2027届高三物理一轮复习专题分层练习:动量及动量定理
2026-09-11
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摘要:
**基本信息**
分层递进式动量专题训练,覆盖概念理解、定理应用及高考实战,注重运动和相互作用观念的建构与科学思维中的模型迁移。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础篇|5题型(2-4题/型)|概念辨析(动量/冲量)、F-t图像、缓冲/流体模型|从概念到定理应用,构建“定义-图像-实际情境”逻辑链|
|提升篇|5题|综合应用(多过程、跨模块)|深化动量定理与守恒的关联,强化科学推理能力|
|真题篇|7题(含23-26年高考题)|高考高频情境(台风风力、霍尔推进器)|对接命题趋势,突出模型建构与实际问题解决|
内容正文:
一轮复习专题——动量及动量定理(分层练习)
目 录
基础篇【难度等级:★☆☆☆☆|基础过关】 1
【题型一】动量、冲量、动量定理基本概念的理解与计算 1
【题型二】F-t图像的求解与应用 2
【题型三】动量定理与缓冲 5
【题型四】动量定理求解流体问题 7
【题型五】动量守恒定律及其初步应用 9
提升篇【难度等级:★★★☆☆|能力进阶】 10
真题篇【难度等级:★★★★☆|高考实战】 16
基础篇【难度等级:★☆☆☆☆|基础过关】
【题型一】动量、冲量、动量定理基本概念的理解与计算
1. (2026·福建·模拟预测)如图所示,小福同学正在练习颠球,足球从某一高度下落到脚上,与脚发生相互作用后被弹起,已知足球刚接触脚与刚离开脚时重心在同一高度,则此过程中,足球( )
A.重力的冲量为0 B.重力做的功为0
C.速度变化量为0 D.所受合力的冲量为0
【答案】B
【难度】0.72
【知识点】重力做功、利用动量定理求蹦极类的问题、求恒力的冲量
【详解】A.在此过程的这段时间中,重力不为零,时间不为零,所以重力的冲量不为0,故A错误;
C.初速度方向竖直向下,末速度方向竖直向上,初、末状态速度的方向发生了变化,所以速度变化量不为0,故C错误;
B.足球刚接触脚与刚离开脚时重心在同一高度,则此过程中,足球重力做的功为0,故B正确;
D.此过程中动量变化量不为0,根据动量定理可知所受合力冲量不为0,故D错误。故选B。
2.
(多选)(2025·福建·模拟预测)如图所示为质量m的蹦床运动员(视为质点)比赛时的简化情景。比赛中,某时刻运动员从高处由静止自由下落到刚与蹦床接触用时,第一次与蹦床自由接触过程的作用时间为,反弹后离开蹦床竖直向上运动的时间为,不计任何阻力,重力加速度为g,则下列判断正确的是( )
A.运动员与蹦床接触过程中,蹦床对运动员的冲量大于运动员对蹦床的冲量
B.运动员与蹦床接触后向下运动过程中,运动员受到的合外力先做正功后做负功
C.运动员第一次与蹦床接触作用的过程中,蹦床对运动员的冲量大于
D.整个过程中,运动员机械能始终守恒不变
【答案】BC
【难度】0.65
【知识点】功的正负及判断、判断系统机械能是否守恒、冲量的定义、单位和矢量性、用动量定理解释缓冲现象
【详解】A.运动员与蹦床接触过程中,相互作用力等大反向,作用时间相等,因此蹦床对运动员的冲量与运动员对蹦床的冲量大小相等,故A错误;
B.运动员与蹦床接触后向下运动过程中,速度先变大后变小,根据动能定理,运动员受到的合外力先做正功后做负功,故B正确;
C.运动员第一次与自由蹦床接触过程中,设蹦床对运动员的冲量为I,则,得,故C正确;
D.运动员与蹦床接触过程,运动员的机械能会先减小再增大,故D错误。故选BC。
【题型二】F-t图像的求解与应用
3.
(24-25高三上·福建福州·期中)质量为的质点P,在时刻由静止开始做直线运动,其合外力随时间按图示曲线变化。则( )
A.时间内,合外力对P做的功为
B.时间内,P的速度变化量为
C.时,P的速率最大
D.时,P的速率最大
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】利用F-t图像求冲量、动能定理的初步应用、动量定理的内容
【详解】A.图线与横轴围成的面积表示合外力的冲量,则根据动量定理可知合外力的冲量等于质点动量的变化,时间内,质点动量的变化量为,质点的速度为,根据动能定理可知时间内,合外力对P做的功为,故A正确;
B.同理可得时间内,质点动量的变化量为,解得时间内,P的速度变化量为,故B错误;
CD.质点初始速度为0,则从初始状态开始到达动量变化量最大的时刻,速率取得最大值,根据上述分析可知图线与横轴围成的面积最大时质点速度最大,则图像上速率最大的时刻为和时,故CD错误。故选A。
4. (2025·山西临汾·三模)一物块静止在粗糙水平地面上,0~4s内所受水平拉力随时间的变化关系图像如图甲所示,0~2s内速度—时间图像如图乙所示,取重力加速度g=10m/s2,关于物块的运动。下列说法正确的是( )
A.前2s内拉力做的功为12J
B.前4s内拉力的冲量为
C.前4s内物块一直在运动
D.物块在4s末减速为零
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】利用F-t图像求冲量、动量定理与v-t图像结合的问题、功的定义(式)
【详解】A.由图乙可知,第内、第内物块的位移分别为,,则前2s内拉力做的功为,故A错误;
B.图甲中图像与时间轴所包围的面积表示拉力的冲量,故前4s内拉力的冲量为,故B正确;
CD.由题意可知,物块所受的滑动摩擦力大小为,假设前4s内物块一直在运动,设物块在4s末的速度为,由动量定理得,得,说明在4s前速度已经减为零,速度减为零后保持静止,故CD错误。故选B。
5.
(多选)(2026·河北·一模)如图甲所示,足够长固定斜面的倾角为37°,物块质量为1kg,与斜面间的动摩擦因数为0.5,将物块从斜面上一点由静止释放的同时,在物块上施加一垂直斜面的力,力的大小随时间变化的图像如图乙所示,sin37°=0.6,重力加速度g取 最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A.0~12s内,物块从开始运动到速度最大经历的时间为8s
B.0~12s内物块的最大速度为4m/s
C.0~18s内摩擦力的冲量大小为108N·s
D.0~24s内合外力的平均功率为0.5W
【答案】BC
【难度】0.65
【知识点】利用F-t图像求冲量、平均功率、动量定理的内容
【详解】A.物块达到最大速度时受合力为零,则,其中,解得t1=4s,即0~12s内,物块从开始运动到速度最大经历的时间为4s,A错误;
B.0~4s内由动量定理,其中F4=4N,解得vm=4m/s,即0~12s内物块的最大速度为4m/s,B正确;
C.因t1=4s时滑块到达最大速度,以后滑块做减速运动,则速度减为零时,由动量定理,其中,解得,以后8s~20s滑块将静止,则0~18s内摩擦力的冲量大小,C正确;
D.从20s-24s滑块从静止开始向下运动,则由动量定理,其中,,解得v=4m/s,则24s内合外力做功, 0~24s内合外力的平均功率为,D错误。故选BC。
【题型三】动量定理与缓冲
6.
(2025·河南·三模)如图是某款运动鞋的广告图,该款运动鞋采用EVA材质制作鞋垫,有很好的缓震效果。某运动员从0.8m的平台竖直跳下后静止,穿普通运动鞋时脚的触地时间为0.2s,穿该款运动鞋时脚的触地时间为0.25s,若该运动员的质量为65kg,空气阻力可忽略不计,取重力加速度大小为,则穿该款运动鞋减少的冲击力大小为( )
A.130N B.260N C.520N D.1690N
【答案】B
【难度】0.72
【知识点】用动量定理解释缓冲现象
【详解】运动员从0.8m的平台竖直跳下后静止,触地瞬间的速度满足,解得,在触地缓冲过程中,取竖直向上为正方向。设地面对运动员的平均冲击力为,根据动量定理有,解得,穿普通运动鞋时脚的触地时间为0.2s,可得,穿该款运动鞋时脚的触地时间为0.25s,可得,可知穿该款运动鞋减少的冲击力大小为,故选B。
7. (25-26高三上·江苏镇江·阶段检测)高空抛物伤人事件时有发生,成年人头部受到500N的冲击力,就会有生命危险。设有一质量为50g的鸡蛋从高空坠落,其直径大小取为5cm,以鸡蛋上、下沿接触地面的时间差作为其撞击地面的时间。要产生500N的冲击力,鸡蛋坠落的高度约为( )
A.18m B.30m C.50m D.80m
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】用动量定理解释缓冲现象
【详解】设鸡蛋落地瞬间的速度为v,鸡蛋撞击地面的过程视为匀减速直线运动。 鸡蛋直径d=5cm=0.05m,撞击过程中的平均速度,则撞击时间,根据动量定理,取竖直向上为正方向,则有,由于冲击力F=500N 远大于重力mg=0.05×10N=0.5N,可忽略重力,则有FΔt≈mv,联立 解得落地速度的平方
结合运动学规律,可得坠落高度,故选C。
【题型四】动量定理求解流体问题
8. (24-25高三·福建·三轮复习)2024年登陆福建的台风“格美”给沿海地区造成巨大的财产损失。该台风登陆时中心最大风速约50m/s,假设海边一酒店的一扇竖直玻璃窗户高1.5m,宽0.8m,受到台风“格美”的正面袭击(风以最大速度垂直吹向窗户),空气到达窗户后沿玻璃向四周均匀散开,已知当地的空气密度ρ=1.2kg/m3,则这扇窗户所承受的风力约为( )
A.7.2×103N B.3.6×103N C.3.0×103N D.1.8×103N
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】用动量定理解决流体问题
【分析】本题以台风为背景,检测考生的模型建构能力。
【详解】在极短时间内垂直吹向玻璃的空气的质量,根据动量定理有,可得,代入数据得,故选B。
9.
(2023·福建泉州·一模)水刀(如图所示),即以水为刀,本名高压水射流切割技术,以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐。目前在中国,“水刀”的最大压强已经做到了420MPa。“水刀”在工作过程中,将水从细喷嘴高速喷出,直接打在被切割材料的表面上,假设高速水流垂直打在材料表面上后,立刻沿材料表面散开没有反弹,已知水的密度为,试估算要达到我国目前的“水刀”压强,则该“水刀”喷出的水流速度约为 ( )
A.600m/s B.650m/s C.700m/s D.750m/s
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】用动量定理解决流体问题
【详解】设水流速度为v,横截面积为s,在极短时间内的质量,由动量定理得,得,故选B。
10.
(2026·福建·模拟预测)我国“天宫”空间站在距地面约的轨道上运行,该高度处仍存在相对地心静止的稀薄气体,会对空间站产生阻力,空间站可通过持续开启发动机以维持原有速度大小不变。已知空间站垂直速度方向的横截面积为S,气体密度均匀、大小为,空间站速度为v,若气体与空间站前端碰撞后共速,则空间站克服气体阻力做功的功率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.56
【知识点】瞬时功率、用动量定理解决流体问题
【详解】取极短时间内与空间站碰撞的气体为研究对象。该部分气体的体积为时间内扫过的气柱体积,质量,气体初始相对地心静止,碰撞后与空间站共速为,根据动量定理,空间站对气体的作用力满足,代入可得,解得,根据牛顿第三定律,气体对空间站的阻力大小,空间站克服阻力做功的功率,故选C。
11.
(2025·福建·二模)水车作为农耕文化的重要组成部分,体现了中国古代劳动人民的创造力。如图所示为一种水车的原理简化图,水车竖直放置,其叶片与半径共线,水渠引出的水从一定高度以的速度水平流出,水的流量为,水流出后做平抛运动,某时刻水流均垂直冲击到与竖直面成60°的叶片上(叶片面积大于水流横截面积)。已知水流冲击叶片后速度变为零并从两侧流走,则水流对叶片的冲击力大小约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】动量定理的内容、用动量定理解决流体问题
【详解】水流出后做平抛运动,水流冲击叶片前瞬间的速度大小为,水的流量为Q=60kg/s,取极短时间,和叶片作用的水质量为,忽略水流的重力,根据动量定理有,解得叶片对水流的作用力大小为F=480N,根据牛顿第三定律可知水流对叶片的冲击力大小为480N。故选B。
【题型五】动量守恒定律及其初步应用
12.
(多选)(23-24高三上·河南周口·阶段检测)如图所示,装有一定质量沙子的小车静止在光滑的水平面上,将一个铁球从某一高度处以大小为的初速度水平抛出,小球落入车内并陷入沙中最终与车一起向右匀速运动。不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小球陷入沙中越深,小车最终的速度越大
B.小球抛出时的高度越高,小车最终的速度越大
C.小球陷入沙中过程,小球和沙、车组成的系统动量不守恒,机械能不守恒
D.若小车匀速运动后车上有一缝隙漏沙子,车上沙子越来越少,车子的速度保持不变
【答案】CD
【难度】0.65
【知识点】判断系统机械能是否守恒、判断系统动量是否守恒
【详解】AB.小球与车、沙组成的系统在水平方向动量守恒,由可知,小球陷入沙中深浅、抛出时的高低与最终速度v无关,故AB错误;
C.小球陷入沙中过程,小球在竖直方向做变速运动,系统在竖直方向合力不为零,因此系统动量不守恒,由于小球与沙的摩擦损失机械能,因此系统机械能不守恒,故C正确;
D.若小车匀速运动后车上有一缝隙漏沙子,漏出的沙子做平抛运动,水平方向速度不变,根据水平方向动量守恒可知,车的速度保持不变,故D正确。故选CD。
【点睛】判断系统动量是否守恒时,可通过物体的运动情况,分析物体在任一方向上是否合外力为零,再进一步分析系统在物体受力不平衡方向上是否合外力为零,继而确定系统是否动量守恒。
13.
(2026·河南南阳·模拟预测)如图所示,A和B两小车静止在光滑的水平面上,质量分别为,,A车上有一质量为的机器人,相对地面以的水平速度向右跳上B车,并与B车相对静止(不考虑空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.机器人跳离A车的过程中,机器人与A车系统机械能守恒
B.机器人跳离A车后,A车的速度大小为0.4m/s
C.机器人跳上B车后与B车一起运动的速度大小为0.5m/s
D.机器人跳上B车的过程中,对B车所做的功为0.5J
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】动量守恒定律的内容、应用范围和推导、动量守恒定律的初步应用
【详解】A.跳车过程中机器人,将化学能转化为系统的机械能,不满足只有重力或弹力做功,故机器人与A车系统机械能不守恒,故A错误;
B.机器人跳离A车过程,机器人与A车组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律可得,代入数据解得,即A车的速度大小为,方向向左,故B正确;
C.机器人跳上B车过程,机器人与车组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律可得,代入数据解得,故C错误;
D.根据动能定理可知,机器人跳上B车的过程中,对B车所做的功等于B车动能的变化量,即,代入数据解得,故D错误。故选B。
提升篇【难度等级:★★★☆☆|能力进阶】
14.
(多选)(2026·广东东莞·二模)质量为m的小球在光滑水平面上以一定速度垂直撞击竖直墙壁,用传感器测出墙壁所受冲击力大小随时间变化的曲线如图所示,图像显示时刻冲击力最大为,其左侧和右侧的面积分别为和,已知,下列说法正确的有( )
A.撞击过程中冲击力先变大后变小
B.撞击过程为弹性碰撞
C.撞击前后小球动量改变量的大小为
D.撞击前后小球动能变化量为
【答案】AD
【难度】0.42
【知识点】利用F-t图像求冲量、动量和动能的区别与联系、弹性碰撞:动碰静
【详解】A.由图像可知,冲击力从接触墙壁开始从逐渐增大到最大值,之后又减小到,因此撞击过程中冲击力先变大后变小,故A正确。
B.若为弹性碰撞则动能不变,即,应有,题目给出,说明,碰撞过程有动能损失,为非弹性碰撞,故B错误。
C.撞击过程总冲量等于动量变化量,方向始终不变,总冲量为,因此动量改变量大小为,故C错误。
D.动能变化量,根据动量定理,,解得 ,故D正确;故选AD。
15.
(多选)(2024·黑龙江·模拟预测)如图为运动员的索降示意图,质量为m的运动员双手抓握绳索从高处由静止开始匀加速下降,下降高度为h,双脚触地同时松手,后用时t速度减为零,脚对地面的平均压力为,取地面为重力势能的零势能面,重力加速度为g,运动员可视为质点。下列说法正确的是( )
A.人加速下降的时间为
B.人落地时的速度大小为
C.人的重力势能等于动能时,两者一定都是
D.k可能为
【答案】AB
【难度】0.4
【知识点】动能定理的初步应用、用动量定理解释缓冲现象
【详解】B.设竖直向下为正方向,根据动量定理可得,解得人落地时的速度大小为,故B正确;
A.根据平均速度计算可得,解得,故A正确;
C.根据, ,解得,根据动能定理,当人的重力势能等于动能时,从此位置到落到地面过程中,可得,故C错误;
D.从开始到人的重力势能等于动能时,根据动能定理,,解得,解得,故D错误。
故选AB。
16.
(多选)(24-25高三·全国·一轮复习)某市消防救援指挥中心接到报警称:某区某街道某路某号4楼起火,70名指战员到达现场将火势扑灭,如图所示,用高压水枪喷出的强力水柱冲击着火物时,设水柱直径为D,水流以水平速度v垂直射向着火物,水柱冲击着火物后速度为零。高压水枪的质量为M,消防员手持高压水枪操作,进入水枪的水流速度忽略不计,水的密度为,下列说法正确的是( )
A.水枪的流量(单位时间内通过水枪某一横截面的水量)为
B.水柱对着火物的冲击力大小为
C.向前水平喷水时,消防员对水枪的作用力方向与水流方向相反
D.如果将水平水流速度变为原来的2倍,消防员对水枪的作用力小于原来的4倍
【答案】BD
【难度】0.41
【知识点】用动量定理解决流体问题
【详解】A.设时间内,从水枪喷出的水的体积为,质量为,则有,则流量为,A错误;
B.考虑一段极短时间,在此时间内喷到着火物上水的质量为,设着火物对水柱的作用力为,由动量定理有,时间内冲到着火物上水的质量为
解得,由牛顿第三定律可知,水柱对着火物的冲击力为,B正确;
C.当高压水枪向前喷出高压水流时,水流对高压水枪的作用力向后,由于高压水枪有重力,根据平衡条件,手对高压水枪的作用力方向斜向前上方,C错误;
D.水枪受到水流的力,如果将水平水流速度变为原来的2倍,反冲力变为原来的4倍,水枪处于平衡状态,根据平衡条件,手对水枪的力的水平方向分力变为原来的4倍,但水枪重力不变,手对水枪的力的竖直方向分力不变,则消防员对水枪的作用力小于原来的4倍,D正确。故选BD。
17. (24-25高三上·福建福州·期中)“娱乐风洞”是一项新型娱乐项目,在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来,使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图,一质量为m的游客恰好静止在半径为R的圆柱形竖直风洞内,已知气流密度为ρ,游客在这种姿势下的受风面积(游客在垂直于风力方向的投影面积)为S,风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定。假设气流吹到人身上后速度变为零,重力加速度为g,不考虑气体重力,下列说法正确的是( )
A.风速不变,游客在受风面积变化时仍能静止
B.气流速度大小为
C.若风速变为原来的,则游客向下加速,加速度大小为
D.若风速变为原来的2倍,则游客向上加速,加速度大小为3g
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】用动量定理解决流体问题
【详解】B.对时间内吹向游客的空气,设气体质量为,则,则风的动量变化为,以时间内吹向游客的空气为研究对象,由动量定理可得
,由于游客处于静止状态,则F=mg,联立得,故B错误;
A.由B项解析可知,游客静止时,风速,可知游客在受风面积变化时,要使游客静止,风速一定要发生变化,故A错误;
C.若风速变为原来的,则风力为,则,由动量定理可知,根据牛顿第二定律可知,联立解得,游客向下加速,故C错误;
D.若风速变为原来的2倍,则风力为,则,由动量定理可知,根据牛顿第二定律可知,联立解得,游客向上加速,故D正确。故选D。
18.
(23-24高三上·福建福州·期末)如图所示,游戏者享受着坐在喷泉上的快乐。若游戏者的质量,喷泉喷到人体的水柱横截面积,支撑人的水柱高,水接触人体后做平抛运动。忽略空气阻力,水的密度,重力加速度g取,则喷口处的水流速度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.4
【知识点】竖直上抛运动的规律及应用、用动量定理解决流体问题
【详解】喷口处的水流速度为,与人体接触时水流速度为,设水流与人接触的很短时间内,水的质量,设这部分水受到的向下的冲击力大小为,竖直向上为正方向,由动量定理得,解得,又根据牛顿第三定律,游戏者对人的冲击力大小,对游戏者受力平衡得,得,解得,由运动学公式,解得,故选C。
19.
(多选)(25-26高三上·云南保山·期末)足够大的光滑水平面上,一根不可伸长的细绳一端连接着质量为的物块,另一端连接质量为的木板,绳子开始是松弛的。质量为的物块放在长木板的右端,与木板间的滑动摩擦力的大小等于最大静摩擦力大小。现在给物块水平向左的瞬时初速度,物块立即在长木板上运动。已知绳子绷紧前,、已经达到共同速度;绳子绷紧后,、总是具有相同的速度;物块始终未从长木板上滑落。下列说法正确的是( )
A.绳子绷紧前,、达到的共同速度大小为
B.绳子刚绷紧后的瞬间,、的速度大小均为
C.绳子刚绷紧后的瞬间,、的速度大小均为
D.最终、、三者将以大小为的共同速度一直运动下去
【答案】ACD
【难度】0.4
【知识点】绳连接体问题、动量守恒定律的初步应用
【详解】A.绳子绷紧前,、已经达到共同速度,设、达到的共同速度大小为,根据动量守恒定律,解得,A正确;
BC.绳子刚绷紧后的瞬间,、具有相同的速度,、组成的系统满足动量守恒,解得,B错误,C正确;
D.设、、三者最终有共同的速度,、、组成的系统动量守恒,解得,D正确。故选ACD。
真题篇【难度等级:★★★★☆|高考实战】
20. (2026·北京·高考真题)如图所示,一物块在固定斜面上匀速下滑,不计空气阻力。物块在下滑过程中( )
A.所受合力的冲量为零
B.所受支持力的冲量为零
C.所受重力与摩擦力的合力做正功
D.机械能守恒
【答案】A
【难度】0.86
【知识点】求恒力的冲量、判断系统机械能是否守恒、动量定理的内容
【详解】A.合外力冲量等于物块动量变化,匀速运动速度不变、动量变化量为0,因此物块所受合力的冲量为零,A正确;
B.支持力大小不为零,物块下滑过程的作用时间不为零,根据冲量定义,支持力的冲量不为零,B错误;
C.物块三力平衡,重力、支持力、摩擦力的总合力为0,因此重力与摩擦力的合力与支持力等大反向,方向垂直斜面向下,而物块位移沿斜面向下,该合力与位移方向垂直,做功为0,C错误;
D.物块在下滑过程中,动能不变,重力势能减小,则机械能减小,D错误。故选 A。
21.
(2026·四川·高考真题)2026年2月,我国某科创团队发布全球首款速度达到的全尺寸人形机器人、该机器人体重;2025年1月、该团队发布的四足机器人体重。若两款机器人均以的速度同方向运动,则二者的动量大小之差为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】计算物体的动量及动量的变化
【详解】根据题意,由动量表达式可得,二者的动量大小之差为,故选C。
22. (多选)(2023·福建·高考真题)甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度—时间图像如图(a)所示,乙车所受合外力—时间图像如图(b)所示。则( )
A.0 ~ 2s内,甲车的加速度大小逐渐增大
B.乙车在t = 2s和t = 6s时的速度相同
C.2 ~ 6s内,甲、乙两车的位移不同
D.t = 8s时,甲、乙两车的动能不同
【答案】BC
【难度】0.65
【知识点】利用F-t图像求冲量、利用v-t图像求位移、动量定理的内容、v-t图像反映的物理量
【详解】A.由题知甲车的速度一时间图像如图(a)所示,则根据图(a)可知0 ~ 2s内,甲车做匀加速直线运动,加速度大小不变,故A错误;
B.由题知乙车所受合外力一时间图像如图(b)所示,则乙车在0 ~ 2s内根据动量定理有
I2 = mv2,I2 = S0 ~ 2 = 2N·s,乙车在0 ~ 6s内根据动量定理有,I6 = mv6,I6 = S0 ~ 6 = 2N·s
则可知乙车在t = 2s和t = 6s时的速度相同,故B正确;
C.根据图(a)可知,2 ~ 6s内甲车的位移为0;根据图(b)可知,2 ~ 6s内乙车一直向正方向运动,则2 ~ 6s内,甲、乙两车的位移不同,故C正确;
D.根据图(a)可知,t = 8s时甲车的速度为0,则t = 8s时,甲车的动能为0;乙车在0 ~ 8s内根据动量定理有I8 = mv8,I8 = S0 ~ 8 = 0,可知t = 8s时乙车的速度为0,则t = 8s时,乙车的动能为0,故D错误。故选BC。
23.
(多选)(2024·福建·高考真题)如图(a),水平地面上固定有一倾角为的足够长光滑斜面,一质量为的滑块锁定在斜面上。时解除锁定,同时对滑块施加沿斜面方向的拉力,随时间的变化关系如图(b)所示,取沿斜面向下为正方向,重力加速度大小为,则滑块( )
A.在内一直沿斜面向下运动
B.在内所受合外力的总冲量大小为零
C.在时动量大小是在时的一半
D.在内的位移大小比在内的小
【答案】AD
【难度】0.65
【知识点】动量定理与v-t图像结合的问题
【详解】根据图像可知当时,物块加速度为,方向沿斜面向下;当时,物块加速度大小为,方向沿斜面向上,作出物块内的图像
A.根据图像可知,物体一直沿斜面向下运动,故A正确;
B.根据图像可知,物块的末速度不等于0,根据动量定理,故B错误;
C.根据图像可知时物块速度大于时物块的速度,故时动量不是时的一半,故C错误;
D.图像与横轴围成的面积表示位移,故由图像可知过程物体的位移小于的位移,故D正确。故选AD。
24.
(2021·福建·高考真题)福建属于台风频发地区,各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为,16级台风的风速范围为。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌,则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的( )
A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】用动量定理解决流体问题
【详解】设空气的密度为,风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的横截面积为,在时间的空气质量为,假定台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的末速度变为零,对风由动量定理有,可得,10级台风的风速,16级台风的风速,则有。故选B。
25.
(多选)(2022·福建·高考真题)我国霍尔推进器技术世界领先,其简化的工作原理如图所示。放电通道两端电极间存在一加速电场,该区域内有一与电场近似垂直的约束磁场(未画出)用于提高工作物质被电离的比例。工作时,工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子,再经电场加速喷出,形成推力。某次测试中,氙气被电离的比例为95%,氙离子喷射速度为,推进器产生的推力为。已知氙离子的比荷为;计算时,取氙离子的初速度为零,忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用,则( )
A.氙离子的加速电压约为
B.氙离子的加速电压约为
C.氙离子向外喷射形成的电流约为
D.每秒进入放电通道的氙气质量约为
【答案】AD
【难度】0.65
【知识点】带电粒子在匀强电场中做直线运动、用动量定理解决流体问题、电流强度的定义及单位
【详解】AB.氙离子经电场加速,根据动能定理有,可得加速电压为,故A正确,B错误;
D.在时间内,有质量为的氙离子以速度喷射而出,形成电流为,由动量定理可得,进入放电通道的氙气质量为,被电离的比例为,则有,联立解得,故D正确;
C.在时间内,有电荷量为的氙离子喷射出,则有, ,联立解得,故C错误。故选AD。
26.
(2026·浙江·高考真题)在建筑工地上的某次打桩过程中,质量为的重锤,从时刻开始由某一高度静止下落,时刻与质量为的桩发生撞击,随后一起运动,时刻桩静止于软土中。不计空气阻力,重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A.时间内,锤对桩的平均作用力大小为
B.时间内,软土对桩的平均阻力大小为
C.时间内,软土对桩做的功等于锤和桩的机械能损失
D.时间内,锤的重力冲量值大于桩对锤作用力的冲量值
【答案】B
【难度】0.55
【知识点】动量定理的内容、常见力做功与相应的能量转化
【详解】AB.在时间内,重锤做自由落体运动,时刻重锤的速度大小为,重锤与桩发生撞击过程,根据动量守恒可得,解得撞击后瞬间的共同速度为,在时间内,以向上为正方向,以锤为对象,根据动量定理可得,代入数据解得桩对锤的平均作用力大小为,根据牛顿第三定律可知,锤对桩的平均作用力大小为;以重锤和桩为整体,根据动量定理可得,代入数据解得软土对桩的平均阻力大小为,故A错误,B正确;
C.在时间内,除了软土对桩做负功,碰撞过程也存在机械能损失,因此锤和桩的总机械能损失等于软土阻力做功的绝对值加上碰撞过程的机械能损失,故C错误;
D.在时间内,由于锤的初、末速度均为0,锤的动量变化量为0,根据动量定理可知,锤的重力冲量值大小等于桩对锤作用力的冲量值大小,故D错误。
故选B。
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一轮复习专题——动量及动量定理(分层练习)
目 录
基础篇【难度等级:★☆☆☆☆|基础过关】 1
【题型一】动量、冲量、动量定理基本概念的理解与计算 1
【题型二】F-t图像的求解与应用 2
【题型三】动量定理与缓冲 3
【题型四】动量定理求解流体问题 4
【题型五】动量守恒定律及其初步应用 6
提升篇【难度等级:★★★☆☆|能力进阶】 6
真题篇【难度等级:★★★★☆|高考实战】 10
基础篇【难度等级:★☆☆☆☆|基础过关】
【题型一】动量、冲量、动量定理基本概念的理解与计算
1. (2026·福建·模拟预测)如图所示,小福同学正在练习颠球,足球从某一高度下落到脚上,与脚发生相互作用后被弹起,已知足球刚接触脚与刚离开脚时重心在同一高度,则此过程中,足球( )
A.重力的冲量为0 B.重力做的功为0
C.速度变化量为0 D.所受合力的冲量为0
2.
(多选)(2025·福建·模拟预测)如图所示为质量m的蹦床运动员(视为质点)比赛时的简化情景。比赛中,某时刻运动员从高处由静止自由下落到刚与蹦床接触用时,第一次与蹦床自由接触过程的作用时间为,反弹后离开蹦床竖直向上运动的时间为,不计任何阻力,重力加速度为g,则下列判断正确的是( )
A.运动员与蹦床接触过程中,蹦床对运动员的冲量大于运动员对蹦床的冲量
B.运动员与蹦床接触后向下运动过程中,运动员受到的合外力先做正功后做负功
C.运动员第一次与蹦床接触作用的过程中,蹦床对运动员的冲量大于
D.整个过程中,运动员机械能始终守恒不变
【题型二】F-t图像的求解与应用
3.
(24-25高三上·福建福州·期中)质量为的质点P,在时刻由静止开始做直线运动,其合外力随时间按图示曲线变化。则( )
A.时间内,合外力对P做的功为
B.时间内,P的速度变化量为
C.时,P的速率最大
D.时,P的速率最大
4. (2025·山西临汾·三模)一物块静止在粗糙水平地面上,0~4s内所受水平拉力随时间的变化关系图像如图甲所示,0~2s内速度—时间图像如图乙所示,取重力加速度g=10m/s2,关于物块的运动。下列说法正确的是( )
A.前2s内拉力做的功为12J
B.前4s内拉力的冲量为
C.前4s内物块一直在运动
D.物块在4s末减速为零
5.
(多选)(2026·河北·一模)如图甲所示,足够长固定斜面的倾角为37°,物块质量为1kg,与斜面间的动摩擦因数为0.5,将物块从斜面上一点由静止释放的同时,在物块上施加一垂直斜面的力,力的大小随时间变化的图像如图乙所示,sin37°=0.6,重力加速度g取 最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A.0~12s内,物块从开始运动到速度最大经历的时间为8s
B.0~12s内物块的最大速度为4m/s
C.0~18s内摩擦力的冲量大小为108N·s
D.0~24s内合外力的平均功率为0.5W
【题型三】动量定理与缓冲
6.
(2025·河南·三模)如图是某款运动鞋的广告图,该款运动鞋采用EVA材质制作鞋垫,有很好的缓震效果。某运动员从0.8m的平台竖直跳下后静止,穿普通运动鞋时脚的触地时间为0.2s,穿该款运动鞋时脚的触地时间为0.25s,若该运动员的质量为65kg,空气阻力可忽略不计,取重力加速度大小为,则穿该款运动鞋减少的冲击力大小为( )
A.130N B.260N C.520N D.1690N
7. (25-26高三上·江苏镇江·阶段检测)高空抛物伤人事件时有发生,成年人头部受到500N的冲击力,就会有生命危险。设有一质量为50g的鸡蛋从高空坠落,其直径大小取为5cm,以鸡蛋上、下沿接触地面的时间差作为其撞击地面的时间。要产生500N的冲击力,鸡蛋坠落的高度约为( )
A.18m B.30m C.50m D.80m
【题型四】动量定理求解流体问题
8. (24-25高三·福建·三轮复习)2024年登陆福建的台风“格美”给沿海地区造成巨大的财产损失。该台风登陆时中心最大风速约50m/s,假设海边一酒店的一扇竖直玻璃窗户高1.5m,宽0.8m,受到台风“格美”的正面袭击(风以最大速度垂直吹向窗户),空气到达窗户后沿玻璃向四周均匀散开,已知当地的空气密度ρ=1.2kg/m3,则这扇窗户所承受的风力约为( )
A.7.2×103N B.3.6×103N C.3.0×103N D.1.8×103N
9.
(2023·福建泉州·一模)水刀(如图所示),即以水为刀,本名高压水射流切割技术,以其冷切割不会改变材料的物理化学性质而备受青睐。目前在中国,“水刀”的最大压强已经做到了420MPa。“水刀”在工作过程中,将水从细喷嘴高速喷出,直接打在被切割材料的表面上,假设高速水流垂直打在材料表面上后,立刻沿材料表面散开没有反弹,已知水的密度为,试估算要达到我国目前的“水刀”压强,则该“水刀”喷出的水流速度约为 ( )
A.600m/s B.650m/s C.700m/s D.750m/s
10.
(2026·福建·模拟预测)我国“天宫”空间站在距地面约的轨道上运行,该高度处仍存在相对地心静止的稀薄气体,会对空间站产生阻力,空间站可通过持续开启发动机以维持原有速度大小不变。已知空间站垂直速度方向的横截面积为S,气体密度均匀、大小为,空间站速度为v,若气体与空间站前端碰撞后共速,则空间站克服气体阻力做功的功率为( )
A.
B. C. D.
11.
(2025·福建·二模)水车作为农耕文化的重要组成部分,体现了中国古代劳动人民的创造力。如图所示为一种水车的原理简化图,水车竖直放置,其叶片与半径共线,水渠引出的水从一定高度以的速度水平流出,水的流量为,水流出后做平抛运动,某时刻水流均垂直冲击到与竖直面成60°的叶片上(叶片面积大于水流横截面积)。已知水流冲击叶片后速度变为零并从两侧流走,则水流对叶片的冲击力大小约为( )
A. B. C. D.
【题型五】动量守恒定律及其初步应用
12.
(多选)(23-24高三上·河南周口·阶段检测)如图所示,装有一定质量沙子的小车静止在光滑的水平面上,将一个铁球从某一高度处以大小为的初速度水平抛出,小球落入车内并陷入沙中最终与车一起向右匀速运动。不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小球陷入沙中越深,小车最终的速度越大
B.小球抛出时的高度越高,小车最终的速度越大
C.小球陷入沙中过程,小球和沙、车组成的系统动量不守恒,机械能不守恒
D.若小车匀速运动后车上有一缝隙漏沙子,车上沙子越来越少,车子的速度保持不变
13.
(2026·河南南阳·模拟预测)如图所示,A和B两小车静止在光滑的水平面上,质量分别为,,A车上有一质量为的机器人,相对地面以的水平速度向右跳上B车,并与B车相对静止(不考虑空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.机器人跳离A车的过程中,机器人与A车系统机械能守恒
B.机器人跳离A车后,A车的速度大小为0.4m/s
C.机器人跳上B车后与B车一起运动的速度大小为0.5m/s
D.机器人跳上B车的过程中,对B车所做的功为0.5J
提升篇【难度等级:★★★☆☆|能力进阶】
14.
(多选)(2026·广东东莞·二模)质量为m的小球在光滑水平面上以一定速度垂直撞击竖直墙壁,用传感器测出墙壁所受冲击力大小随时间变化的曲线如图所示,图像显示时刻冲击力最大为,其左侧和右侧的面积分别为和,已知,下列说法正确的有( )
A.撞击过程中冲击力先变大后变小
B.撞击过程为弹性碰撞
C.撞击前后小球动量改变量的大小为
D.撞击前后小球动能变化量为
15.
(多选)(2024·黑龙江·模拟预测)如图为运动员的索降示意图,质量为m的运动员双手抓握绳索从高处由静止开始匀加速下降,下降高度为h,双脚触地同时松手,后用时t速度减为零,脚对地面的平均压力为,取地面为重力势能的零势能面,重力加速度为g,运动员可视为质点。下列说法正确的是( )
A.人加速下降的时间为
B.人落地时的速度大小为
C.人的重力势能等于动能时,两者一定都是
D.k可能为
16.
(多选)(24-25高三·全国·一轮复习)某市消防救援指挥中心接到报警称:某区某街道某路某号4楼起火,70名指战员到达现场将火势扑灭,如图所示,用高压水枪喷出的强力水柱冲击着火物时,设水柱直径为D,水流以水平速度v垂直射向着火物,水柱冲击着火物后速度为零。高压水枪的质量为M,消防员手持高压水枪操作,进入水枪的水流速度忽略不计,水的密度为,下列说法正确的是( )
A.水枪的流量(单位时间内通过水枪某一横截面的水量)为
B.水柱对着火物的冲击力大小为
C.向前水平喷水时,消防员对水枪的作用力方向与水流方向相反
D.如果将水平水流速度变为原来的2倍,消防员对水枪的作用力小于原来的4倍
17. (24-25高三上·福建福州·期中)“娱乐风洞”是一项新型娱乐项目,在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来,使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图,一质量为m的游客恰好静止在半径为R的圆柱形竖直风洞内,已知气流密度为ρ,游客在这种姿势下的受风面积(游客在垂直于风力方向的投影面积)为S,风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定。假设气流吹到人身上后速度变为零,重力加速度为g,不考虑气体重力,下列说法正确的是( )
A.风速不变,游客在受风面积变化时仍能静止
B.气流速度大小为
C.若风速变为原来的,则游客向下加速,加速度大小为
D.若风速变为原来的2倍,则游客向上加速,加速度大小为3g
18.
(23-24高三上·福建福州·期末)如图所示,游戏者享受着坐在喷泉上的快乐。若游戏者的质量,喷泉喷到人体的水柱横截面积,支撑人的水柱高,水接触人体后做平抛运动。忽略空气阻力,水的密度,重力加速度g取,则喷口处的水流速度为( )
A.
B. C. D.
19.
(多选)(25-26高三上·云南保山·期末)足够大的光滑水平面上,一根不可伸长的细绳一端连接着质量为的物块,另一端连接质量为的木板,绳子开始是松弛的。质量为的物块放在长木板的右端,与木板间的滑动摩擦力的大小等于最大静摩擦力大小。现在给物块水平向左的瞬时初速度,物块立即在长木板上运动。已知绳子绷紧前,、已经达到共同速度;绳子绷紧后,、总是具有相同的速度;物块始终未从长木板上滑落。下列说法正确的是( )
A.绳子绷紧前,、达到的共同速度大小为
B.绳子刚绷紧后的瞬间,、的速度大小均为
C.绳子刚绷紧后的瞬间,、的速度大小均为
D.最终、、三者将以大小为的共同速度一直运动下去
真题篇【难度等级:★★★★☆|高考实战】
20. (2026·北京·高考真题)如图所示,一物块在固定斜面上匀速下滑,不计空气阻力。物块在下滑过程中( )
A.所受合力的冲量为零
B.所受支持力的冲量为零
C.所受重力与摩擦力的合力做正功
D.机械能守恒
21.
(2026·四川·高考真题)2026年2月,我国某科创团队发布全球首款速度达到的全尺寸人形机器人、该机器人体重;2025年1月、该团队发布的四足机器人体重。若两款机器人均以的速度同方向运动,则二者的动量大小之差为( )
A.
B. C. D.
22. (多选)(2023·福建·高考真题)甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度—时间图像如图(a)所示,乙车所受合外力—时间图像如图(b)所示。则( )
A.0 ~ 2s内,甲车的加速度大小逐渐增大
B.乙车在t = 2s和t = 6s时的速度相同
C.2 ~ 6s内,甲、乙两车的位移不同
D. t = 8s时,甲、乙两车的动能不同
23.
(多选)(2024·福建·高考真题)如图(a),水平地面上固定有一倾角为的足够长光滑斜面,一质量为的滑块锁定在斜面上。时解除锁定,同时对滑块施加沿斜面方向的拉力,随时间的变化关系如图(b)所示,取沿斜面向下为正方向,重力加速度大小为,则滑块( )
A.在内一直沿斜面向下运动
B.在内所受合外力的总冲量大小为零
C.在时动量大小是在时的一半
D.在内的位移大小比在内的小
24.
(2021·福建·高考真题)福建属于台风频发地区,各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为,16级台风的风速范围为。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌,则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的( )
A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍
25.
(多选)(2022·福建·高考真题)我国霍尔推进器技术世界领先,其简化的工作原理如图所示。放电通道两端电极间存在一加速电场,该区域内有一与电场近似垂直的约束磁场(未画出)用于提高工作物质被电离的比例。工作时,工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子,再经电场加速喷出,形成推力。某次测试中,氙气被电离的比例为95%,氙离子喷射速度为,推进器产生的推力为。已知氙离子的比荷为;计算时,取氙离子的初速度为零,忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用,则( )
A.氙离子的加速电压约为
B.氙离子的加速电压约为
C.氙离子向外喷射形成的电流约为
D.每秒进入放电通道的氙气质量约为
26.
(2026·浙江·高考真题)在建筑工地上的某次打桩过程中,质量为的重锤,从时刻开始由某一高度静止下落,时刻与质量为的桩发生撞击,随后一起运动,时刻桩静止于软土中。不计空气阻力,重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A.时间内,锤对桩的平均作用力大小为
B.时间内,软土对桩的平均阻力大小为
C.时间内,软土对桩做的功等于锤和桩的机械能损失
D.时间内,锤的重力冲量值大于桩对锤作用力的冲量值
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