2021年高考真題和模擬題分類匯編 物理 08 動(dòng)量 含解析

2021年高考真題和模擬題分類匯編物理

專題08動(dòng)量

選擇題

1.（2021?全國(guó)乙卷）如圖，光滑水平地面上有一小車，一輕彈簧的一端與車廂的擋板相連，

另一端與滑塊相連，滑塊與車廂的水平底板間有摩擦。用力向右推動(dòng)車廂使彈簧壓縮，撤去

推力時(shí)滑塊在車廂底板上有相對(duì)滑動(dòng)。在地面參考系（可視為慣性系）中，從撤去推力開(kāi)始,

小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)（)

0000000,

〃〃〃◎..............?！āā?/p>

777T777777777777777777777777777T77T

A.動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒B.動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒

C.動(dòng)量不守恒，機(jī)械能守恒D.動(dòng)量不守恒，機(jī)械能不守恒

答案B

詳細(xì)分析：

因?yàn)榛瑝K與車廂水平底板間有摩擦，且撤去推力后滑塊在車廂底板上有相對(duì)滑動(dòng)，即摩擦力

做功，而水平地面是光滑的；以小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)，根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒

的條件可知撤去推力后該系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒。故選B。

2.（2021春?浙江卷）在爆炸實(shí)驗(yàn)基地有一發(fā)射塔，發(fā)射塔正下方的水平地面上安裝有聲音記

錄儀。爆炸物自發(fā)射塔豎直向上發(fā)射，上升到空中最高點(diǎn)時(shí)炸裂成質(zhì)量之比為2：1、初速

度均沿水平方向的兩個(gè)碎塊。遙控器引爆瞬開(kāi)始計(jì)時(shí)，在5s末和6s末先后記錄到從空氣中

傳來(lái)的碎塊撞擊地面的響聲。已知聲音在空氣中的傳播速度為340m/s,忽略空氣阻力。下

列說(shuō)法正確的是（）

A.兩碎塊的位移大小之比為1：2

B.爆炸物的爆炸點(diǎn)離地面高度為80m

C.爆炸后質(zhì)量大的碎塊的初速度為68m/s

D.爆炸后兩碎塊落地點(diǎn)之間的水平距離為340m

【答案】B

A.爆炸時(shí)，水平方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知，生匕=。

因兩塊碎塊落地時(shí)間相等，則町內(nèi)一機(jī)2工2=0

則兩碎塊的水平位移之比為1：2,而從爆炸開(kāi)始拋出到落地的位移之比不等于1：2,選項(xiàng)

A錯(cuò)誤；

(5—。心1

B.設(shè)兩碎片落地時(shí)間均為f,由題意可知二~=7

(6-心聲2

解得f=4s

-1,1,

爆炸物的爆炸點(diǎn)離地面高度為A=yg/2=-xl0x42m=80m

選項(xiàng)B正確；

CD.爆炸后質(zhì)量大的碎塊的水平位移王=(5-4)x340m=340m

質(zhì)量小的碎塊的水平位移々=(6-4)x340m=680m

爆炸后兩碎塊落地點(diǎn)之間的水平距離為340m+680m=1020m

r340

質(zhì)量大的碎塊的初速度為VIO=y=m/s=85m/s

選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。

故選Bo

3.(2021?云南曲靖一模)有一個(gè)質(zhì)量為3〃?的爆竹斜向上拋出，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為物、

方向水平向東，在最高點(diǎn)爆炸成質(zhì)量不等的兩塊，其中一塊質(zhì)量為2m,速度大小為v,方

向水平向東，則另一塊的速度是()

A.3vo-vB.2vo-3vC.3vo-2vD.2vo+v

【答案】C

爆竹在最高點(diǎn)速度大小為v。、方向水平向東，爆炸前動(dòng)量為3mv0,其中一塊質(zhì)量為2m,速

度大小為v,方向水平向東，設(shè)爆炸后另一塊瞬時(shí)速度大小為V，，取爆竹到最高點(diǎn)未爆炸

前的速度方向?yàn)檎较?，爆炸過(guò)程水平方向動(dòng)量守恒，

則有：3mvo=2mv+m-v'

解得：v'=3vo-2V

故選C

【名師點(diǎn)睛】

爆竹在最高點(diǎn)速度方向水平，爆炸時(shí)水平方向動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可求出爆炸后另一

塊的速度大小.

計(jì)算題

4.(2021?廣西柳州一模)某地有一傾角為。=37°的如圖所示的山坡，山坡上有一質(zhì)量為

"?=lkg的石板8,其上下表面與斜坡平行；板上有一質(zhì)量也為加=lkg小石塊A。已知A與B

之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃A=0.3,B與斜坡間動(dòng)摩擦因數(shù)為〃B=05斜坡足夠長(zhǎng)。系統(tǒng)在外力

約束下處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)在t=0時(shí)刻撒去約束并同時(shí)給B施加一個(gè)沿斜面向下的沖量

/=12.8N-s,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度大小g=10m/s2,sing=0.6,

cos0=0.8。

(1)求r=o時(shí)A的加速度大??；

(2)為保證A不從石板B上端滑出，求石板B的最小長(zhǎng)度；

(3)假設(shè)石板B足夠長(zhǎng)，求從仁0時(shí)開(kāi)始B對(duì)A的沖量大小。

【答案】(1)8.4m/s2；(2)6.4m；(3)，2A^N-S

5

⑴對(duì)A受力分析可得mgsin0+fA=maA

fA=Amgcose

2

%=gsin6+/dAgcos0=8.4m/s

(2)對(duì)B受力分析可得^Amgcos0+248mgcos0-mgsin0=inaB

aB=44m/s2

3做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。對(duì)3,由動(dòng)量定理/二機(jī)%

解得%=12.8m/s

當(dāng)A、3共速時(shí),有。瓶=%-〃筋

解得h=ls

此時(shí)A的位移/=4.2m

1

3的位移Xp=-5。茜9—10.6m

此時(shí)A在3上滑動(dòng)的距離=xB-xA=6.4m

故要求A不從8上端滑下，則板至少長(zhǎng)L=6.4m

(3)設(shè)A達(dá)最高點(diǎn)后相對(duì)8向下滑，對(duì)A受力分析可得

mgsin0-j^Amgcos6-ma'A

解得4=3.6m/s2

對(duì)B受力分析可得mgsin0+以mgcos0-21HBmgcos0=ma]

解得a]=gsin6+4Agcos0-2〃源cos0=0.4m/s2

aA>aB

顯然此時(shí)A會(huì)從8的下端滑出

此時(shí)有x相=丫共馬+；a'At；一(“2+；力;)

解得f2=2s。A相對(duì)B滑動(dòng)時(shí)，支持力的沖量為=mgcos6支+f2)=24N-s

A相對(duì)8上滑時(shí)，A受到的摩擦力向下：/“=jJAmgcos0t]=2.4N.s

4相對(duì)8下滑時(shí)，A受到的摩擦力向上：If2=^iAmgcos0t2=4.8Ns

故摩擦力總的沖量為々=々2-〃=2.4N?s

所以B對(duì)A的總沖量為1BA==2.4J而=絲普IN-s

5.(2021?廣東卷)算盤(pán)是我國(guó)古老的計(jì)算工具，中心帶孔的相同算珠可在算盤(pán)的固定導(dǎo)桿上

滑動(dòng)，使用前算珠需要?dú)w零，如圖所示，水平放置的算盤(pán)中有甲、乙兩顆算珠未在歸零位置,

甲靠邊框從甲、乙相隔M=3.5x10-2m,乙與邊框〃相隔s2=2.0xl(T2m,算珠與導(dǎo)桿

間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.1?，F(xiàn)用手指將甲以0.4m/s的初速度撥出，甲、乙碰撞后甲的速度大

小為方向不變，碰撞時(shí)間極短且不計(jì)，重力加速度g取lOm/s：

(1)通過(guò)計(jì)算，判斷乙算珠能否滑動(dòng)到邊框公

(2)求甲算珠從撥出到停下所需的時(shí)間。

算珠歸零狀態(tài)

,1.

邊框。

邊框6/immmE

答案:⑴能;(2)0.2s

詳細(xì)分析:

(1)甲乙滑動(dòng)時(shí)的加速度大小均為a=4g=lm/s2

甲與乙碰前的速度ri，則d=4一Zas、

解得vi=0.3m/s

甲乙碰撞時(shí)由動(dòng)量守恒定律機(jī)/^mv2+mvi

解得碰后乙的速度V3=0.2m/s

然后乙做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為零時(shí)則x=2=—m=0.02m=52

2a2x12

可知乙恰好能滑到邊框a；

v-v()4-03

(2)甲與乙碰前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間八=」一L=2__婆s=O.ls

a1

碰后甲運(yùn)動(dòng)的時(shí)間J="=」s=O.ls

a1

則甲運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為，=%+，2=0-2s

6.(2021?江蘇常州一模)如圖所示，質(zhì)量為M=4kg的大滑塊靜置在光滑水平面上，滑塊

左側(cè)為光滑圓弧，圓弧底端和水平面相切，頂端豎直。一質(zhì)量為m=1kg的小物塊，被壓縮

彈簧彈出后，沖上大滑塊，能從大滑塊頂端滑出，滑出時(shí)大滑塊的速度為lm/s。g取10m/s2。

求：

(1)小物塊被彈簧彈出時(shí)的速度；

(2)小物塊滑出大滑塊后能達(dá)到的最大高度％；

(3)小物塊回到水平面的速度及再次滑上大滑塊后能達(dá)到的最大高度h2o

【分析】(1)M、m組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，列式可以求解；

(2)m彈出后在到達(dá)最高點(diǎn)的過(guò)程中，M、m組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，列系統(tǒng)機(jī)械能守恒表

達(dá)式可以求解；

(3)m從空中再次回到地面過(guò)程中，M、m組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，可以求出m到地

面的速度，再次被彈簧彈回后，M、m組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，系統(tǒng)機(jī)械能也守恒，

列式聯(lián)立求解即可。

【解答】解：(1)設(shè)小物塊離開(kāi)彈簧后的速度為V”小物塊滑上大滑塊的過(guò)程中系統(tǒng)水平方

向動(dòng)量守恒，mvi=(m+M)V2

解得vi=5m/s.

(2)小物塊第一次躍升到最高點(diǎn)時(shí)水平速度等于v2,

系統(tǒng)機(jī)械能守恒’j=-^-(M+m)v2+mShj

解得hi=lm.

(3)小物塊能下落到大滑塊并從大滑塊上滑到水平面，取向右為正方向，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量

守恒：mvi=mv'i+Mv'2

機(jī)械能守恒：J2+^-llv22

解得v'i=-3m/s,V'2—2m/s

負(fù)號(hào)表示小物塊速度方向向左；

小物塊彈回后，對(duì)m、M水平方向列動(dòng)量守恒：m(-v'i)+Mv'2=(m+M)v

22

對(duì),m、M列系統(tǒng)機(jī)械能守恒：ymvj+yMv2v+mgh2

解得h2=0.04m.

答：(1)小物塊被彈簧彈出時(shí)的速度為5m/s；

(2)小物塊滑出大滑塊后能達(dá)到的最大高度h為1m；

(3)小物塊回到水平面的速度為3m/s,方向水平向左，再次滑上大滑塊后能達(dá)到的最大高度

為0.04m.

【點(diǎn)評(píng)】本題是動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒綜合問(wèn)題，考察學(xué)生對(duì)某方向動(dòng)量守恒的理解，系統(tǒng)

在某方向受到的合外力為零時(shí)，系統(tǒng)在該方向上動(dòng)量守恒，結(jié)合機(jī)械能守恒可以求解該類問(wèn)

題。

7.(2021洞北唐山一模)如圖所示，固定斜面傾角為仇小物塊A和8的質(zhì)量分別為2m和m,

與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為川和外。開(kāi)始時(shí)小物塊B恰好靜止在距離斜面頂端次處，

此時(shí)小物塊8所受摩擦力為最大靜摩擦力。小物塊A從斜面頂端由靜止釋放，一段時(shí)間后

與物塊B發(fā)生彈性正碰，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，A與8均可視為質(zhì)點(diǎn)，求：

(1)物塊A與B發(fā)生碰撞后物塊B的速度；

(2)若物塊A與B在斜面上只能發(fā)生一次碰撞，斜面長(zhǎng)度應(yīng)小于多少？