2027届高三物理一轮复习动量模块专题检测

**基本信息** 聚焦动量守恒与碰撞综合应用，通过分层题型构建从概念理解到复杂模型的逻辑训练体系，强化科学思维与问题解决能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择|10题|涵盖弹性/非弹性碰撞、冲量计算、多体系统动量守恒|从动量定理基础应用到动量-能量综合，构建"守恒条件-矢量运算-模型迁移"逻辑链| |实验|2题|验证动量守恒（双线摆改进）、斜碰规律探究|通过实验设计与数据处理，深化科学探究中的证据意识与误差分析| |计算|3题|弹簧碰撞、传送带系统、圆环内多球碰撞|整合运动学、能量观点，形成"过程分析-守恒判断-方程联立"解题路径|

高三物理一轮复习动量专题检测（含答案） 考查内容：动量综合 考试时间：75min 分数：100分 一. 选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，质量为m的光滑平板A用竖立的弹簧支撑。现从平台上沿水平方向抛出一个质量也为m的球B。球B下落后与平板A发生完全弹性碰撞，则 A. 碰撞后球B一定沿B0方向运动 B. 碰撞后球B可能沿B1方向运动 C. 碰撞后球B一定沿B2方向运动 D. 碰撞后球B可能沿B3方向运动 2. 如图所示，一同学在水平地面上进行滑板练习，该同学站在滑板A前端与滑板以3m/s的共同速度做匀速直线运动，在滑板A正前方有一静止的滑板B。在滑板A接近滑板B时，该同学迅速从滑板A跳上滑板B，接着又从滑板B跳回滑板A，两滑板恰好不相撞。该同学的质量为24kg，两滑板的质量均为3kg，不计滑板与地面间的摩擦和空气阻力，下列说法正确的是 A. 上述过程中该同学与滑板A和滑板B组成的系统动量守恒 B. 该同学跳离滑板B的过程中，滑板B的速度增大 C. 该同学跳回滑板A后，他和滑板A的共同速度为2.4m/s D. 该同学全过程对滑板B的水平方向冲量大小为8.1N•s 3. 如图所示，长为L、质量为m的匀质链条，放在光滑的水平桌面上，其长度的悬挂于桌子边缘外，将其缓慢以匀速率v全部拉回桌面，所需冲量I的大小为 A. B. C. D. 4. 为清除太空碎片对航天器的潜在威胁，某兴趣小组提出一种设想。如图所示，一质量为m的太空碎片绕地球做半径为r的匀速圆周运动，在Q点受到一个与其速度方向垂直且背离地心向外的瞬时冲量I作用，变轨到图中的椭圆轨道，最终进入大气层而烧毁，设地球质量为M，引力常量为G，则该太空碎片受到冲量作用后瞬时的动能为 A. B. C. D. 5. 如图所示，长度均为0.6m、质量均为2kg的两个物块A与B静置于光滑水平面，一个轻杆固定于物块A上，长为0.8m的轻绳一端固定于轻杆顶端的O点处，另一端与质量为1kg的小球C拴接，将轻绳拉直并保持水平随后使小球静止释放，运动过程中轻绳始终保持伸直，重力加速度g取10m/s 2，则 A. A与B分离时，轻绳对C的拉力为35N B. A与B分离时，C的速率为m/s C. A与B分离后，轻绳与竖直方向夹角最大值为 D. C由静止释放到A、B分离的过程中，A的位移大小为0.24m 6. 如图所示，两侧带有固定挡板的平板车乙静止在光滑水平地面上，挡板的厚度可忽略不计，车长为2L，与平板车质量相等的物块甲（可视为质点）由平板车的中点处以初速度v0向右运动，已知甲、乙之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，忽略甲、乙碰撞过程中的能量损失，设甲、乙碰撞的次数为n (n≠0)，则 A. 甲、乙第一次达到相同速度所需时间为 B. 从甲开始滑动到甲、乙共速的过程中，两者间相对滑动的总路程为 C. 若甲、乙碰撞的次数为49，最终甲距离乙左端的距离为 D. 若甲、乙碰撞的次数为50，最终甲距离乙左端的距离为 7. 如图所示，两端分别固定有小球A、B（均视为质点）的轻杆竖直立在水平面上并靠在竖直墙面右侧处于静止状态。由于轻微扰动，A球开始沿水平面向右滑动，B球随之下降，此过程中两球始终在同一竖直平面内。已知轻杆的长度为l，两球的质量均为m，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是 A. 球动能最大时对水平面的压力大小等于2mg B. 竖直墙面对B球的冲量大小为 C. A球的最大动能为为 D. B球的最大动能为 二. 选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.如图所示，质量为2kg的小车A置于光滑水平地面上，其右侧是一半径为1m、圆心角为60°的光滑圆弧轨道，小车水平部分粗糙，动摩擦因数为0.5。质量为0.99kg的滑块B静止于小车的左端，现被水平飞来的质量为0.01kg、速度为700m/s的子弹C击中，子弹立即停留在滑块B中，之后随着B在小车上滑动，从圆弧轨道的最高点离开小车后B上升的最高点距小车顶端的高度为0.15m。滑块B可视为质点，不计空气阻力，g取10m/s2，下列说法正确的有 A. 滑块B离开小车瞬间的速度大小为m/s B. 小车粗糙水平面的长度为1.9m C. 滑块B离开小车后再下落到与小车顶端同高度时，距离顶端m D. 子弹开始运动到滑块B离开小车的过程中，系统机械能损失了9.5J 9. 如图，坚硬的水平地面上放置一木料，木料上有一个竖直方向的方孔，方孔各侧壁完全相同。木栓材质坚硬，形状为正四棱台，上下底面均为正方形，四个侧面完全相同且与上底面的夹角均为θ。木栓质量为m，与方孔侧壁的动摩擦因数为μ。将木栓对准方孔，接触但无挤压，锤子以极短时间撞击木栓后反弹，锤子对木栓冲量为I。木栓在竖直方向前进了Δx的位移，未到达方孔底部。方孔侧壁发生弹性形变，弹力线性变化，近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则 A. 进入过程，木料对木栓的合力冲量为－I B. 进入过程，木料对木栓的平均阻力大小为 C. 进入过程，木料和木栓的机械能共损失了 D. 前进Δx后木料对木栓一个侧面的最大静摩擦力大小为 10. 如图所示，一个固定的光滑导轨长臂水平、短臂竖直；一根不可伸长的轻绳，一端系在质量为M的圆环上，另一端与质量为m的小球相连，圆环套在长臂上。左手扶住圆环，右手拿起小球将轻绳水平拉直，已知轻绳长度为L，此时圆环距离短臂x，现将圆环与小球同时由静止释放，小球向下运动，若环与短臂碰后粘连（碰撞时间极短）。重力加速度取g = 10m/s2。从释放小球到小球第一次摆向最高点的过程中，下列说法正确的是 A. 当M = 0 (轻质环)、m = 1kg、x = 0.4m、L = 1m时，小球运动的最大速度大小为4m/s B. 当M = 0 (轻质环)、m = 1kg、x = 0.4m、L = 1m时，小球在最低点对绳子的拉力大小等于17N C. 当M = 1kg、m = 1kg、x =m、L =m时，环的最大速度大小为m/s D. 当M = 1kg、m = 1kg、x =m、L =m时，小球的最大速度大小为m/s 三. 非选择题：本题共5小题，共54分。 11.（4分） 用如图1所示的实验装置验证动量守恒定律，两个小球的质量分别为m1、m2，悬挂小球的细线长度均为l，细线竖直且两球紧靠。现将1球拉开至细线与竖直方向夹角为α的位置，然后由静止释放并与2球碰撞。碰撞后，1、2球分别向左、向右摆动到最高点，测得此时悬挂的细线与竖直方向夹角分别为θ1、θ2。 （1）若两球碰撞前后动量守恒，则其表达式为______（用已知物理量表示）。 （2）某同学以牛顿摆为灵感，设计了另一套验证装置。用4根长度均为l的细线将两个直径均为d，质量分别为m3、m4的小球悬挂于等高水平直杆上的四点，O1O2、O3O4之间的距离为，两水平直杆间的距离为d，如图2所示。如图3所示，现将3球从A点由静止释放，在最低点与静止的4球发生水平方向正撞，碰后3球向左反弹，4球向右摆动，重力加速度为g。 ①实验中测得3球拉到A点时偏离竖直平面的角度为β，则3球第一次摆到最低点，与4球发生碰撞前瞬间的动量大小为________（用已知物理量表示）。 ②与图1的单线悬挂相比，该装置采用双线摆的优点是__________________。 12.（8分） 如图甲所示，某小组为了研究台球斜碰规律，进行了如下实验。 （1）原理分析：将两个质量均为0.16kg的相同小球P、Q置于较为光滑水平桌面（图乙中P1、Q1位置）。使小球P以一定初速度与静止的小球Q发生斜碰（无旋转），同时用曝光时间间隔为T的频闪相机记录运动过程。以P1为坐标原点，沿小球P初速度方向和垂直于初速度方向建立坐标系。若小球在斜碰x、y方向动量均守恒，则需要验证的关系式有__________（填字母）。 A. xP3 − xP2 = xP5 − xP4 + xQ3 − xQ2 B. xP3 − xP2 = xP5 − xP4 + xQ2 − xQ1 C. yP5 − yP4 = yQ1 − xQ2 D. yP5 − yP4 = yQ2 − xQ3 （2）数据处理：根据频闪照片比例，测出两小球各时刻坐标数值，如下表，已知曝光时间间隔T = 0.1s，x方向两小球碰撞前后总动量均为________kg•m/s，故可以得出实验结论：______________________________________。 位置 P2 P3 P4 P5 Q1 Q2 Q3 x坐标/m 0.200 0.400 0.483 0.501 0.500 0.617 0.799 y坐标/m 0.000 0.000 0.037 0.094 －0.009 －0.046 / （3）讨论交流：半径相同、质量相等的两球P、Q发生弹性斜碰瞬间（无旋转），已知 P 的速度大小为v，方向与两球球心连线成α角，如图丙所示。将运动按沿球心连线方向和垂直球心连线方向分解，则______（填字母）。 A. v沿垂直球心连线方向分速度为vcosα B. 碰后Q的速度为vcosα C. 碰撞后P、Q两球速度方向之间的夹角为90° 13.（12分） 如图（a），一质量为m的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上。物块B向A运动，t = 0时与弹簧接触，到t = 2t0时与弹簧分离，第一次碰撞结束，A、B的v-t图像如图（b）所示。已知从t = 0到t = 2t0时间内，物块A运动的距离为0.36v0t0。A、B分离后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为37°，与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求： （1）第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值。 （2）第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值。 （3）物块A与斜面间的动摩擦因数。 14.（14分） 如图所示，质量为2kg的物体A静止于光滑水平面MN上，水平面MN右端与倾斜传送带平滑连接，传送带长L = 3.2m，倾斜传送带与水平方向夹角θ为30°，传送带以8m/s的速度顺时针转动，物体A与传送带间的动摩擦因数为μ1 =，倾斜传送带上端与光滑水平面PQ平滑连接，上方加有光滑曲面转向装置，使物体在倾斜传送带上端速度方向变为水平方向而大小不变，足够长的薄板C静止在PQ下方光滑水平面EF上，薄板C的质量为3kg，薄板C的上表面与水平面PQ的高度差h = 1.8m，物体A与薄板C的上表面的动摩擦因数为μ2 = 0.05，重力加速度取g = 10m/s²，质量为1kg的物体B以某一水平向右的初速度撞向A，与A发生弹性碰撞，求： （1）若使物体A到达倾斜传送带上端速度大小为5m/s，B的初速度多大。 （2）若使物体A从水平面上Q点平抛轨迹相同，B的初速度取值范围。 （3）当B的初速度大小为12m/s时，若物体A与薄板C每次碰后竖直方向速度与碰前等大反向，则A与C碰撞几次后，A在C上碰撞位置将会相同（每次碰撞时间极短）。 15.（16分） 如图，半径为R的圆环水平放置并固定，圆环内有质量为mA和mB的小球A和B（mA＞mB）。初始时小球A以初速度v0沿圆环切线方向运动，与静止的小球B发生碰撞。不计小球与圆环之间的摩擦，两小球始终在圆环内运动。 （1）若小球A与B碰撞后结合在一起，求碰撞后小球组合体的速度大小及做圆周运动所需向心力的大小。 （2）若小球A与B之间为弹性碰撞，且所有的碰撞位置刚好位于等边三角形的三个顶点，求小球的质量比。 （3）若小球A与B之间为非弹性碰撞，每次碰撞后的相对速度大小为碰撞前的相对速度大小的e倍（0＜e＜1），求第1次碰撞到第2n+1次碰撞之间小球B通过的路程。 高三物理一轮复习动量专题检测答案 一. 选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 1 2 3 4 5 6 7 C D D B A C D 二. 选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8 9 10 ABC BCD AD 三. 非选择题：本题共5小题，共54分。 11.（4分） （1）（2分）。 （2）①（1分）； ②保证小球在同一竖直平面内摆动，避免发生斜碰，减小实验误差（1分）。 12.（8分，每空2分） （1）AD。（2）0.320；小球在x方向上动量守恒。 （3）BC。 13.（12分） （1）第一次碰撞，根据动量守恒定律： 解得：（1分） A、B共速时弹簧的弹性势能最大，根据能量守恒定律： ，解得：（2分） （2）B接触弹簧后，任意时刻系统动量守恒： （0.5分） 取一个极小的时间微元，式子两边同乘：（1分） 对0～t0过程进行微元的累加可得：（1分） 上式可转换为：，解得（1分） 则弹簧的最大压缩量为：（0.5分） （3）A两次到达相同最高点，则第二次与B碰撞后速度为2v0，根据动量守恒： （0.5分） 根据能量守恒： （0.5分） 联立可得：（1分） 对A上滑和下滑过程分别列动能定理： （1分） （1分） 联立可得：（1分） 14.（14分） （1）A、B发生弹性碰撞，根据动量、能量守恒： （0.5分） （0.5分） 联立可得：（1分） A滑上传送带后，根据牛顿第二定律：（0.5分） 解得：a = 2.5m/s2（0.5分） 由于v1小于传送带速度，故物块A一直加速，，vA = 3m/s（0.5分） 则B的初速度：v0 = 4.5m/s（0.5分） （2）A的平抛轨迹相同，说明平抛初速度即为传送带速度，考虑两种极端情况： 若物块A一直加速：，m/s，v0min =m/s（1.5分） 若物块A一直减速，根据牛顿第二定律：（0.5分） 解得：a’ = 12.5m/s2（0.5分） 根据运动学公式：，vA2 = 12m/s，v0max = 18m/s（1分） 故B的初速度取值范围为m/s（0.5分） （3）根据（2）计算结果可知，此时A的平抛初速度为8m/s，根据运动学公式： ，可得：= 6m/s（1分） A、C发生碰撞，对A分别沿水平和竖直方向列动量定理： （1分） （1分） 联立可得：= －0.6m/s（0.5分） 对C沿水平方向列动量定理：，可得：= 0.4m/s（1分） A与C碰撞n次后，A在C上碰撞位置将会相同，则两者速度相同： （1分） 可解得：n = 8（0.5分） 15.（16分） （1）有题意可知A、B系统碰撞前后动量守恒,设碰撞后两小球的速度大小为v，则根据动量守恒有 （0.5分） 可得 （0.5分） 碰撞后根据牛顿第二定律有 （0.5分） 可得 （0.5分） （2）若两球发生弹性碰撞，设碰后速度分别为vA，vB，则碰后动量和能量守恒： （0.5分） （0.5分） 联立解得 ，（1分） 因为所有的碰撞位置刚好位于等边三角形的三个顶点，如图 ①若第二次碰撞发生在图中的b点，则从第一次碰撞到第二次碰撞之间，A、B通过的路程之比为，则有 （1分） 联立解得 （0.5分） 由于两质量均为正数，故k1=0，即 （0.5分） 对第二次碰撞，设A、B碰撞后的速度大小分别为，，则同样有 （0.5分） （0.5分） 联立解得，，故第三次碰撞发生在b点、第四次碰撞发生在c点，以此类推，满足题意。 ②若第二次碰撞发生在图中的c点，则从第一次碰撞到第二次碰撞之间，A、B通过的路程之比为；所以 （1分） 联立可得 （0.5分） 因为两质量均为正数，故k2=0，即 （0.5分） 根据①的分析可证，，满足题意。 综上可知 或 （3）第一次碰前相对速度大小为v0，第一次碰后的相对速度大小为，第一次碰后与第二次相碰前B球比A球多运动一圈，B球相对A球运动一圈，则： （0.5分） 第一次碰撞动量守恒有 （0.5分） 且 （0.5分） 联立解得 （0.5分） B球运动的路程 （0.5分） 第二次碰撞的相对速度大小为 （0.5分） （0.5分） 第二次碰撞有 （0.5分） 且 （0.5分） 联立可得 （0.5分） 所以B球运动的路程 （1分） 一共碰了2n次，有 （1分） 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $