最新高考物理動量定理真題匯編(含答案)

最新高考物理動量定理真題匯編(含答案)一、高考物理精講專題動量定理2022年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一.某滑道示意圖如下，長直助滑道&F與彎曲滑道％平滑銜接，滑道3Q高歸10m,Q是半徑/?=20m圓弧的最低點，質量777=60kg的運動員從力處由靜止開始勻加速下滑，加速度廠4.5m/s?,到達B點時速度畑=30m/s.取重力加速度歹10m/s2.2求長直助滑道力萬的長度厶求運動員在力3段所受合外力的沖量的/人??；若不計％段的阻力，畫出運動員經過Q點時的受力圖，并求其所受支持力的人【解析】已知AB段的初末速度，則利用運動學公式可以求解斜面的長度，即v2-v；=2aL可解得:厶=H=ioo加la根據動量定理可知合外力的沖屋等于動量的該變量所以=-0=1800N?s小球在最低點的受力如圖所示由牛頓第二定律可得：N_mg=m—R從B運動到C由動能定理可知：71212mgh=—mvQ解得;N=3900N故本題答案是：(1)L=100/M(2)/=1800N?s(3)N=3900N點睛：本題考查了動能定理和圓周運動，會利用動能定理求解最低點的速度，并利用牛頓第二定律求解最低點受到的支持力大小.如圖所示,固定在豎直平面內的4光滑圓弧軌道AB與粗糙水平地面BC相切于B點。質量m^O.lkg的滑塊甲從最高點A由靜止釋放后沿軌道AB運動，最終停在水平地面上的C點?，F將質量m^=0.3kg的滑塊乙靜置于B點，仍將滑塊甲從A點由靜止釋放結果甲在B點與乙碰撞后粘合在一起，最終停在D點。已知B、C兩點間的距離x<=2m,甲、乙與地面間的動摩擦因數分別為"1=0.4、"2=o.2,取8=1001/52,兩滑塊均視為質點。求：⑴圓弧軌道AB的半徑R;(2)甲與乙碰撞后運動到D點的時間t【答案】(1)08rn⑵％【解析】【詳解】甲從E點運動到C點的過程中做勻速直線運動，有：vj=2心X】；根據牛頓第二定律可得："1尬19=九［心1對甲從A點運動到E點的過程，根據機械能守恒：2解得vB=4in/s:R=0.8m：對甲乙碰撞過程，由動量守恒定律：尬5=伽+九2)“；若甲與乙碰撞后運動到D點，由動量定理：-@1機】9+“2尬20"=°-(機1+尬2丹解得t=0.4s如圖所示，一質量mi=0.45kg的平頂小車靜止在光滑的水平軌道上?車頂右端放一質量“2=0.4kg的小物體，小物體可視為質點.現有一質量mo=O.O5kg的子彈以水平速度妒100m/s射中小車左端，并留在車中，已知子彈與車相互作用時間極短，小物體與車間的動摩擦因數為n=0.5,最終小物體以5m/s的速度離開小車.g取10m/s子彈從射入小車到相對小車靜止的過程中對小車的沖量大小.小車的長度.【答案】(1)子彈從射入小車到相對小車靜止的過程中對小車的沖量大小.小車的長度.【答案】(1)45N?s(2)5.5m

【解析】子彈進入小車的過程中，子彈與小車組成的系統(tǒng)動量守恒，有:吩。=（加0+和叫,可解得叫=10/?//S;對子彈由動量定理有:-/=mv1-mv0,I=4.5Ns（或kgm/s）；三物體組成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律有：Wo+=Wo+,nL）V2+,n2V；設小車長為L,由能量守恒有:P叫gL=i（叫+*一*（叫+“）甘一扌加”聯立并代入數值得L二設小車長為L,由能量守恒有:點睛：子彈擊中小車過程子彈與小車組成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律可以求出小車的速度，根據動量定理可求子彈對小車的沖量：對子彈、物塊、小車組成的系統(tǒng)動量守恒，對系統(tǒng)應用動量守恒定律與能量守恒定律可以求出小車的長度.如圖所示，真空中有平行正對金屬板&、B,它們分別接在輸出電壓恒為U=91V的電源兩端,金屬板長￡=10cm.兩金屬板間的距離朋3.2cm,A、B兩板間的電場可以視為勻強電場。現使一電子從兩金屬板左側中間以vo=2.OxlO7m/s的速度垂直于電場方向進入電場，然后從兩金屬板右側射出。已知電子的質量n7=O.91xlO-【答案】（1）5?0><10【答案】（1）5?0><10丄4111^;（2）0.63m；（3）2.3xIO'24kg?m/s?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）設金屬板4、B間的電場強度為&則E=Z根據牛頓第二定律，有Ee=ma電子在電場中運動的加速度（1）電子在電場中運動的加速度a的人?。海?）電子射出電場時在沿電場線方向上的側移量y；（3）從電子進入電場到離開電場的過程中，其動量熠量的人小。￡e=Ue_

mdm91x1.6x10"3.2xlO-￡e=Ue_

mdm91x1.6x10"3.2xlO-2xO.91xW30m/s2=5.0xl014in/s2（2）電子以速度$進入金屬板A、B間，在垂直于電場方向做勻速直線運動，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動，電子在電場中運動的時間為t=—=—s=5.0xl0~9sv02.0x10

電子射出電場時在沿電場線方向的側移量1=-aV2代入數據y=lx5.0xl014x(5.0xl0節(jié)cm=0.63cm從電子進入電場到離開電場的過程中，由動量定理，有Eel=其動量增量的大小eUL1.60x10-19x91x0.1eUL1.60x10-19x91x0.13.2xl0-zx2.0xl07kg?nVs=2.3x10"24kg?ni/s如圖，一輕質彈簧兩端連著物體人和&放在光滑的水平面上，某時刻物體A獲得一人小為珂的水平初速度開始向右運動。已知物體A的質量為物體B的質量為2m,求：鞏)長木板與擋板的總質量為M=lkg,板的上表面光滑，一個質量為m=0.5kg的物塊以大小為to=4m/s的初速度從長木板的左端滑上長木板，與擋板碰撞后最終從板的左端滑離，擋板對物塊的沖量大小為2.5N?s,已知板與水平面間的動摩擦因數為"=0.5,重力加速度為g=10m/s2,不計物塊與擋板碰撞的時間，不計物塊的大小。求：m□——M物塊與擋板碰撞后的一瞬間，長木板的速度人?。晃飰K在長木板上滑行的時間?！敬鸢浮?1)2.5m/s(2)-6【解析】【詳解】設物塊與擋板碰撞后的一瞬間速度人小為叫根據動量定理有：I=im>0+mvl解得：=lnvs設碰撞后板的速度人小為冬，碰撞過程動量守恒，則冇：mvQ=Mv2-fm\解得：v2=2.5ni/sL1碰撞前，物塊在平板車上運動的時間：^i=—=TSv04碰撞后，長木板以人做勻減速運動，加速度大小：a=7.5m/s，Mv1設長木板停下時，物塊還未滑離木板，木板停下所用時間：人=丄=-S?a3在此時間內，物塊運動的距離：x.=V/,=-m3木板運動的距離：乙=丄匕匚=—m?2…12由于xl+x2<L,假設成立，木板停下后，物塊在木板上滑行的時間：厶一—丄叫4因此物塊在板上滑行的總時間為：r=r1+r.+r3=-s6兩根平行的金屬導軌，固定在同一水平面上，磁感強度B=0.5T的勻強磁場與導軌所在平面垂直，導軌的電阻很小，可忽略不計.導軌間的距離l=0.20m,兩根質量均m=0.10kg的平行金屬桿甲、乙可在導軌上無摩擦地滑動，滑動過程中與導軌保持垂直，每根金屬桿的電阻為R=0.50Q.在t=0時刻，兩桿都處于靜止狀態(tài).現有一與導軌平行，人小0.20N的恒力F作用于金屬桿甲上，使金屬桿在導軌上滑動.經過T=5.0s,金屬桿甲的加速度為a=1.37m/s2,求此時兩金屬桿的速度各為多少？乙甲【答案】8.15m/s1.85m./s【解析】設任一時刻上兩金屬桿甲、乙之間的距離為X，速度分別為巾和叫，經過很短時間桿甲移動距離vLA/,桿乙移動距離匕應，回路面積改變-[（x-叫&）+也&『~^=（"1_匕泌（由法拉第電磁感應定律，回路中的感應電動勢：E=也回路中的電流：i=Ef2R桿甲的運動方程：F-Bh由于作用于桿甲和桿乙的安培力總是人小相等、方向相反，所以兩桿的動量變化（2=0時為0）等于外力F的沖量：Ft=ravj+mv2聯立以上各式解得卩產1/2[陽/+2R（F一ma）!52/2]代入數據得U]=8.15m/sV2=l.85m/s【名師點睛】兩桿同向運動，回路中的總電動勢等于它們產生的感應電動勢之差，即與它們速度之差有關，對甲桿由牛頓第二定律列式，對兩桿分別運用動量定理列式，即可求解.冬奧會短道速滑接力比賽中，在光滑的冰面上甲運動員靜止，以10m/s運動的乙運動員從后去推甲運動員，甲運動員以6m/s向前滑行，已知甲、乙運動員相互作用時間為Is,甲運動員質量rni=70kg、乙運動員質量E2=60kg,求：

⑴乙運動員的速度人??；⑵甲、乙運動員間平均作用力的人小。【答案】(l)3m/s(2)F=420N【解析】【詳解】甲乙運動員的動量守恒，由動量守恒定律公式/n1v1+m2v2=+m2v2得：v2=3ni/s甲運動員的動量變化：\p=①對甲運動員利用動屋定理：A/?=Ft②由①②式可得：F=420N在水平地面的右端B處有一面墻，一小物塊放在水平地面上的A點，質量m=0.5kg,AB間距離s=5m,如圖所示.小物塊以初速度vo=8m/s從A向B運動,剛要與墻壁碰撞時的速度vi=7m/s，碰撞后以速度V2=6m/s反向彈回.重力加速度g取lOm/s?.求：(1)小物塊與地面間的動摩擦因數“；⑵若碰撞時間t=O.O5s,碰撞過程中墻面對小物塊平均作用力F的人小.—…Ian【答案】(1)0.15(2)130N【解析】【詳解】由動能定理，有：—^mgs=—mvi2——mvo2可得：^=0.15?(2)對碰撞過程，規(guī)定向左為正方向，由動量定理，有：Ft=mv2—m(—vi)可得:F=130N.如圖甲所示，蹦床是常見的兒童游樂項目之一，兒童從一定高度落到蹦床上，將蹦床

壓下后，又被彈回到空中，如此反復，達到鍛煉和玩耍的目的.如圖乙所示，蹦床可以簡化為一個豎直放置的輕彈簧，彈力的大小為kx（X為床面卞沉的距離，也叫形變量：k為常量），蹦床的初始形變量可視為0,忽略空氣阻力的影響.甲乙甲乙（1）在一次玩耍中，某質量為m的小孩，從距離蹦床床面高H處由靜止卞落，將蹦床下壓到最低點后，再被彈回至空中.請在圖丙中畫出小孩接觸蹦床后，所受蹦床的彈力F隨形變量x變化的圖線；求出小孩剛接觸蹦床時的速度大小譏若已知該小孩與蹦床接觸的時間為人求接觸蹦床過程中，蹦床對該小孩的沖量大小/.【答案】0X（2）借助F-x圖，可確定彈力做功的規(guī)律.在某次玩耍中，質量不同的兩個小孩（均可視為質點），分別在兩張相同的蹦床上彈跳，請判斷：這兩個小孩，在蹦床上以相同形變量由靜止開始，上升的最大高度是否相同？并論證你的觀點.【答案】0Xb.v=』2gHc.l=(2)上升高度與質量m有關，質量人的上升高度小【解析】【分析】（1）a.根據胡克定律求出勁度系數，抓住彈力與形變量成正比，作出彈力F隨x變化的示意圖.b、根據機械能守恒求出小孩剛接觸蹦床時的速度大??；c、根據動量定理求出蹦床對該小孩的沖量犬小.（2）根據圖線|韋|成的面枳表示彈力做功，得出彈力做功的表達式，根據動能定理求出彈力做功，從而求出X］的值.【詳解】（1）a.根據胡克定律得：F=kx,所以F隨x的變化示意圖如圖所示b.小孩子有高度H下落過程，由機械能守恒定律：+加，22C.以豎直向下為正方向，接觸蹦床的過程中，根據動量守恒:+!=—其中v=（2gH可得蹦床對小孩的沖量人小為：I=mgt+2mj2gH（2）設蹦床的壓縮量為x,小孩離開蹦床后上升了H.從最低點處到最高點，重力做功-mg（x+H）,根據F-x圖象的面枳可求出彈力做功：W^=~—從最低點處到最高點，根據動能定理：-〃7g（H+x）+—=02可得：H=—-x,可以判斷上升高度與質量m有關，質量人的上升高度小.2〃7g【點睛】解決本題的關鍵知道運動員在整個過程中的運動情況，結合運動學公式、動能定理等知識進行求解.niv11.如圖所示，在粗糙的水平面上0.5a—1.5a區(qū)間放置一探測板（d=—）。在水平面qB的上方存在水平向里，磁感應強度人小為B的勻強磁場，磁場右邊界離小孔O距離為a,位于水平面下方離子源C飄出質量為m,電荷量為q,初速度為0的一束負離子，這束離子經電勢差為〃=繆3的電場加速后，從小孔o垂直水平面并垂直磁場射入磁場區(qū)域，t時9q間內共有N個離子打到探測板上。XXXBXX廠XX/X■X亶丄U0衛(wèi)l-5ffXHT（1）求離子從小孔o射入磁場后打到板上的位置。（2）若離子與擋板碰撞前后沒有能量的損失，則探測板受到的沖擊力為多少？（3）若射到探測板上的離子全部被板吸收，要使探測板不動，水平面需要給探測板的摩擦力為多少？【答案】（1）打在板的中間（2）巴土方向豎直向下（3）E叫方向水平向左【解析】（1）在加速電場中加速時據動能定理：qU=-mv2,2代入數據得v=-v0v2〃7v2在磁場中洛侖茲加是供向心力―〃匸，所以半徑心礦諾h。。斗，W。。,如Z半所以03=O4tan60°=。，離子離開磁場后打到板的正中間。⑵設板對離子的力為F,垂直板向上為正方向，根據動量定理：2Ft=M??vsin30°-(-M??vsin30°)=-Nmv0F二3f根據牛頓第三定律，探測板受到的沖擊力人小為方向豎直向卞。3/若射到探測板上的離子全部被板吸收，板對離子水平方向的力為T,根據動量定