2023年高考物理預測題練習 動量定理含答案

高考物理預測題之動量定理

一、單選題

1.為了安全起見，電影特技演員從高處跳下時往往會落在很厚的空氣墊上.某次表演時，特技演員從

5米高處自由落下，豎直落在空氣墊上，經(jīng)過0?4s靜止下來.則在此過程中他受到的空氣墊施加的平

均作用力約為其自身重力的

A.1倍B.1.5倍C.2.5倍D.3.5倍

2.2022年6月，中國高鐵總里程約達4.2萬公里，世界第一.為保障列車安全運行每一公里，無縫鋼

軌線路因熱脹冷縮或負載等引起應力集中時，應每隔50~100m設一位移觀測點觀測鋼軌位移量，進行

應力放散，及時排除隱患.一種人工應力放散作業(yè)畫面如圖所示，四人拉著最初靜止的質量約40Okg

的碰撞器撞擊斜鐵，若要至少產(chǎn)生2000ON的撞擊力（設碰撞時間0.1s,碰撞器不反彈，不計碰撞器與

鋼軌的摩擦），則每個工人平均至少對碰撞器做功約為（）

A.1250JB.5000JC.25000JD.100000J

3.雨打芭蕉是中國古代文學中常見的抒情意象，為估算雨滴撞擊芭蕉葉產(chǎn)生的平均壓強P，小華同學

將一圓柱形的量杯置于院中，測得一段時間t內杯中水面上升的高度為h,查詢得知當時雨滴下落的速

度為V。設雨滴豎直下落到水平的芭蕉葉上后以原來的速率豎直反彈。已知水的平均密度為P,不計雨

滴重力。則P的大小為（）

,

A.∕n-B.2∕Λ-C.ρ?^D.2ρ?^

二、多選題

4.如圖所示，一張薄木板放在光滑水平面上，其右端放有小木塊，小木塊與薄木板的接觸面粗糙，原

來系統(tǒng)靜止。薄木板突然受到一水平向右的瞬間沖量作用開始運動，直到小木塊從薄木板上掉下來。

上述過程中下列說法正確的是（）

A.木板對木塊的摩擦力水平向左

B.摩擦力對木塊做的功一定等于木塊增加的動能

C.開始運動后，木板減小的動能等于木塊增加的動能

D.木塊動能的增加一定小于系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的熱能

5.如圖所示裝置，裝有細砂石的容器帶有比較細的節(jié)流門，K是節(jié)流門的閥門，節(jié)流門正下方有可以

稱量細砂石質量的托盤秤。當托盤上已經(jīng)有質量為m的細砂石時關閉閥門K,此時從管口到砂石堆頂端

還有長為H的細砂石柱，設管口單位時間流出的細砂石的質量為m0,管口處細砂石的速度近似為零，

關閉閥門K后，細砂石柱下落時砂石堆高度不變，重力加速度為g,忽略空氣阻力，下列說法正確的是

A.剛關閉閥門K時，托盤秤示數(shù)為mg

B.細砂石柱下落過程中，托盤秤示數(shù)為，八”

C.細砂石柱對砂石堆頂端的沖擊力為〃

D.細砂石柱全部落完時托盤秤的示數(shù)比剛關閉閥門K時托盤秤的示數(shù)大

6.光滑水平地面上有一質量為叱的長方體木板B,木板的左端上有一質量為叫的小物塊A（可視為質

點），如圖甲所示。用水平向右的拉力F作用在小物塊A上，使小物塊A由靜止開始運動，運動過程

中，小物塊A和木板B的加速度大小隨時間變化的關系圖像分別如圖乙、丙所示。已知t2時刻，小物

A.木板B的長度為J，

B.小物塊A與木板B間的動摩擦因數(shù)為

C.0~3,拉力做功為

8

D.t1"t2,拉力的沖量為（町H.?町0N

三、綜合題

7.2022年2月8日北京冬奧會上，首鋼滑雪大跳臺的設計靈感來源于中國敦煌畫壁中的“飛天”，絲

帶在空中飛舞的形態(tài)與大跳臺賽道曲線十分契合。運動員在這次比賽中從大跳臺一躍而起，如圖1所

示，到達最高點的速度大小為匕，通過視頻慢鏡頭回放確認在空中飛行了/157S時間與著陸坡成

20°角著陸，緩沖后沿著著陸坡滑向終點區(qū)。根據(jù)現(xiàn)場測量，起跳臺和著陸坡的坡度都是40°,如圖

2所示。運動員運動過程中不計空氣阻力，重力加速度g取IonI/s',ian40°-Ian60-2.57，求:

圖1圖2

（1）速度大小匕；

（2）已知運動員的質量為m,緩沖時間為2,則在垂直著陸坡方向上雙腳受到的平均作用力為多

大？（結果用展等字母和三角函數(shù)表示）

8.一個質量為，”=6Okg的蹦床運動員，從離水平網(wǎng)面高A?3.2m處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回

到離水平網(wǎng)面高危TOm處。不計空氣阻力，X取Iom、：。求：

（1）運動員在剛接觸網(wǎng)瞬間和剛離開網(wǎng)瞬間的速度大小」和「；

（2）運動員與網(wǎng)作用過程中速度變化量心的大小和方向；

（3）運動員與網(wǎng)作用過程中所受合力的沖量大小/0

9.如圖所示，質量m°=2kg的滑塊與質量m=3kg的帶擋板的木板用彈簧拴接在一起，起初彈簧處于原

長，它們一起以v°=4m∕s的速度在足夠大的水平地面上向右運動，之后木板與靜止的、質量M=Ikg的小

球發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間極短，此后彈簧壓縮過程中木板運動的位移大小x=2.3m,彈簧的最大壓縮

量Ax=l.25m,彈簧始終處于彈性限度內，忽略一切摩擦，求：

//∕∕///∕z∕////////////////77///

（1）碰后小球的速度大小V；

（2）彈簧第一次壓縮過程中對木板的沖量I；

（3）從與小球碰撞開始到彈簧第一次壓縮至最短所用的時間t。

10.籃球從距水平地面高木，ISm處由靜止釋放，與地面作用Λ;（M）內后，反彈的最大高度

hOSmo現(xiàn)將一網(wǎng)球緊貼籃球置于其正上方，如圖所示，先釋放籃球，0.08s后再釋放網(wǎng)球。已知

籃球的質量V-O.“kg,網(wǎng)球的質量陽=OMkJ?,籃球與網(wǎng)球的碰撞為彈性碰撞，碰撞時間極短，不計

空氣阻力，取重力加速度大小g-IOm、：，求:

(1)籃球對地面的平均作用力大小F；

(2)網(wǎng)球與籃球碰撞后上升的最大高度H。

11.如圖甲所示，一絕緣輕質彈簧原長為2R，豎直放置在水平地面上，電荷量為,g、質量為4m的小

物塊輕輕放置在輕彈簧上端，當小物塊運動到最低點時輕彈簧長度為火。如圖乙所示，將該絕緣輕質

彈簧其一端固定在傾角為30°的絕緣固定直軌道AC的底端A處，彈簧處于自然狀態(tài)時另一端位于直軌

道上B處。小物塊放置在直軌道上，在外力作用下小物塊靜止時輕彈簧長度也為火。直軌道上端與一

半徑為/?的光滑絕緣圓弧軌道CDF相切于C點，0點為圓弧軌道的圓心，D點為圓弧軌道的最高點，OF

為水平半徑，ACSR,A、B、C、D、F均在同一豎直平面內。已知直軌道AB部分光滑，小物塊與直

軌道Be間的動摩擦因數(shù)〃,在OC所在直線的右側(包含此線在內)存在方向水平向右的勻強電

場。已知重力加速度大小為X,不計空氣阻力。求：

(1)撤去外力，小物塊到達B點的速度為多大？

(2)若僅將小物塊的質量改為加，外力作用下壓縮輕彈簧使其長度仍為/?,再撤去外力，小物塊到

達C點的動量為多大？

(3)若僅將小物塊的質量改為一未知量，”'，且電場強度大小為、""，外力作用下壓縮輕彈簧

使其長度仍為/?，再撤去外力，若小物塊恰好能夠通過圓弧CDF,小物塊的質量方為多大？

12.如圖所示，質量〃，-"E的平板小車靜止在豎直彈性墻壁左側的光滑水平地面上，質量"的

鐵塊（視為質點）以大小「5m、的初速度向右滑上平板小車左端上表面，小車第一次與墻壁碰撞前

瞬間恰好與鐵塊達到共同速度，之后小車與墻壁發(fā)生多次正碰（每次碰撞前小車與鐵塊已達到共同速

度），碰撞中無機械能損失，碰撞時間極短，最終鐵塊恰好靜止在小車的右端。鐵塊與小車上表面間的

動摩擦因數(shù)〃-03,取重力加速度大小gl（）m√o求：

（1）從鐵塊滑上小車上表面至小車與墻壁第一次碰撞的時間4；

（2）全過程中鐵塊相對小車滑動的總時間t以及小車的長度L。

13.質量叫=0.3kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長L=L5m,現(xiàn)有質量in2=。.2kg可視為質點的

物塊，以水平向右的速度v°=2m∕s從左端滑上小車，如圖所示，最后在車面上某處與小車保持相對靜

止，物塊與車面間的動摩擦因數(shù)u=0.5,g?10m∕s2,試求：

~7TΠ7TΠTΠΠTΠΠΠΠTΠΠ7TΠ7TΠΠΠΠΠTΠΠTΠΠΠΠΠ7T

（1）物塊與小車的共同速度大小V；

（2）物塊在車面上滑行的時間t；

（3）從開始到共速，小車運動的位移大小x。

14.如圖所示，輕彈管豎直靜，下端固定在水平地面上，以上端點為坐標原點0,豎直向下為y軸，0

點離地高為h。t=0時將質量為m的鐵球從0點由靜止開始釋放，經(jīng)過時間,“第一次運動到離地面高度

為的P點，此時速度最大為V。不計空氣阻力。已知重力加速度為g,彈簧始終在彈性限度內。

4

求：

C

U

UA-

U

U

W

U

U

U

U

UA

U

U

U

U

U

U

q>

（1）彈簧的勁度系數(shù)k；

（2）鐵球第一次運動到P過程中彈力的沖量I；

（3）鐵球運動過程中，任意時刻t的位置坐標yo

1.D

2.A

3.B

4.B1D

5.B,C

6.B,C

7.(1)設運動員起跳飛出后運動到最高點的速度為V,,上升階段所用時間為tl,下降階段至接觸

著陸坡所用時間為Z，,則A處起跳時有，水平L

豎直???Vtan40',?/

接觸著陸坡B處時有，水平ILV

豎直Ia=V“tanar二承、

又r?∕1+∕1

般

聯(lián)立以上各式解得=IOm/s

Ian400÷tan60π

(2)運動員著陸前瞬間的速度為L

'COS600

垂直著陸坡方向的速度為v,y,.sιn20

根據(jù)動量定理//π<∕cκis4?∣V-O~(-mv,)

聯(lián)乂可得卜?WgCOS40

cos60oΔ/

8.(1)解：由自由落體運動公式「二助，可得運動員在剛接觸網(wǎng)瞬間的速度大小

vl≡y∣2叭=V2χlO×3.2m∕s=8m/$

運動員剛離開網(wǎng)瞬間的速度大小?！?.uΓ>5mS10∏1s

(2)解：運動員與網(wǎng)作用過程中速度變化量?r的大小AlV(-rlIIXms

方向豎直向上

(3)解：由動量定理可得運動員與網(wǎng)作用過程中所受合力的沖量大小

/=mv2-(-mvl)=60×ION?s+60χ8N?s=l080N-s

9.(1)解：設木板與小球碰撞后的速度大小為V”則有

mv0=mv,+Mv

,,β

一∕w%=一∕wvl?一ΛΛ

解得v1=2m∕s,v=6m∕s

(2)解：設彈簧壓縮至最短時滑塊和木板的速度均為V共，則有movo+mvι=(mo+m)v共

解得V共=2.8m∕s

根據(jù)動量定理可得I=mv共一mv∣

解得1=2.4N?s,方向水平向右

(3)解：設彈簧壓縮過程中的某時刻滑塊的速度大小為v；,木板的速度大小為『，則有

mnvt+mιl=(mβ+m)v∣lt

即^n0v∣Δ∕÷VOTI<Δ∕≈V<Λ?+W)I?/

則mυ(x÷Δx)÷mx=(m0+m)Vλ?t

解得t=ls

10.(1)解：設籃球與地面碰撞前的速度大小為V1,與地面碰撞后的速度大小為V,地面對籃球

的平均作用力大小為R,則有

,；

?A^1=*財

?ΛΛ√=Mgh2

岫-(-孫)=(&-姝)Δ∕

解得人72.9N

根據(jù)牛頓第三定律可得籃球對地面的平均作用力大小/'-72.9N

(2)解：由題意可知，籃球離開地面的瞬間與網(wǎng)球發(fā)生碰撞，以向上為正方向，籃球與網(wǎng)球碰撞前籃

球的速度為t，網(wǎng)球的速度為->,設籃球與網(wǎng)球碰撞后籃球的速度為V.,網(wǎng)球的速度為心

J,則有

,

,Vft?-rmleAft?÷m??

I.?II1,I?

—Λft?,+—W.=—Λ∏?,+—mv2

2221212l

解得

V1■2n√s

vl≈l2m∕s

根據(jù)機械能守恒定律有八」"火〃

解得H7.2m

IL(I)解：根據(jù)圖甲可知，彈簧壓縮量為R時具有的彈性勢能為--4"邨

根據(jù)乙圖，物塊運動到B點的過程中，根據(jù)動能定理有匕4∕wχR?in3(T?Amv

聯(lián)立解得?CR

(2)解：小物塊由靜止到達C點的過程中根據(jù)動能定理有

o

E9-mg?(5∕?-R)Sin30°-pmg?(5∕?-2Λ>cos30=

解得「-丑"

?2

所以到達C點的動量為p=wι.」、W

-2

(3)解:小物塊受到的電場力大小為4=Eq=業(yè)也q=在通

3g3

設小物塊在復合場中等效重力加速度為g'有加￡

cos300

小物塊在等效最高點時有Mfi'm'`

R

從C點到等效最高點的過程根據(jù)動能定理有m'κ2H→√r?mV,

小物塊由靜止釋放運動到C點的過程有E.MΛ,?(SRΛ>SI∏30///Fr?√l5∕?2Λ)cu>3<∣|'

聯(lián)立解得w-QMf"?

55

12.(1)解：設小車第一次與墻壁碰撞前瞬間的速度大小為vl,根據(jù)動量守恒定律有

,

A∕V4I≡(Λ/+m)vl

解得ι?,3m、

對小車，根據(jù)動量定理有如一"明

解得∕l0.4V

(2)解：小車第一次與墻壁碰撞后的一段時間內，鐵塊向右做勻減速直線運動，小車向左做勻減速直

線運動，小車的速度先減為零，然后小車在摩擦力的作用下向右做勻加速直線運動，直到小車與鐵塊

第二次達到共同速度，此后鐵塊與小車一起向右做勻速直線運動直到小車與墻壁發(fā)生第二次碰撞，小

車不斷與墻壁碰撞，鐵塊在小車上滑行，系統(tǒng)的機械能不斷減少，直到鐵塊與小車均靜止且鐵塊恰好

在小車的右端，

對鐵塊，根據(jù)動量定理有4M國=O?h

解得!∣Λ

根據(jù)功能關系有CM'Mv

解得I.2.5m

13.(1)