第一部分 假期必刷13 动量守恒定律及应用-【快乐假期】2025-2026学年高二物理寒假作业必刷题

快乐假期 0M-= 假期必刷13动量守恒定律及应用 非学无以广才，非志无以成学。 完成日期： 月 日 〈《《思维整合室 思维导图 内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的 为零， 这个系统的总动量保持不变 [①p=p,作用前后总动量相同 动量 公式②△p=0,作用前后总动量不变 守恒 ③△，=一△2，相互作用的两个物体动量的变化大小、方向 基定律 ①系统不受外力的作用 守 ②系统所受外力的矢量和为零 本 规 件 ③内力远 外力，且作用时间极短，系统动量近似守恒 ④系统在某一方向上不受外力或所受外力的合力为零，系统在该方向上动量守恒 动 律 实验：验证动量守恒定律 定 「弹性碰撞：动量 ,机械能 碰撞{非弹性碰撞：动量 ,机械能减少（或有损失） 应 完全非弹性碰撞：动量守恒，机械能 用 爆炸：动量守恒，动能增加 反冲：动量守恒一火箭 自测自查 矢量和“相等相反“大于“守恒“守恒“守恒“损失最多 情境思辨 (1)人停止行走时，人和车的速度一定均为零. 如图所示，光滑的水平地面上有一辆平板 ( 车，车上有一个人，原来车和人都静止.当人从 (2)人和车组成的系统机械能守恒. 左向右行走的过程中，判断下列说法的正误. (3)人和车的速度方向相同. ( (4)人和车组成的系统水平方向动量不守恒. 答案：(1)√(2)×(3)×(4)× ·38· =0022 二物理 《技能提升台 4.质量分别为m。=1kg、m=2kg的小球在 光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的 技能提升 位移一时间图像如图所示，则可知该碰撞 一、选择题 属于 1.(多选)如图所示，A、B两物体质量之比 米x/m 5 mA:mg=3:2,原来静止在足够长的平板 小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，水 平地面光滑.当弹簧突然释放后，则下列说 法正确的是 A.弹性碰撞 A00000B B.非弹性碰撞 C maSaSm C.完全非弹性碰撞 A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因 D.条件不足，不能确定 5.在光滑的水平面上，质量 A B 数相同，A、B组成的系统动量守恒 为m1的小球A以速率。afmmmm B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数 水平向右运动.在小球的前方有一质量为 相同，A、B、C组成的系统动量守恒 2的小球B处于静止状态，如图所示.小球 C.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组 A与小球B发生弹性碰撞后，小球A、B均 成的系统动量守恒 向右运动.且碰后A、B的速度大小之比为 D.若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C 1:4,则两小球质量之比%为 mo 组成的系统动量守恒 A.2:1 B.3:1 2.如图所示，质量为M的小船在静止的水面 C.1:2 D.1:3 上以速率。水平向右匀速行驶，一质量为 6.质量相等的五个物块在一光滑水平面上排 m的救生员站在船尾，相对于小船静止.若 成一条直线，且彼此隔开一定的距离，具有 救生员相对于水面以速率？水平向左跃入 初速度。的第5号物块向左运动，依次与 其余四个静止物块发生碰撞，如图所示，最 水中，则救生员跃出后瞬间小船的速率为 后这五个物块粘成一个整体，则它们最后的 速度为 () A十行 B.0 m A.Vo B.号 c.号 D 7.如图所示，有一条捕鱼小船停靠在湖边码 m C.++) D.w十(。一) 头，小船又窄又长.一位同学想用一个卷尺 粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首 3.“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，爆竹 先将船平行于码头自由停泊，然后他轻轻从 声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情的流 船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船， 露.有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出， 用卷尺测出船后退的距离d,然后用卷尺测 到达最高点时速度大小为，、方向水平向 出船长L.已知他自身的质量为m,则渔船 东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中 的质量为 一块质量为2m,速度大小为，方向水平向 东，则另一块的速度为 () A.3℃-0 B.2-30 C.3v-2 D.2+v ·39· 快乐假期 00= A.m(L+d) B.m(L-d) (2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能？ d d c片 D.m(L+d) y 二、非选择题 8.某同学在做“验证动量守恒定律”实验中，所 用装置如图甲所示 单位：cm 15.501 -25.50→ 40.00 0 M P 甲 乙 (1)下面是部分测量仪器或工具，本实验需 要的是 A.秒表 B.天平 C.刻度尺 D.弹簧测力计 (2)为了完成本实验，下列必须要求的实验 条件是 10.反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃 A.斜槽轨道末端的切线必须水平 酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相 B.入射球和被碰球的质量必须相等 反方向运动.如果小车运动前的总质量 C.入射球和被碰球的大小必须相同 M=3kg,水平喷出的橡皮塞的质量 D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静 m=0.1kg.(水蒸气质量忽略不计) 止滚下 (1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度= (3)某次实验中得出的落点情况如图乙所 2.9m/s,求小车的反冲速度. 示，假设碰撞过程中质量与速度的乘积m心 (2)若橡皮塞喷出时的速度大小不变，方向 守恒，则入射小球质量1和被碰小球质量 与水平方向成60°角，求小车的反冲速度. m2之比为 (小车一直在水平方向运动) 9.如图所示，在水平光滑直导轨上，静置着三 个质量均为m=1kg的相同小球A、B、C. 现让A球以v。=2m/s的速度向着B球运 动，A、B两球碰撞后粘合在一起，两球继续 向右运动并跟C球碰撞，C球的最终速度 vc=1m/s.求： B C (1)A、B两球跟C球相碰前的共同速度 多大？ ·40· 三0022 高二梯理塑》 高考冲浪 (1)小球到达P点时，小球及方形物体相对 1.(2025·河南卷)两小车P、Q的质量分别为 于地面的速度大小U1、℃2； mp和mo,将它们分别与小车N沿直线做 (2)弹簧弹性势能最大时，b的速度大小 碰撞实验，碰撞前后的速度v随时间t的变 及弹性势能的最大值Em· 化分别如图1和图2所示.小车N的质量为 my,碰撞时间极短，则 N 0 N y 碰撞前 碰撞后 碰撞前 碰撞后 0 图1 图2 A.me>mx>mo B.mN>mp>ma C.mo>mp>mx D.mo>mN>mp 2.(2025· 山东卷) 0 如图所 示，内有 弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面 上，P、Q分别为轨道的两个端点且位于同 一高度，P处轨道的切线沿水平方向，Q处 轨道的切线沿竖直方向.小物块a、b用轻 弹簧连接置于光滑水平面上，b被锁定.一 质量m=号kg的小球自Q点正上方A=2 m处自由下落，无能量损失地滑入轨道，并 从P点水平抛出，恰好击中a,与a粘在一 《益智欢乐谷 起且不弹起.当弹簧拉力达到F=15N时， b解除锁定开始运动.已知a的质量m。=1 乌贼是怎样活动的 鸟贼和大多数头足类软体动物一样，通过 kg,b的质量m,=子kg,方形物体的质量M 身体侧面的孔和前面的特别漏斗在水里活动， -号kg,重力加速度大小g=10m/g,弹簧的 它们把水吸入鳃腔，然后通过漏斗用力把水压 出体外.这样，按照牛顿第三定律，它们就得到 劲度系数k=50N/m,整个过程弹簧均在 了反向的推力，就从后面推动身体很快向前游 弹性限度内，弹性势能表达式E,=x(红 去.乌贼能够使它的漏斗管指向旁边或后方， 然后用力从里面压出水来，使自己向任意方向 为弹簧的形变量)，所有过程不计空气阻 前进 力.求： ·41·飞堡快乐假期 7.D在地面上滚动了10s,这是地面摩擦力对球的作用时 间，不是踢球的力的作用时间，由于不能确定人作用在球上 的时间，所以无法确定运动员对球的冲量」 8.C过程I的动量变化率等于运动员的重力，不变，选项A 错误；运动员在最高点的速度不为零，末速度为零，则过程 I、Ⅱ的总动量改变量不等于零，故B错误；由动量定理，过 程I中动量改变量等于重力的冲量，为gt,故C正确；过程 Ⅱ的动量改变量等于合外力的冲量，不等于重力的冲量，故 D错误. 9.AC以不同的速度抽出纸条时，铁块所受摩擦力相同，抽出 纸条的速度越大，铁块与纸条相互作用的时间越短，铁块受 到合力的冲量越小，故铁块获得的速度越小，铁块平拋的水 平位移越小，选项A、C正确. 10.解析：(1)跳起后重心升高h=2.55m一2.10m=0.45m, 根据机械能守恒定律得豆mv=mgh,解得u=√2g =3m/s, (2)以竖直向上为正方向，由动量定理得(F一g)t=U一0， 解得F=m+mg=2.0X102N,根据牛频第三定律可知， 人对地面的平均压力F′=2.0×103N. 答案：(1)3m/s(2)2.0×103N 高考冲浪 1.BD如图所示： -P上方 m甲 A.根据牛颜第二定律：ap=F上=F一mp区 F一mt多，由于mp>m2,所以ap<a,由于两物体运动 mt 时间相同，且同时由静止释放，所以可得甲一V:,所以选项 A错误；C.由于甲>z,所以f>f2,故对于整个系统不 满足动量守恒，所以甲的动量大小与乙的不相等，选项C错 误；BD.对于整个系统而言，由于f1>f2,合力方向向左，合 冲量方向向左，所以合动量方向向左，显然甲的动量大小比 乙的小，选项BD正确.故选BD. 2.BDA.根据牛顿第三定律结合题图可知t=0.15s时，蹦床 对运动员的弹力最大，蹦床的形变量最大，此时运动员处于 最低，点，运动员的重力势能最小，故A错误；BC.根据题图可 知运动员从t=0.30s离开蹦床到t=2.3s再次落到蹦床上 经历的时间为2$，根据竖直上抛运动的对称性可知，运动员 上升时间为1s,则在t=1.3s时，运动员恰好运动到最大高 度处，t=0.30s时运动员的速度大小v=10×1m/s=10m/s, 故B正确，C错误；D.同理可知运动员落到蹦床时的速度大 小为10m/s,以竖直向上为正方向，根据动量定理F·△t一 mg·△t=mu-(-), 其中△t=0.3s, 代入数据可得F=4600N, 根据牛顿第三定律可知运动员每次与蹦床接触到离开过程 中对蹦床的平均作用力大小为4600N,故D正确. 假期必刷13 技能提升台技能提升 1.BCD如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹 簧释放后，A、B分别相对于小车向左、向右滑动，它们所受 的滑动摩擦力FA向右，FB向左.由于mA：mB=3:2,所以 FA:F=3:2,则A、B组成的系统所受的合外力不为零， 故其动量不守恒，A选项错误.对A、B、C组成的系统，A、B 与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向上 的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒， B、D选项正确.若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成 的系统所受的合外力为零，故其动量守恒，C选项正确. 2.C以水平向右为正方向，小船和救生员组成的系统满足动 量守恒条件，得 (M+m)=m·(-)+Mt', 解得=%十得(，十)， 故C项正确，A、B、D错误. 0M= 3.C取水平向东为正方向，爆炸过程系统动量守恒，3心= 2mv十mU,可得v,=3-2,C正确. 4.A由xt图像知，碰撞前.=3m/s,=0,碰撞后U'= -1m/s,%'=2m/s,碰撞前动能之m,0,2十之m,0,2=之 1 9 J,强撞后动能子m十m®，”=号J,故机栽能守恒； 碰撞前动量my。十m6=3kg·m/s,碰撞后动量m,'十 ,6'=3kg·ms,故动量守恒，所以该碰撞属于弹性碰撞. 5.A两球碰撞过程为弹性碰撞，以。的方向为正方向，由动 量守恒定律得1Uo=m1十m22, 由机械能守恒定律得宁m=子m十名m,,由题意 和1：4解释品=子故A正病 6.B由五个物块组成的系统，沿水平方向不受外力作用，故 系统在水平方向上动量守恒，由动量守恒定律得。= 5m,解得v=方，即它们最后的速度为行，故选项B 正确. 7.B设人走动时船的速度大小为U,人的速度大小为'，人从 船尾走到船头所用时间为t,取船的速度为正方向.则U= ,=一￠.根据动量守恒定律得Mu一心=O,解得船的 质量M=mL一d,故选B, d 8.解析：(1)本实验需要天平称量物体的质量，需要刻度尺测量 长度，故选BC. (2)要保证碰撞后两个球做平抛运动，故斜槽轨道末端的切 线必须水平，故A正确；入射球质量要大于被碰球质量，即 m1>,防止碰后1被反弹，故B错误；为保证两球正碰， 则两球大小必须相同，选项C正确；为保证碰撞的初速度相 同，入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，故D正 确；故选ACD. (3)若质量与速度的乘积mu守恒，则有m1·OP=m1·OM 十m·ON,代入数据，有m1X0.255=m1×0.155十m2X 0.400,解得m1：m2=4:1. 答案：(1)BC(2)ACD(3)4:1 9.解析：(1)A、B相碰满足动量守恒，以的方向为正方向，有 =2u,得两球跟C球相碰前的速度=1m/s, (2)两球与C球碰撞同样满足动量守恒，以。的方向为正方 向，有2mU1=mvc十2m,解得两球碰后的速度 =0.5m/s, 两次延撞损失的动能△E=子m”-合×2mm2 2mk2=1.25J. 答案：(1)1m/s(2)1.25J 10.解析：(1)小车和橡皮塞组成的系统所受合外力为零，系统 总动量为零，以橡皮塞运动的方向为正方向，根据动量守恒 定律，得 mw+(M-m)u'=0, i="m=-30×29m/s=-0.1m/ 0.1 负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，反冲速 度大小是0.1m/s. (2)小车和橡皮塞组成的系统在水平方向动量守恒，以橡皮 塞运动的水平分运动方向为正方向，有 mcos60°十(M-m)"=0, ”=- mvc0s60°=-0.1X2.9X0.5m/s=-0.05m/s, M-m 3-0.1 负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相 反，反冲速度大小是0.05m/s. 答案：(1)0.1m/s与橡皮塞运动方向相反 (2)0.05m/s与橡皮塞运动的水平分运动方向相反 三0022 高考冲浪 1.DP、N碰撞时，根据碰撞前后动量守恒有p仰十1y= mpp'十'， 即p(p-p')=m(′-)， 根据图像可知(p一p')>('-),故mp<my; 同理，Q、N碰撞时，根据碰撞前后动量守恒有Qa十v =maa'十m'， 即ma(a-a')=i('-), 根据图像可知(o一va')<('-),故ma>mv;故1a> my>p.故选D. 2.解析：(1)根据题意可知，小球从开始下落到P,点处过程中， 水平方向上动量守恒，则有u=M, 由能量守恒定律有mgh=合m赋十之M, 2 联立解得=6m/s,=3m/s, 即小球速度为6ms,方向水平向左，大物块速度为号m/s, 方向水平向右. (2)由于小球落在物块正上方，并与其粘连，小球竖直方向 速度变为0，小球和物块a水平方向上动量守恒，则有mu= (1十ma) 解得=2m/s, 设当弹簧形变量为x1时物块b的固定解除，此时小球和物 块a的速度为U,根据胡克定律F=kx1, 系统机械能守恒号(m十m)o=之 (m十%)成+合 联立解得=1m/s,x1=0.3m, 固定解除之后，小球、物块和物块b组成的系统动量守恒， 当三者共速时，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律有(m 十m)U1=(m十ma十，) 解得4=号m/,方向水平向左， 由能量守恒定律可得，最大弹性势能为Em=合(m十m,)话 十-士(m十m十m以=号， 答案：D6m/s,水平向左，号m/s,水平向有 (2)号ms,水平向左，号J 假期必刷14 技能提升台技能提升 1.C由振动图像可知，小球的振幅为2cm,周期为2s,故A、 B错误：t=1s时，小球处于平衡位置，加速度为0，速度为正 的最大值，故C正确，D错误. 2.D从关系式可知A=3cm,w=经rad/s,故周期为T-2 =3s,A、B错误；t=0.75s时，质点的位移为 x=3sin(学×子十受）cm=0,质点在平衡位置处，C错误： 在t=0时刻质点的位移x=3cm,2s时质点的位移x'= 3sin(答×2+受）m=-1.5cm,故前2s内质点的位移为 -4.5cm,D正确. 3.C由简谐运动的回复力公式F=一kx可知，C正确. 4.B振子在M、N两点之间做简谐运动，由于M、V相距 0.8cm,所以2A=0.8cm,振幅A=0.4cm,周期为0.5s,所 红=4元rad/s,而初始时刻具有正向最大加速度，即在 以w= T 负向最大位移处，综上可得x=4×103sim(4π-受)m, B正确，A、C、D错误. 5.D由题意知，从M位置沿着原路返回到起始最大位移处的 时间也为0.3s,故完成一个全振动的时间为：T=0.3s十 0.2s十0.3s=0.8s,故频率为f=宁=1.25H,D正确， ·79 6.C根据题意，由振动的对称性可知：CA O BD AB的中点（设为O)为平衡位置，A、B两，点对称分布于O,点 两侧，如图所示，质点从平衡位置O向右运动到B的时间为 tm=号×0.5s=0.25s.质点从B向右到达右方最大位移 处（设为D)的时间m=子X0.5s=0,25s,所以，质点从0 到D的时间：t0D=1T=0.25s十0.25s=0.5s,所以T= 2.0s,C正确. 7.B[A.波沿x轴负方向传播，根据波形平移法可知，t=0时 刻P点沿y轴正方向振动，故A错误； B.由图可知波长为A=8m, t=0时刻，Q点从平衡位置沿y轴负方向振动，t=3s时Q 点格好到达凌谷，则有(a+子)T=3sn=01,2) 可得周期为T 4n千75(n=0,1,2,…) 12 则波速为v=行 -24n+ 21m/s(n=0,1,2,*) 3 当=0时，可得最小波速为号m/s,故B正确： C若网物T=12s,则效速为-产-号m 则t=0时刻，Q,点处平衡位置振动传到P点所用时间为△t ==是=4.5s故C错误： 3 D.根据=24n,+m/s(m=0,1,2) 3 这列波9s内传播的距离为x=t=6(4n十1)m(n=0,1,2…) 可知这列波9s内传播的距离不可能为5m,故D错误.] 8.AC做简谐运动的物体的机械能跟振幅有关，对确定的振 动系统，振幅越大，系统的机械能越大，A正确；在筒谐运动 中，系统机械能守恒，但物块A的重力势能与动能总和不断 变化，物块A的机械能不守恒，B错误；在简谐运动中，系统 在最大位移处势能最大，在平衡位置处动能最大，势能最小， C正确，D错误. 9.D由题图可知，t1和t时刻的位移大小相等且大于t时 刻的位移的大小，所以i、t时刻的势能关系为E,1=Ep2 >E,根据机械能守恒定律，相应三个时刻的动能关系为： Eu=Ee<Ek,则1=<U;加速度大小与振子的位移大 小成正比关系，由a=g可知，a1=a>a4,故选D. 10.解析：(1)由题图知质点A的振幅是0.5cm,周期为0.4s, 质点B的振幅是0.2cm,周期为0.8s. (2)由题图知，质点A的初相9A=π， 由T=0.4s得u,红=5元rad/S 则质，点A的位移表达式为xA=0.5sin(5πt十π)cm, 质点B的初相9。=受 由T6-0.8s得s=气=25xad/s: 则质点B的位移表达式为x=0.2sin(2.5xt十受)cm (3)将t=0.05s分别代入两个表达式得 x4=0.5sin(5πX0.05十π)cm ≤0.5X2cm=二2 4 cm, 24=02sin(2.5xX0.05+受)cm=0.2sin(x)cm 答案：见解析