广东省佛山市顺德区桂洲中学2025-2026学年高二上学期周测物理试卷08-动量定理动量守恒（2025.11.9）

一、单选题（每小题4分，共28分） 1．A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，，，当A追上B并发生碰撞后，两球速度的可能值是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，B、C、D、E、F五个球并排放置在光滑的水平面上，B、C、D、E四球质量相等，而F球质量小于B球质量，A球的质量等于F球质量，A球以速度向B球运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后（　　） A．两个小球静止，四个小球运动 B．三个小球静止，三个小球运动 C．四个小球静止，两个小球运动 D．六个小球都运动 3．如图所示，在光滑水平面上，一个质量为、速度大小为的球与质量为、静止的球发生弹性碰撞后，球的速度大小是（　　） A． B． C． D． 4．在光滑水平面上两个物体M、N相向运动，一段时间后发生正碰，碰撞时间不计，碰撞前后两物体的位移-时间图像如图所示。已知M的质量为，下列说法正确的是（　　） A．N的质量为 B．两物体的碰撞属于弹性碰撞 C．N在碰撞过程中，动量变化量的大小为 D．两物体的碰撞属于非弹性碰撞，并且碰撞过程中损失的动能为 5．台球的碰撞满足物理学的动量守恒定律，如图所示，现击打第一颗球，三颗质量相等的台球接连发生了碰撞，碰撞前后的速度都在同一条直线上，假设前两颗球发生的是弹性碰撞，且碰撞刚结束时第二颗球的速度为，接着第二颗球与第三颗球发生的是完全非弹性碰撞，碰撞结束时第三颗球的动量为，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（　　） A．台球的质量为 B．碰撞损失的机械能为 C．前两颗球碰撞前，第一颗球的初动能为 D．第一颗球对第二颗球的冲量大小为 6．航天员在“天宫课堂”中演示碰撞实验。分析实验视频，每隔相等的时间截取一张照片，照片中小方格为正方形，虚线均分小方格，如图所示。则小球和大球的质量之比为（　　） A．1：2 B．1：4 C．2：3 D．1：5 7．如图所示，物体与光滑半圆弧槽静止在光滑水平面上，槽底端放有小球。现给一个水平向右的初速度，与发生弹性碰撞（碰撞时间极短），小球能脱离圆弧槽向上运动，已知、、质量相等，不计空气阻力，则（　　） A．与碰撞后，的速度向左 B．球脱离圆弧槽后，将不会再掉落在槽内 C．球第一次回到槽内最低点时，槽的速度为零 D．圆弧槽在水平地面上做往复运动 二、多选题（每小题6分，共18分，漏选得3分） 8．质量皆为m的甲、乙两人分别站在质量为M的小船的船头和船尾，随船以速度v0在水面上飘移（不计阻力）。两人同时（极短的时间内）以对地的速率v水平跳出，其中甲沿船前进的方向跳出，乙沿相反方向跳出，则（　　） A．船对甲的冲量较大 B．船对乙的冲量较大 C．船速不变 D．船速增大 9．如图所示，在光滑水平面上有一小车，小车上固定一竖直杆，总质量为M，杆顶系一长为L的轻绳，绳另一端系一质量为m的小球，绳被水平拉直处于静止状态，将小球由静止释放，重力加速度为g，不计空气阻力，已知小球运动过程中，始终未与杆相撞。则下列说法正确的是（　　） A．小球向左摆动的过程中，小车向右运动 B．小球和小车组成系统动量守恒 C．小球和小车组成系统的机械能守恒 D．小球向左摆到最低点的过程中，小车向右移动的距离为 10．2025年4月24日17时17分，长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心点火起飞，将神舟二十号载人飞船成功送入预定轨道。长征二号F运载火箭飞行时，设在极短时间Δt内喷射燃气的质量是Δm，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度是u，喷出燃气后火箭的质量是m，下列说法正确的是（　　） A．火箭加速的原因：燃气推动周围空气，空气的反作用力推动火箭 B．喷出燃气后，火箭的动量改变量大小为Δmu C．喷出燃气时，火箭受到的推力为 D．u越大， 越大，火箭增加的速度Δv就越大 三、实验题（2小题，共18分） 11．（每空2分，共12分）为了验证动量守恒定律，两位同学分别采用了两套实验方案来完成该实验。 (1)第一位同学用如图甲所示实验装置来“验证动量守恒定律”，实验原理如图乙所示。图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让质量为m1的入射小球A多次从斜轨上同一位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，然后把质量为m2的被碰小球B静置于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上同样位置由静止释放，与小球B相碰，并且重复多次，实验得到小球落点的平均位置分别为M、N，测量xM、xP、xN分别为M、P、N距O点的水平距离。 ①若入射小球A质量为m1，半径为r1；被碰小球B质量为m2，半径为r2，则 。 A．m1>m2， r1>r2    B．m1>m2， r1<r2     C．m1>m2， r1=r2    D．m1<m2， r1=r2 ②若测量数据近似满足关系式 （用m1、m2、xM、xP、xN表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒。 ③在验证动量守恒后，若测量数据满足表达式 （仅用xM、xP、xN表示），则说明碰撞为弹性碰撞。 (2)第二位同学用光电门和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。 ①实验时，先接通气源，然后在导轨上放一个装有遮光条的滑块，如图甲所示。将滑块向左弹出，使滑块向左运动，调节或，直至滑块通过光电门的时间 填“”“”或“通过光电门的时间，则说明轨道已水平。 ②轨道调平后，将滑块、放置在图乙所示的位置，A、B均静止。给滑块一瞬时冲量，滑块经过光电门后与滑块发生碰撞且被弹回，再次经过光电门。光电门先后记录滑块上遮光条的挡光时间为、，光电门记录滑块向左运动时遮光条的挡光时间为。实验中为确保碰撞后滑块被反弹，则、应满足的关系是 填“”“”或“。 ③同学认为，若有关系式 成立用字母、、、、表示，则两滑块碰撞过程总动量守恒。 12．（每空3分，共6分）(1)如图乙所示，半径相同、质量分别为、的小球用等长的细绳悬挂在天花板上，将球A拉至某高度自由释放，拉力传感器A记录碰撞前后瞬时的示数为、，碰后瞬间拉力传感器B的示数为FB，已知球A碰撞后反弹，若满足 ，则滑块A、B碰撞过程系统动量守恒。 （2）某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案。如图丙所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的点和点，两点间距等于小球的直径。将质量较小的小球1向左拉起至点由静止释放，在最低点与静止于点的小球2发生正碰。碰后小球1向左反弹至最高点，小球2向右摆动至最高点。测得小球1，2的质量分别为和，弦长。 推导说明，、、、、满足 关系即可验证碰撞前后动量守恒。 四、解答题（3小题，共36分） 13．（10分）如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球由静止下落到头顶的速度大小v1=3m/s，被重新竖直向上顶起离开头顶时的速度大小v2=4m/s。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量约为0.4kg，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2，在足球与头顶相互作用的过程中，求： (1)足球的动量变化量Δp的大小； (2)头顶受到足球的平均作用力F′的大小。 14．（12分）如图所示，一质量为m=0.05kg的子弹以水平向右初速度=100m/s打入竖直墙体并留在墙内，设打入墙体时间t=0.01s。求： （1）墙壁对子弹的平均作用力f的大小； （2）水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流速为v，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为，重力加速度大小为g，求墙壁受到的平均作用力F的大小。 15．（14分）如图甲所示，一可看作质点的物块位于底面光滑的木板的最左端，和以相同的速度在水平地面上向左运动。时刻，与静止的长木板发生弹性碰撞，且碰撞时间极短，厚度相同，平滑地滑到的右端，此后的图像如图乙所示，时刻，与左侧的墙壁发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞前后的速度大小不变，方向相反；运动过程中，始终未离开。已知与的质量，重力加速度大小。求： (1)与间的动摩擦因数以及与地面间的动摩擦因数。 (2)和第一次碰撞后的速度大小。 2027届高二第一学期 第10周末总结 （11月9日） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年11月6日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C D D B C BD ACD BD 2027届高二第一学期 第10周末总结 （11月9日） 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 1．C 【详解】两球碰撞过程中系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，碰前总动量 碰前总动能 A．碰后A的速度不可能大于B的速度，且方向相同，即自发发生第二次碰撞，故A错误； B．碰后总动量 不满足动量守恒，故B错误； C．碰后总动量 碰后总动能 满足动量守恒和动能不增加，故C正确； D．碰后总动量 碰后总动能 不满足动能不增加，故D错误。 故选C。 2．B 【详解】由题，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则结合动量守恒定律和机械能守恒，设入射小球的速度为v0，碰撞后的速度分别为v1和v2，则, 碰撞后两个小球的速度分别为， A、B质量不等，mA＜mB，AB相碰后A速度向左运动，B向右运动。BCDE质量相等，弹性碰撞后，不断交换速度，最终E有向右的速度，BCD静止。EF质量不等，mE＞mF，则EF都向右运动。 所以BCD静止；A向左，EF向右运动。 故选B。 3．C 【详解】设碰撞后A球的速度为，B球的速度为，两球发生弹性碰撞，根据动量守恒和能量守恒有， 联立解得 故A球的速度大小为。 故选C。 4．D 【详解】A．根据图像中，斜率表示速度，由图可知，碰撞前M的速度为 碰撞后M的速度为0，碰撞前的速度为 碰撞后N的速度为 由动量守恒定律有 解得，故错误； C．N在碰撞过程中，动量变化量为 可得动量变化量的大小为。C错误； BD．碰撞前系统的总动能为 碰撞后系统的总动能为， 可得，可知两物体的碰撞有机械能损失，不属于弹性碰撞。损失的动能为，故B错误，D正确。 故选D。 5．D 【详解】A．第二颗与第三颗发生的是完全非弹性碰撞，第二颗与第三颗刚要碰撞时的速度为，则有 结合 综合解得，A错误； B．碰撞损失机械能为，B错误； C．由于前两颗发生的是弹性碰撞，且碰撞刚结束后第二颗的速度为，由等质量弹性碰撞的速度互换，可得第一颗的初速度为，则初动能为，C错误； D．由动量定理可得第一颗对第二颗的冲量大小为，D正确。 故选D。 6．B 【详解】设小球、大球的质量分别为m1、m2，小正方形的边长为a，间隔相等的时间为t，水平向右为正方向，由第一张与第二张照片可知小球的初速度 由第二张与第三张照片可知碰撞后小球的速度 碰撞后大球的速度 根据动量守恒定律有 解得 故选B。 7．C 【详解】A．、质量相等碰撞后速度交换，的速度为0，故A错误； B．球脱离圆弧槽后，水平方向的运动完全相同，所以还会掉落在圆弧槽中，故B错误； C． 与相当于质量相等的两个物体相互作用，球第一次回到槽内最低点时，速度互换，所以槽的速度为零，故C正确； D．根据动量守恒，会一直向右运动，故D错误。 故选C。 8．BD 【详解】A．船对甲的冲量大小为甲动量的变化量，甲初动量为，末动量为，冲量 其大小为，A错误； B．船对乙的冲量大小为乙动量的变化量，乙初动量为，末动量为，冲量 其大小为 由于 则船对乙的冲量较大，B正确； CD．系统初始总动量为 末态总动量为 由动量守恒定律 解得 船速增大，C错误，D正确； 故选BD。 9．ACD 【详解】A．小球向左摆动的过程中，根据水平方向动量守恒，由于初动量为零，则小车速度向右，故A正确； B．小球与车组成系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，所以系统动量不守恒，故B错误； C．系统只有重力做功，所以系统 机械能守恒，故C正确； D．当小球到达最低点时，设小球向左移动的距离为s1，小车向右移动的距离为s2，根据水平动量守恒有 且有 解得，故D正确。 故选ACD。 10．BD 【详解】A．火箭加速的原因：火箭喷出燃气，燃气的反作用力推动火箭，故A错误； B．喷出燃气前后，火箭和燃气动量守恒，火箭的动量改变量大小等于喷射燃气的动量改变量大小，故B正确； C．根据动量定理 火箭受到的推力为，故C错误； D．火箭和燃气动量守恒，可知 解得 可知u越大， 越大，火箭增加的速度Δv就越大，故D正确。 故选BD。 11．(1) C xP+xM=xN (2) = > 【详解】（1）①[1]为防止和碰后反弹，且和是对心正碰，因此必须是，，故选C。 ②[2] 设碰撞前小球的速度为，碰撞后小球的速度为，小球的速度为，由动量守恒定律可得 小球离开轨道后做平抛运动，小球做平抛运动抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，则有 若测量数据近似满足关系式 则说明两小球碰撞过程动量守恒。 ③[3] 若碰撞为弹性碰撞，根据机械能守恒可得 又 联立可得 则有 在验证动量守恒后，若测量数据满足表达式 则说明碰撞为弹性碰撞。 （2）①[1]滑块匀速运动时，说明导轨水平，根据 可知当滑块通过光电门1的时间等于滑块通过光电门2的时间时说明轨道已水平； ②[2]滑块A向左滑动与滑块B碰撞，且被弹回，由碰撞规律可知，实验中两滑块的质量应满足>； ③[3]取向左为正方向，实验需要验证的动量守恒表达式为 化简整理得 12．(1) (2) 【详解】（1）碰撞瞬间前后，对球A，根据牛顿第二定律有， 解得， 碰撞后瞬间，对球B，根据牛顿第二定律有 解得 若碰撞过程动量守恒，有 联立解得 （2）如图 设绳长为，根据几何关系可知，小球从A点运动到B点，下降的高度为 根据几何关系及三角函数可知 可得 同理可得由B点到点，C点到D点，上升的高度分别为， 根据动能定理有，， 若要证明碰撞过程中动量守恒，即 整理得 13．(1)2.8kg⋅m/s (2)32N 【详解】（1）设向上为正方向，则足球的动量变化量为 （2）设向上为正方向，根据动量定理可知 解得，足球受到头顶的平均作用力为 由牛顿第三定律可知，头顶受到足球的平均作用力的大小 14．（1）（2） 【详解】（1）设水平向右为正方向，则动量的变化量为 动量变化量大小为，方向水平向左。 根据动量定理 墙壁对子弹的平均作用力f的大小为 （2）以水运动方向为正方向，根据动量定理 t时间内喷水的质量表达式为 水受到的平均作用力为 根据牛顿第三定律，墙壁受到的平均作用力的大小为 15．(1)0.4， (2) 【详解】（1）由图乙有过程中在上滑动的加速度大小为 由受力分析和牛顿第二定律有 解得与间的动摩擦因数为 在过程中，和一起运动的加速度大小为 对整体受力分析和牛顿第二定律有 解得与地面间的动摩擦因数为 （2）在过程中，设的加速度为，对进行受力分析和牛顿第二定律有 解得 设时刻的速度为，经匀加速到 由运动学公式有 和弹性碰撞，动量守恒 能量守恒 解得 所以和碰撞后的速度大小为 $