杆两端分别固定A、B两个半径相等的光滑金属球，A球质量 OB 大于B球质量，整个装置放在光滑的水平面上，设B球离地高度为h,重力加 A 速度大小为g。将此装置从图示位置由静止释放，则下列说法正确的是 A.在B球落地前的整个过程中，轻杆对B球做的总功为零 B.在B球落地前瞬间，B球的速度大小为√2gh C.在B球落地前的整个过程中，轻杆对B球的冲量竖直向上 D.在B球落地前的整个过程中，A、B两球及轻杆组成的系统，动量和机械能均守恒 6.如图所示，光滑的固定斜面与光滑的水平地面平滑连接，小物块P放在水平地面上，小 物块Q自斜面上某位置处由静止释放，P、Q之间的碰撞为弹性正碰，斜面与水平面足够 长，则下列说法正确的是 () P 77777777777777777777777777777 A.若≥】，则P、Q只能发生一次碰撞 &右：-则P,Q只能发生两次碰盗 C,若m≥ mp>4,则PQ只能发生一次碰撞 D若0-专则P,Q只能发生两次碰撞 密卷 高二学科素养周测评（二）物理第2页（共4页） 1 三、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)某同学采用图甲中实验装置进行验证动量守恒定律的实验。实验中： OA x/m B 18 B 8 A OM·P 24 (I)选来做实验的入射小球A、被碰小球B应该满足半径rA=rB、质量mA (填“>”“=”或“<”)mB。 (2)在安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水平，这样做的目的是 A.使两球碰后均能从同一高度飞出 B.使两球离开斜槽末端时的速度方向为水平方向 C.使两球碰后能同时飞出 D.使两球在碰撞时动能不损失 (3)若A球质量mA=75g,且两球发生正碰前后的x-t图像如图乙所示，则B球的质量 mB= g。 (4)若A、B两球的质量未知，调节A球无初速度释放的位置，使A球以某一速度与静 止的B球发生正碰，且碰后两球动量正好相同，则A、B两球的质量之比m应满足 172 8.(20分)甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑的水平冰面上匀速相向行驶，速度大小均为 vo=8m/s,甲的小车上有质量m=1kg的小球若干个，甲和他的小车及小车上小球的 总质量m1=50kg,乙和他的小车的总质量m2=30kg。为避免相撞，甲不断地将小球 以相对地面为v=15m/s的水平速度抛向乙，且被乙接住。 (1)若甲第一次打包将10个小球一起抛出，求抛出后甲的速度和乙接到球后的速度。 (2)为保证两车不相撞，求甲还应该抛出的小球个数。 1 高二学科素养周测评（二）物理第3页（共4页） 9.(20分)如图所示，水平放置的劲度系数为k的轻质弹簧右侧与墙壁连接，初始弹簧处于 原长，水平面光滑且足够长，上面依次放有2024个质量均为2的弹性物块（所有物块 在同一竖直平面内)，另有一个质量为m的0号物块在外力作用下将弹簧压缩x。后由 静止释放，以速度。与1号物块发生弹性正碰，0号物块反弹后再次压缩弹簧，在弹簧 弹力作用下返回再次与1号物块发生弹性正碰，如此反复。所有物块均可视为质点，物 块之间的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度为g,弹性势能表达式为E。=2kx2(x为弹簧 伸长量)，求： 20242023…321□0 M (1)0号物块第一次压缩弹簧后获得的速度大小o以及2024号物块的最终速度大小； (2)2020号物块的最终速度大小； (3)从弹簧压缩至x。处将0号物块由静止释放到最终所有物块都能稳定运动，整个过 程中弹资弹力的总冲量I多大〔提示当9≥1且a很大时，() 近似为0)。 真题密卷 高二学科素养周测评（二）物理第4页（共4页）】