2023年高考物理预测题练习 动量定理含答案

高考物理预测题之动量定理

一、单选题

1.为了安全起见，电影特技演员从高处跳下时往往会落在很厚的空气垫上.某次表演时，特技演员从

5米高处自由落下，竖直落在空气垫上，经过0∙4s静止下来.则在此过程中他受到的空气垫施加的平

均作用力约为其自身重力的

A.1倍B.1.5倍C.2.5倍D.3.5倍

2.2022年6月，中国高铁总里程约达4.2万公里，世界第一.为保障列车安全运行每一公里，无缝钢

轨线路因热胀冷缩或负载等引起应力集中时，应每隔50~100m设一位移观测点观测钢轨位移量，进行

应力放散，及时排除隐患.一种人工应力放散作业画面如图所示，四人拉着最初静止的质量约40Okg

的碰撞器撞击斜铁，若要至少产生2000ON的撞击力（设碰撞时间0.1s,碰撞器不反弹，不计碰撞器与

钢轨的摩擦），则每个工人平均至少对碰撞器做功约为（）

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

3.雨打芭蕉是中国古代文学中常见的抒情意象，为估算雨滴撞击芭蕉叶产生的平均压强P，小华同学

将一圆柱形的量杯置于院中，测得一段时间t内杯中水面上升的高度为h,查询得知当时雨滴下落的速

度为V。设雨滴竖直下落到水平的芭蕉叶上后以原来的速率竖直反弹。已知水的平均密度为P,不计雨

滴重力。则P的大小为（）

,

A.∕n-B.2∕Λ-C.ρ∖^D.2ρ∖^

二、多选题

4.如图所示，一张薄木板放在光滑水平面上，其右端放有小木块，小木块与薄木板的接触面粗糙，原

来系统静止。薄木板突然受到一水平向右的瞬间冲量作用开始运动，直到小木块从薄木板上掉下来。

上述过程中下列说法正确的是（）

A.木板对木块的摩擦力水平向左

B.摩擦力对木块做的功一定等于木块增加的动能

C.开始运动后，木板减小的动能等于木块增加的动能

D.木块动能的增加一定小于系统摩擦产生的热能

5.如图所示装置，装有细砂石的容器带有比较细的节流门，K是节流门的阀门，节流门正下方有可以

称量细砂石质量的托盘秤。当托盘上已经有质量为m的细砂石时关闭阀门K,此时从管口到砂石堆顶端

还有长为H的细砂石柱，设管口单位时间流出的细砂石的质量为m0,管口处细砂石的速度近似为零，

关闭阀门K后，细砂石柱下落时砂石堆高度不变，重力加速度为g,忽略空气阻力，下列说法正确的是

A.刚关闭阀门K时，托盘秤示数为mg

B.细砂石柱下落过程中，托盘秤示数为，八”

C.细砂石柱对砂石堆顶端的冲击力为〃

D.细砂石柱全部落完时托盘秤的示数比刚关闭阀门K时托盘秤的示数大

6.光滑水平地面上有一质量为叱的长方体木板B,木板的左端上有一质量为叫的小物块A（可视为质

点），如图甲所示。用水平向右的拉力F作用在小物块A上，使小物块A由静止开始运动，运动过程

中，小物块A和木板B的加速度大小随时间变化的关系图像分别如图乙、丙所示。已知t2时刻，小物

A.木板B的长度为J，

B.小物块A与木板B间的动摩擦因数为

C.0~3,拉力做功为

8

D.t1"t2,拉力的冲量为（町H.•町0N

三、综合题

7.2022年2月8日北京冬奥会上，首钢滑雪大跳台的设计灵感来源于中国敦煌画壁中的“飞天”，丝

带在空中飞舞的形态与大跳台赛道曲线十分契合。运动员在这次比赛中从大跳台一跃而起，如图1所

示，到达最高点的速度大小为匕，通过视频慢镜头回放确认在空中飞行了/157S时间与着陆坡成

20°角着陆，缓冲后沿着着陆坡滑向终点区。根据现场测量，起跳台和着陆坡的坡度都是40°,如图

2所示。运动员运动过程中不计空气阻力，重力加速度g取IonI/s',ian40°-Ian60-2.57，求:

图1图2

（1）速度大小匕；

（2）已知运动员的质量为m,缓冲时间为2,则在垂直着陆坡方向上双脚受到的平均作用力为多

大？（结果用展等字母和三角函数表示）

8.一个质量为，”=6Okg的蹦床运动员，从离水平网面高A⅛3.2m处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回

到离水平网面高危TOm处。不计空气阻力，X取Iom、：。求：

（1）运动员在刚接触网瞬间和刚离开网瞬间的速度大小」和「；

（2）运动员与网作用过程中速度变化量心的大小和方向；

（3）运动员与网作用过程中所受合力的冲量大小/0

9.如图所示，质量m°=2kg的滑块与质量m=3kg的带挡板的木板用弹簧拴接在一起，起初弹簧处于原

长，它们一起以v°=4m∕s的速度在足够大的水平地面上向右运动，之后木板与静止的、质量M=Ikg的小

球发生弹性碰撞，碰撞时间极短，此后弹簧压缩过程中木板运动的位移大小x=2.3m,弹簧的最大压缩

量Ax=l.25m,弹簧始终处于弹性限度内，忽略一切摩擦，求：

//∕∕///∕z∕////////////////77///

（1）碰后小球的速度大小V；

（2）弹簧第一次压缩过程中对木板的冲量I；

（3）从与小球碰撞开始到弹簧第一次压缩至最短所用的时间t。

10.篮球从距水平地面高木，ISm处由静止释放，与地面作用Λ;（M）内后，反弹的最大高度

hOSmo现将一网球紧贴篮球置于其正上方，如图所示，先释放篮球，0.08s后再释放网球。已知

篮球的质量V-O.“kg,网球的质量阳=OMkJʃ,篮球与网球的碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短，不计

空气阻力，取重力加速度大小g-IOm、：，求:

(1)篮球对地面的平均作用力大小F；

(2)网球与篮球碰撞后上升的最大高度H。

11.如图甲所示，一绝缘轻质弹簧原长为2R，竖直放置在水平地面上，电荷量为,g、质量为4m的小

物块轻轻放置在轻弹簧上端，当小物块运动到最低点时轻弹簧长度为火。如图乙所示，将该绝缘轻质

弹簧其一端固定在倾角为30°的绝缘固定直轨道AC的底端A处，弹簧处于自然状态时另一端位于直轨

道上B处。小物块放置在直轨道上，在外力作用下小物块静止时轻弹簧长度也为火。直轨道上端与一

半径为/?的光滑绝缘圆弧轨道CDF相切于C点，0点为圆弧轨道的圆心，D点为圆弧轨道的最高点，OF

为水平半径，ACSR,A、B、C、D、F均在同一竖直平面内。已知直轨道AB部分光滑，小物块与直

轨道Be间的动摩擦因数〃,在OC所在直线的右侧(包含此线在内)存在方向水平向右的匀强电

场。已知重力加速度大小为X,不计空气阻力。求：

(1)撤去外力，小物块到达B点的速度为多大？

(2)若仅将小物块的质量改为加，外力作用下压缩轻弹簧使其长度仍为/?,再撤去外力，小物块到

达C点的动量为多大？

(3)若仅将小物块的质量改为一未知量，”'，且电场强度大小为、""，外力作用下压缩轻弹簧

使其长度仍为/?，再撤去外力，若小物块恰好能够通过圆弧CDF,小物块的质量方为多大？

12.如图所示，质量〃，-"E的平板小车静止在竖直弹性墙壁左侧的光滑水平地面上，质量"的

铁块（视为质点）以大小「5m、的初速度向右滑上平板小车左端上表面，小车第一次与墙壁碰撞前

瞬间恰好与铁块达到共同速度，之后小车与墙壁发生多次正碰（每次碰撞前小车与铁块已达到共同速

度），碰撞中无机械能损失，碰撞时间极短，最终铁块恰好静止在小车的右端。铁块与小车上表面间的

动摩擦因数〃-03,取重力加速度大小gl（）m√o求：

（1）从铁块滑上小车上表面至小车与墙壁第一次碰撞的时间4；

（2）全过程中铁块相对小车滑动的总时间t以及小车的长度L。

13.质量叫=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=L5m,现有质量in2=。.2kg可视为质点的

物块，以水平向右的速度v°=2m∕s从左端滑上小车，如图所示，最后在车面上某处与小车保持相对静

止，物块与车面间的动摩擦因数u=0.5,g¾10m∕s2,试求：

~7TΠ7TΠTΠΠTΠΠΠΠTΠΠ7TΠ7TΠΠΠΠΠTΠΠTΠΠΠΠΠ7T

（1）物块与小车的共同速度大小V；

（2）物块在车面上滑行的时间t；

（3）从开始到共速，小车运动的位移大小x。

14.如图所示，轻弹管竖直静，下端固定在水平地面上，以上端点为坐标原点0,竖直向下为y轴，0

点离地高为h。t=0时将质量为m的铁球从0点由静止开始释放，经过时间,“第一次运动到离地面高度

为的P点，此时速度最大为V。不计空气阻力。已知重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内。

4

求：

C

U

UA-

U

U

W

U

U

U

U

UA

U

U

U

U

U

U

q>

（1）弹簧的劲度系数k；

（2）铁球第一次运动到P过程中弹力的冲量I；

（3）铁球运动过程中，任意时刻t的位置坐标yo

1.D

2.A

3.B

4.B1D

5.B,C

6.B,C

7.(1)设运动员起跳飞出后运动到最高点的速度为V,,上升阶段所用时间为tl,下降阶段至接触

着陆坡所用时间为Z，,则A处起跳时有，水平L

竖直»•„Vtan40',ʧ/

接触着陆坡B处时有，水平ILV

竖直Ia=V“tanar二承、

又r∙∕1+∕1

般

联立以上各式解得=IOm/s

Ian400÷tan60π

(2)运动员着陆前瞬间的速度为L

'COS600

垂直着陆坡方向的速度为v,y,.sιn20

根据动量定理//π<∕cκis4∙∣V-O~(-mv,)

联乂可得卜♦WgCOS40

cos60oΔ/

8.(1)解：由自由落体运动公式「二助，可得运动员在刚接触网瞬间的速度大小

vl≡y∣2叭=V2χlO×3.2m∕s=8m/$

运动员刚离开网瞬间的速度大小Γ√2.uΓ>5mS10∏1s

(2)解：运动员与网作用过程中速度变化量∖r的大小AlV(-rlIIXms

方向竖直向上

(3)解：由动量定理可得运动员与网作用过程中所受合力的冲量大小

/=mv2-(-mvl)=60×ION∙s+60χ8N∙s=l080N-s

9.(1)解：设木板与小球碰撞后的速度大小为V”则有

mv0=mv,+Mv

,,β

一∕w%=一∕wvl♦一ΛΛ

解得v1=2m∕s,v=6m∕s

(2)解：设弹簧压缩至最短时滑块和木板的速度均为V共，则有movo+mvι=(mo+m)v共

解得V共=2.8m∕s

根据动量定理可得I=mv共一mv∣

解得1=2.4N∙s,方向水平向右

(3)解：设弹簧压缩过程中的某时刻滑块的速度大小为v；,木板的速度大小为『，则有

mnvt+mιl=(mβ+m)v∣lt

即^n0v∣Δ∕÷VOTI<Δ∕≈V<Λ⅛+W)Iʌ/

则mυ(x÷Δx)÷mx=(m0+m)Vλ∙t

解得t=ls

10.(1)解：设篮球与地面碰撞前的速度大小为V1,与地面碰撞后的速度大小为V,地面对篮球

的平均作用力大小为R,则有

,；

ɪA^1=*财

ɪΛΛ√=Mgh2

岫-(-孙)=(&-姝)Δ∕

解得人72.9N

根据牛顿第三定律可得篮球对地面的平均作用力大小/'-72.9N

(2)解：由题意可知，篮球离开地面的瞬间与网球发生碰撞，以向上为正方向，篮球与网球碰撞前篮

球的速度为t，网球的速度为->,设篮球与网球碰撞后篮球的速度为V.,网球的速度为心

J,则有

,

,Vft∖-rmleAft∖÷m∖∖

I.ɪII1,I∙

—Λft∙,+—W.=—Λ∏∙,+—mv2

2221212l

解得

V1■2n√s

vl≈l2m∕s

根据机械能守恒定律有八」"火〃

解得H7.2m

IL(I)解：根据图甲可知，弹簧压缩量为R时具有的弹性势能为--4"邨

根据乙图，物块运动到B点的过程中，根据动能定理有匕4∕wχR∖in3(T∖Amv

联立解得∖CR

(2)解：小物块由静止到达C点的过程中根据动能定理有

o

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

解得「-丑"

ɪ2

所以到达C点的动量为p=wι.」、W

-2

(3)解:小物块受到的电场力大小为4=Eq=业也q=在通

3g3

设小物块在复合场中等效重力加速度为g'有加£

cos300

小物块在等效最高点时有Mfi'm'`

R

从C点到等效最高点的过程根据动能定理有m'κ2H→√rʒmV,

小物块由静止释放运动到C点的过程有E.MΛ,∙(SRΛ>SI∏30///Fr∙√l5∕?2Λ)cu>3<∣|'

联立解得w-QMf"∖

55

12.(1)解：设小车第一次与墙壁碰撞前瞬间的速度大小为vl,根据动量守恒定律有

,

A∕V4I≡(Λ/+m)vl

解得ι∙,3m、

对小车，根据动量定理有如一"明

解得∕l0.4V

(2)解：小车第一次与墙壁碰撞后的一段时间内，铁块向右做匀减速直线运动，小车向左做匀减速直

线运动，小车的速度先减为零，然后小车在摩擦力的作用下向右做匀加速直线运动，直到小车与铁块

第二次达到共同速度，此后铁块与小车一起向右做匀速直线运动直到小车与墙壁发生第二次碰撞，小

车不断与墙壁碰撞，铁块在小车上滑行，系统的机械能不断减少，直到铁块与小车均静止且铁块恰好

在小车的右端，

对铁块，根据动量定理有4M国=O∖h

解得!∣Λ

根据功能关系有CM'Mv

解得I.2.5m

13.(1)