三年高考（2016-2022）高考物理試題分項版解析 專題07 動量（含解析）

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1、三年高考（2016-2022）高考物理試題分項版解析 專題07 動量（含解析） 1．高空墜物極易對行人造成傷害。若一個50 g的雞蛋從一居民樓的25層墜下，與地面的撞擊時間約為2 ms，則該雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力約為（ ） A. 10 N B. 102 N C. 103 N D. 104 N 【來源】2018年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試物理（全國II卷） 【答案】 C 由動量定理可知： ，解得： ， 根據(jù)牛頓第三定律可知雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力約為103 N，故C正確 故選C 點睛：利用動能定理求出落地時的速度，然后借助于動量定理求出地面的接觸力

2、 2．高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的均加速直線運動，在啟動階段列車的動能（ ） A. 與它所經(jīng)歷的時間成正比 B. 與它的位移成正比 C. 與它的速度成正比 D. 與它的動量成正比 【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（新課標(biāo)I卷） 【答案】 B 【解析】本題考查勻變速直線運動規(guī)律、動能、動量及其相關(guān)的知識點。 根據(jù)初速度為零勻變速直線運動規(guī)律可知，在啟動階段，列車的速度與時間成正比，即v=at，由動能公式Ek=mv2，可知列車動能與速度的二次方成正比，與時間的二次方成正比，選項AC錯誤；由v2=2ax，可知列車動能與位移x成正比，選項B正

3、確；由動量公式p=mv，可知列車動能Ek=mv2=，即與列車的動量二次方成正比，選項D錯誤。 3．（多選）如圖，一平行板電容器連接在直流電源上，電容器的極板水平，兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號相反，使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近，與極板距離相等?，F(xiàn)同時釋放a、b，它們由靜止開始運動，在隨后的某時刻t，a、b經(jīng)過電容器兩極板間下半?yún)^(qū)域的同一水平面，a、b間的相互作用和重力可忽略。下列說法正確的是 A. a的質(zhì)量比b的大 B. 在t時刻，a的動能比b的大 C. 在t時刻，a和b的電勢能相等 D. 在t時刻，a和b的動量大小相等 【來源】2018年全國普通高等學(xué)校招

4、生統(tǒng)一考試物理（全國III卷） 【答案】 BD 在t時刻，a的動能比b大，選項B正確；由于在t時刻兩微粒經(jīng)過同一水平面，電勢相等，電荷量大小相等，符號相反，所以在t時刻，a和b的電勢能不等，選項C錯誤；由于a微粒受到的電場力（合外力）等于b微粒受到的電場力（合外力），根據(jù)動量定理，在t時刻，a微粒的動量等于b微粒，選項D正確。 點睛 若此題考慮微粒的重力，你還能夠得出a的質(zhì)量比b小嗎？在t時刻力微粒的動量還相等嗎？在t時間內(nèi)的運動過程中，微粒的電勢能變化相同嗎？ 【2017高考真題】 1、【2017·江蘇卷】甲、乙兩運動員在做花樣滑冰表演，沿同一直線相向運動，速度大

5、小都是1 m/s，甲、乙相遇時用力推對方，此后都沿各自原方向的反方向運動，速度大小分別為1 m/s和2 m/s．求甲、乙兩運動員的質(zhì)量之比． 【答案】3:2 【解析】由動量守恒定律得，解得 代入數(shù)據(jù)得 【考點定位】動量守恒定律 【名師點睛】考查動量守恒，注意動量的矢量性，比較簡單． 2、【2017·天津卷】“天津之眼”是一座跨河建設(shè)、橋輪合一的摩天輪，是天津市的地標(biāo)之一。摩天輪懸掛透明座艙，乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動。下列敘述正確的是 A．摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客的機械能保持不變 B．在最高點，乘客重力大于座椅對他的支持力 C．摩天輪轉(zhuǎn)動一周的過程中，乘客重力的沖量

6、為零 D．摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客重力的瞬時功率保持不變 【答案】B 【考點定位】機械能，向心力，沖量和動量定理，瞬時功率 【名師點睛】本題的難點在于對動量定理的理解，是“物體所受合力的沖量等于動量的變化”，而學(xué)生經(jīng)常記為“力的沖量等于物體動量的變化”。 3、【2017·新課標(biāo)Ⅲ卷】一質(zhì)量為2 kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運動。F隨時間t變化的圖線如圖所示，則 A．t=1 s時物塊的速率為1 m/s B．t=2 s時物塊的動量大小為4 kg·m/s C．t=3 s時物塊的動量大小為5 kg·m/s D．t=4 s時物塊的速度為零 【答案】AB 【

7、考點定位】動量定理 【名師點睛】求變力的沖量是動量定理應(yīng)用的重點，也是難點。F–t圖線與時間軸所圍面積表示沖量。 4、【2017·新課標(biāo)Ⅰ卷】將質(zhì)量為1.00 kg的模型火箭點火升空，50 g燃燒的燃?xì)庖源笮?00 m/s的速度從火箭噴口在很短時間內(nèi)噴出。在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的動量大小為（噴出過程中重力和空氣阻力可忽略） A．30 B．5.7×102 C．6.0×102 D．6.3×102 【答案】A 【解析】設(shè)火箭的質(zhì)量（不含燃?xì)猓閙1，燃?xì)獾馁|(zhì)量為m2，根據(jù)動量守恒，m1v1=m2v2，解得火箭的動量為：p=m1v1=m2v2=30 ，

8、所以A正確，BCD錯誤。 【考點定位】動量、動量守恒 【名師點睛】本題主要考查動量即反沖類動量守恒問題，只要注意動量的矢量性即可，比較簡單。 【2016高考真題】 1．【2016·上海卷】如圖，粗糙水平面上，兩物體A、B以輕繩相連，在恒力F作用下做勻速運動。某時刻輕繩斷開，在F牽引下繼續(xù)前進(jìn)，B最后靜止。則在B靜止前，A和B組成的系統(tǒng)動量_________（選填：“守恒”或 “不守恒”）。在B靜止后，A和B組成的系統(tǒng)動量 。（選填：“守恒”或“不守恒“） 【答案】守恒；不守恒 【考點定位】動量守恒條件 【方法技巧】先通過勻速運動分析A、B

9、整體的合外力，再分析輕繩斷開后A、B整體的合外力，只要合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，反之不守恒。 2．【2016·天津卷】如圖所示，方盒A靜止在光滑的水平面上，盒內(nèi)有一個小滑塊B，盒的質(zhì)量是滑塊質(zhì)量的2倍，滑塊與盒內(nèi)水平面間的動摩擦因數(shù)為μ。若滑塊以速度v開始向左運動，與盒的左右壁發(fā)生無機械能損失的碰撞，滑塊在盒中來回運動多次，最終相對盒靜止，則此時盒的速度大小為________，滑塊相對于盒運動的路程為________。 【答案】 【解析】設(shè)滑塊質(zhì)量為m，則盒的質(zhì)量為2m；對整個過程，由動量守恒定律可得mv=3mv共，解得v共=，由能量守恒定律可知，解得。 【考點定位】動量守恒定

10、律、能量守恒定律 【名師點睛】此題是對動量守恒定律及能量守恒定律的考查；關(guān)鍵是分析兩個物體相互作用的物理過程，選擇好研究的初末狀態(tài)，根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律列出方程；注意系統(tǒng)的動能損失等于摩擦力與相對路程的乘積。 3．（8分）【2016·海南卷】如圖，物塊A通過一不可伸長的輕繩懸掛在天花板下，初始時靜止；從發(fā)射器（圖中未畫出）射出的物塊B沿水平方向與A相撞，碰撞后兩者粘連在一起運動；碰撞前B的速度的大小v及碰撞后A和B一起上升的高度h均可由傳感器（圖中未畫出）測得。某同學(xué)以h為縱坐標(biāo)，v2為橫坐標(biāo)，利用實驗數(shù)據(jù)作直線擬合，求得該直線的斜率為k=1.92 ×10-3 s2/m。已知

11、物塊A和B的質(zhì)量分別為mA=0.400 kg和mB=0.100 kg，重力加速度大小g=9.80 m/s2。 （i）若碰撞時間極短且忽略空氣阻力，求h–v2直線斜率的理論值k0； （ii）求k值的相對誤差δ（δ=×100%，結(jié)果保留1位有效數(shù)字）。 【答案】（i）2.04×10–3 s2/m （ii）6% 【考點定位】動量守恒定律、機械能守恒定律 【名師點睛】本題考查動量守恒定律的應(yīng)用，要注意正確選擇研究對象，并分析系統(tǒng)是否滿足動量守恒以及機械能守恒，然后才能列式求解。 4．【2016·全國新課標(biāo)Ⅰ卷】（10分）某游樂園入口旁有一噴泉，噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定

12、地懸停在空中。為計算方便起見，假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出；玩具底部為平板（面積略大于S）；水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水的速度變?yōu)榱?，在水平方向朝四周均勻散開。忽略空氣阻力。已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g。求 （i）噴泉單位時間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量； （ii）玩具在空中懸停時，其底面相對于噴口的高度。 【答案】（i） （ii） 【解析】（i）設(shè)時間內(nèi)，從噴口噴出的水的體積為，質(zhì)量為，則 ① ② 聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得⑧ 【考點定位】動量定理、機械能守恒定 【名師點睛】本題考查了動量定理的應(yīng)用，要知道玩具在空中懸停時，受力平衡，合力為零，也就

13、是水對玩具的沖力等于玩具的重力。本題的難點是求水對玩具的沖力，而求這個沖力的關(guān)鍵是單位時間內(nèi)水的質(zhì)量，注意空中的水柱并非圓柱體，要根據(jù)流量等于初刻速度乘以時間后再乘以噴泉出口的面積S求出流量，最后根據(jù)m=ρV求質(zhì)量。 5．【2016·全國新課標(biāo)Ⅱ卷】（10分）如圖，光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體，斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上。某時刻小孩將冰塊以相對冰面3 m/s的速度向斜面體推出，冰塊平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為h=0.3 m（h小于斜面體的高度）。已知小孩與滑板的總質(zhì)量為m1=30 kg，冰塊的質(zhì)量為m2=10 kg，小孩與滑板始終無相對運

14、動。取重力加速度的大小g=10 m/s2。 （i）求斜面體的質(zhì)量； （ii）通過計算判斷，冰塊與斜面體分離后能否追上小孩？ 【答案】（i）20 kg （ii）不能 【解析】（i）規(guī)定向右為速度正方向。冰塊在斜面體上運動到最大高度時兩者達(dá)到共同速度，設(shè)此共同速度為v，斜面體的質(zhì)量為m3。由水平方向動量守恒和機械能守恒定律得 m2v20=(m2+m3)v① ② 式中v20=–3 m/s為冰塊推出時的速度。聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得m3=20 kg③ （ii）設(shè)小孩推出冰塊后的速度為v1，由動量守恒定律有m1v1+m2v20=0④ 代入數(shù)據(jù)得v1=1 m/s⑤ 設(shè)冰塊與斜

15、面體分離后的速度分別為v2和v3，由動量守恒和機械能守恒定律有 m2v20= m2v2+ m3v3⑥ ⑦ 聯(lián)立③⑥⑦式并代入數(shù)據(jù)得v2=1 m/s⑧ 由于冰塊與斜面體分離后的速度與小孩推出冰塊后的速度相同且處在后方，故冰塊不能追上小孩。 【考點定位】動量守恒定律、機械能守恒定律 【名師點睛】此題是動量守恒定律及機械能守恒定律的綜合應(yīng)用問題；解題關(guān)鍵是要知道動量守恒的條件及兩物體相互作用時滿足的能量關(guān)系，列方程即可；注意動量守恒定律的矢量性，知道符號的含義；此題難度中等，意在考查考生靈活利用物理知識解決問題的能力。 6．【2016·全國新課標(biāo)Ⅲ卷】如圖，水平地面上有兩個靜止的小物塊

16、a和b，其連線與墻垂直：a和b相距l(xiāng)；b與墻之間也相距l(xiāng)；a的質(zhì)量為m，b的質(zhì)量為m。兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均相同，現(xiàn)使a以初速度向右滑動。此后a與b發(fā)生彈性碰撞，但b沒有與墻發(fā)生碰撞，重力加速度大小為g，求物塊與地面間的動摩擦力因數(shù)滿足的條件。 【答案】 根據(jù)題意，b沒有與墻發(fā)生碰撞，根據(jù)功能關(guān)系可知， 故有， 綜上所述，a與b發(fā)生碰撞，但b沒有與墻發(fā)生碰撞的條件是 【考點定位】考查了動量守恒定律、能量守恒定律的應(yīng)用 【方法技巧】該題要按時間順序分析物體的運動過程，知道彈性碰撞過程遵守動量守恒和能量守恒，要結(jié)合幾何關(guān)系分析b與墻不相撞的條件。 7．（20分）【201

17、6·北京卷】（1）動量定理可以表示為Δp=FΔt，其中動量p和力F都是矢量。在運用動量定理處理二維問題時，可以在相互垂直的x、y兩個方向上分別研究。例如，質(zhì)量為m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后彈出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v，如圖1所示。碰撞過程中忽略小球所受重力。 a．分別求出碰撞前后x、y方向小球的動量變化Δpx、Δpy； b．分析說明小球?qū)δ景宓淖饔昧Φ姆较颉? （2）激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的動量沿光傳播方向運動。激光照射到物體上，在發(fā)生反射、折射和吸收現(xiàn)象的同時，也會對物體產(chǎn)生作用。光鑷效應(yīng)就是一個實例，激光束可以像鑷子一樣抓住細(xì)胞等微小

18、顆粒。 一束激光經(jīng)S點后被分成若干細(xì)光束，若不考慮光的反射和吸收，其中光束①和②穿過介質(zhì)小球的光路如圖②所示。圖中O點是介質(zhì)小球的球心，入射時光束①和②與SO的夾角均為θ，出射時光束均與SO平行。請在下面兩種情況下，分析說明兩光束因折射對小球產(chǎn)生的合力的方向。 a．光束①和②強度相同； b．光束①比②強度大。 【答案】（1）a．，，方向沿y軸正方向 b．沿y軸負(fù)方向 （2）a．兩光束對小球的合力的方向沿SO向左 b．兩光束對小球的合力的方向指向左上方 【解析】（1）a．x方向： 動量變化為 y方向：動量變化為 方向沿y軸正方向 ｂ．根據(jù)動量定理可知，木板對小球作用力

19、的方向沿y軸正方向；根據(jù)牛頓第三定律可知小球?qū)δ景遄饔昧Φ姆较蜓貀軸負(fù)方向 （2）a．僅考慮光的折射，設(shè)時間內(nèi)沒每束光穿過小球的粒子數(shù)為n，每個粒子動量的大小為p。 這些粒子進(jìn)入小球前的總動量為 從小球出射時的總動量為 、的方向均沿SO向右 根據(jù)動量定理 可知，小球?qū)@些粒子的作用力F的方向沿SO向右；根據(jù)牛頓第三定律，兩光束對小球的合力的方向沿SO向左。 b．建立如圖所示的Oxy直角坐標(biāo)系 【考點定位】動量定理的應(yīng)用 【方法技巧】把小球入射速度和反射速度沿x方向和y方向進(jìn)行分解，再根據(jù)動量的變化量等于末動量減初動量求解即可，注意動量是矢量，有大小也有方向，解決本題的關(guān)鍵建立物理模型，可將光子抽象成小球，根據(jù)動量定理進(jìn)行分析其受力情況