2025新高考物理核心素养测评：动量守恒定律及其应用（含答案或解析）

二十二动量守恒定律及其应用

（40分钟80分）

【基础巩固练】

1.（6分）（多选）（2023・温州模拟）历史上，一种观点认为应该用物理量mv来量度运动的“强弱”;另

一种观点认为应该用物理量机材来量度运动的“强弱，，。前者代表人物是笛卡尔,后者则是莱布

尼茨。经过半个多世纪的争论，法国科学家达兰贝尔用他的研究指出，双方实际是从不同的角度

量度运动。关于这段描述中体现的物理思想，下列说法正确的是（）

A.用mv量度体现了动量守恒的思想

B.用机声量度体现了动量守恒的思想

C动量决定了物体在力的阻碍下能够运动多长距离

D.动能定理反映了力对空间的累积效应

2.（6分X2023•咸阳模拟）冲天炮飞上天后在天空中爆炸。当冲天炮从水平地面斜飞向天空后且

恰好沿水平方向运动的瞬间，突然炸裂成一大一小尸、Q两块，且质量较大的产仍沿原来方向飞

出去厕（）

A.质量较大的尸先落回地面

B.炸裂前的总动量小于炸裂后的总动量

C.炸裂后，尸飞行的水平距离较大

D.炸裂时，尸、。两块受到的内力的冲量大小相等

3.（6分）（科学探究情境）如图所示，有一棱长为L的正方体木块，静止于光滑水平面上，木块内部

有一从顶面贯通至底面的通道。已知木块质量为初=3"一个质量为m的小球由静止开始从轨

道的一端运动到另一端，在该过程中，木块的对地位移应为（）

A%B学C学D.%

4.（6分）一只青蛙从荷叶上跳入水中，若不考虑水和空气的阻力。下列表述中正确的是（）

A.青蛙与荷叶组成的系统动量守恒

B.起跳时，荷叶对青蛙做正功，青蛙的动能增加

C.全过程中青蛙与荷叶组成的系统机械能可能守恒

D.全过程中青蛙与荷叶组成的系统机械能一定不守恒

5.（6分）（多选）如图所示,一质量止3.0kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一

个质量机=1.0kg的小木块4同时给Z和B以大小均为4.0m/s、方向相反的初速度，使Z开始

向左运动乃开始向右运动M始终没有滑离B板，在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大

小可能是（)

BL

A.2.1m/sB.2.4m/s

C.2.8m/sD.3.0m/s

6.（6分）（生产生活情境）（2023・重庆模拟）2023年春节期间，中国许多地方燃放了爆竹，爆竹带来

浓浓的年味。一质量为"的爆竹竖直运动到最高点时,爆炸成两部分，爆炸后瞬时质量为m的

部分动能为瓦爆炸时间极短可不计，不计爆炸过程中的质量损失,则该爆竹爆炸后瞬时的总动

能为（)

A2M「

A.——E

M-m

C.—ED—E

M-mM-m

7.（6分）（多选）（2023・内江模拟）在光滑水平面上,动能为E。、动量大小为po的小钢球Z与静止的

小钢球8发生碰撞,碰撞前、后运动方向相反。碰撞后小球Z的动能和动量的大小分别为瓦公

〃，小钢球8的动能和动量的大小分别为入、外,则下列说法中正确的是（）

A&<EoB.p'vpo

C.Ekg>EoD.pB<po

【加固训练】

（多选）质量相等的Z、8两球在光滑水平面上，沿同一直线、同一方向运动,2球的动量〃=9

kg-m/s,5球的动量PB=3kg-m/s,当Z追上8时发生碰撞厕碰后4B两球的动量可能值是

（）

A.p/=6kg-m/s，77s-6kg-m/s

B.p/=4kg-m/s,-6kg-m/s

C.pA—6kg-m/s,-18kg-m/s

D.pA-4kg-m/s,-8kg-m/s

【综合应用练】

8.（6分）（2023•沈阳模拟）在课后，某同学根据所学知识设想了一个“新曹冲称象”实验:在平静的

水面上停放着一艘质量为M的小船，长度为1,一个质量为m的人从船头缓缓走到船尾,测得小

船沿长度方向前进的距离为砧随后在船上放入质量为△机的货物，待船静止后，同一个人再次

从船尾走到船头,测得船后退的距离为xi。不计水的阻力，可以算得货物质量△机等于（）

A.（W+加卢二B.”加产包

%1XO

CM加产2

X1XO

9.（6分）侈选）（2023・茂名模拟谋兴趣小组制作了如图所示的水火箭，实验时瓶内的高压气体将

水快速喷出，水火箭获得竖直向上的初速度,设水火箭上升的最大高度为〃，水火箭外壳的质量

为江水的质量为外假设水在极短时间内以不变的速度喷出，不计空气阻力,重力加速度为g,则

下列说法正确的是（）

A

,MH

A.水火箭发射过程中系统的机械能守恒

B.高压气体释放的能量为Mgh

C.高压气体对火箭外壳做的功为Mgh

D.水瞬间喷出时水流相对水火箭外壳的喷出速度为等国［

10.（6分）（2024・常德模拟）如图所示,质量为m的小球Z从地面上斜抛，抛出时的速度大小为25

m/s,方向与水平方向夹角为53。,在Z抛出的同时有一质量为3m的小球8从某高处自由下落,

当A上升到最高点时恰能击中竖直下落中的小球B,A、B两球碰撞时间极短，碰后AB两球

粘在一起落回地面，不计空气阻力,sin53o=0.8,g取lOm/s?。以下说法正确的是（）

50

A.小球B下落时离地面的高度是20m

B.小球N上升至最高处时离地面40m

C.小球Z从抛出到落回地面的时间为3s

D.小球幺从抛出到落回地面的水平距离为60m

【加固训练】

（体育运动情境）（多选）如图所示，在水平冰面上,质量如=2kg的冰壶Z以大小为vi=10m/s

的速度与静止的质量为切2=3kg的冰壶B发生正碰。碰撞可能是弹性碰撞也可能是非弹性碰

撞,不计一切摩擦和空气阻力。关于碰后冰壶幺的运动情况描述正确的是（）

.1B

A.碰后冰壶N可能会被弹回，速度大小为1m/s

B.碰后冰壶N可能继续向前运动，速度大小为1m/s

C.碰后冰壶A可能继续向前运动，速度大小为5m/s

D.碰后冰壶N不可能静止不动

11.（14分）（2023・广州模拟）如图所示,半径为R=5m的［光滑圆弧N8固定在光滑的水平面上，在

C点静止着一个滑块尸，载人小车M静止在水平面上的D点。滑块0从幺点正上方距A点高

8=2.2m处由静止释放，从A点进入圆弧并沿圆弧运动,。运动到C点与尸发生碰撞，碰后P、Q

粘合为一个结合体£。已知。、产和"的质量分别为办=1kg、机2=5kg、机3=60kg,重力加速

2

度g取10m/so

PQ

（1）求P、0碰撞后的速度大小;

（2）如果结合体E与小车M发生弹性碰撞，求碰后小车的速度大小;

⑶如果人每次以v=10m/s的速度（相对地面）将E反向推出,求人最多能推E多少次。

【情境创新练】

12.（6分）如图所示，小桐和小旭在可视为光滑的水平地面上玩弹珠游戏。小桐瞬间将弹珠甲对

着小旭脚边的静止弹珠乙弹出，甲以vo的速度与乙发生了弹性正碰，已知弹珠可以视为光滑，则

（）

A.若碰后甲、乙同向运动，则甲的质量一定大于乙的质量

B.若碰后甲反弹，则甲的速率可能为1.2vo

C.碰后乙的速率可能为3vo

D.若碰后甲反弹，则甲的速率不可能大于乙的速率

【加固训练】

（多选）（2023•邢台模拟）物体间发生碰撞时，因材料性质不同，机械能会有不同程度的损失,

可用碰撞后二者相对速度的大小与碰撞发生前二者相对速度的大小的比值描述，称之为碰撞

恢复系数,用符号£表示。现有一质量为«i=3kg的物块A在光滑水平面上以速度vo=5m/s向

右运动，与静止的质量为机2=2kg的物块8发生正碰。关于Z与8之间的碰撞,以下说法正确

的是（）

A.若£=1测表明A与B的碰撞为弹性碰撞

B.若£=0,则表明碰撞结束后4与B均停止运动

C.若£=0.6,则碰撞结束后物块B的速度大小为4.8m/s

D.若£=0.5,则碰撞过程中系统机械能损失了50%

解析版

1.（6分）（多选）（2023・温州模拟）历史上，一种观点认为应该用物理量mv来量度运动的“强弱”;另

一种观点认为应该用物理量加一来量度运动的“强弱，，。前者代表人物是笛卡尔,后者则是莱布

尼茨。经过半个多世纪的争论，法国科学家达兰贝尔用他的研究指出，双方实际是从不同的角度

量度运动。关于这段描述中体现的物理思想，下列说法正确的是（）

A.用mv量度体现了动量守恒的思想

B.用MV?量度体现了动量守恒的思想

C.动量决定了物体在力的阻碍下能够运动多长距离

D.动能定理反映了力对空间的累积效应

【解析】选A、Domv是物体的动量，用机v量度体现了动量守恒的思想，动量决定了物体在力

的阻碍下能够运动多长时间，故A正确、C错误;*v2是物体的动能，用机丫2量度体现了能量的

思想，动能定理反映了力对空间的累积效应，故B错误、D正确。

2.（6分X2023•咸阳模拟）冲天炮飞上天后在天空中爆炸。当冲天炮从水平地面斜飞向天空后且

恰好沿水平方向运动的瞬间，突然炸裂成一大一小尸、Q两块，且质量较大的尸仍沿原来方向飞

出去厕（）

A.质量较大的尸先落回地面

B.炸裂前的总动量小于炸裂后的总动量

C.炸裂后，尸飞行的水平距离较大

D.炸裂时，尸、。两块受到的内力的冲量大小相等

【解析】选Do炸裂时，冲天炮位于最高点，水平方向不受外力作用，重力远远小于内力，所以总

动量守恒，因此，尸、Q两块的速度方向均沿水平方向，之后做平抛运动回到地面，故同时落地,A、

B错误;炸裂时，质量较小的Q可能仍沿原来的方向，也可能与原方向相反，无法确定尸、Q两块

炸裂时速度的大小关系,也就无法比较水平距离大小关系,C错误;炸裂时尸、Q两块受到的内力

大小相等，方向相反,故炸裂时尸、。两块受到的内力的冲量大小相等，方向相反,D正确。

3.（6分）（科学探究情境）如图所示，有一棱长为L的正方体木块，静止于光滑水平面上，木块内部

有一从顶面贯通至底面的通道。已知木块质量为河=3办一个质量为m的小球由静止开始从轨

道的一端运动到另一端，在该过程中，木块的对地位移应为)

A.-LB.-LC.-LD.-L

4234

【解析】选Do小球由静止开始从轨道的一端运动到另一端过程中，水平方向平均动量守恒,

则有掰瓦—即相Xl=Ate,根据题意有X1+X2=Z,联立解得X2=^,D正确。

4.（6分）一只青蛙从荷叶上跳入水中，若不考虑水和空气的阻力。下列表述中正确的是（）

A.青蛙与荷叶组成的系统动量守恒

B.起跳时，荷叶对青蛙做正功，青蛙的动能增加

C.全过程中青蛙与荷叶组成的系统机械能可能守恒

D.全过程中青蛙与荷叶组成的系统机械能一定不守恒

【解析】选D。青蛙与荷叶组成的系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，则总动量不守

恒,A错误;起跳时，荷叶对青蛙不做功，青蛙本身对自己做功，青蛙的动能增加,B错误;全过程中

青蛙本身对自己做功，则青蛙与荷叶组成的系统机械能一定增加,C错误,D正确。

5.（6分）（多选）如图所示，一质量河=3.0kg的长方形木板8放在光滑水平地面上，在其右端放一

个质量m=1.0kg的小木块4同时给Z和B以大小均为4.0m/s、方向相反的初速度，使N开始

向左运动乃开始向右运动H始终没有滑离B板，在小木块A做加速运动的时间内，木板速度大

小可能是（）

A.2.1m/sB.2.4m/s

C.2.8m/sD.3.0m/s

【解析】选A、Bo以48组成的系统为研究对象，系统动量守恒,取水平向右为正方向，从Z

开始运动到/的速度为零过程中，由动量守恒定律得（跖掰）v=M%,代入数据解得外产2.67m/So

当从开始到A,B速度相同的过程中，由动量守恒定律得（环制）片（河+刈如2,代入数据解得益2=2

m/s,则在木块幺做加速运动的时间内乃的速度大小范围为2m/s<vs<2.67m/s,故选项A、B正

确。

6.（6分）（生产生活情境）（2023•重庆模拟）2023年春节期间，中国许多地方燃放了爆竹，爆竹带来

浓浓的年味。一质量为M的爆竹竖直运动到最高点时，爆炸成两部分，爆炸后瞬时质量为m的

部分动能为瓦爆炸时间极短可不计，不计爆炸过程中的质量损失,则该爆竹爆炸后瞬时的总动

能为（）

A.—EB.^—E

M-m

C.—ED.—E

M-mM-m

【解析】选Do设爆炸后瞬时质量为m的部分速度大小为vi,另一部分的速度大小为V2,根据

动量守恒可得小=（跖,2,解得V2=t，i,又£=/说,则该爆竹爆炸后瞬时的总动能为E总

说《（跖间谚，联立解得E总=白£，故选Do

7.（6分X多选）（2023•内江模拟）在光滑水平面上,动能为E。、动量大小为p。的小钢球Z与静止的

小钢球B发生碰撞，碰撞前、后运动方向相反。碰撞后小球幺的动能和动量的大小分别为人、

〃，小钢球5的动能和动量的大小分别为无小外厕下列说法中正确的是（）

A.ED<EOB.pA<po

C.E^B>EQD.pB<po

【解析】选A、Bo根据能量守恒定律可知和EkB一定小于Eo,故A正确,C错误;动量与动

能的关系满足p=mv=12771”结合A项结论可知力</%,故B正确;规定碰撞前A的速度方向为

正方向，对碰撞过程根据动量守恒定律有2o=-p/+28,解得pB=po+pA>po,故D错误。

【加固训练】

（多选）质量相等的48两球在光滑水平面上，沿同一直线、同一方向运动H球的动量〃=9

kg・m/s乃球的动量PB=3kg・m/s,当/追上5时发生碰撞厕碰后4、B两球的动量可能值是

（）

A.p/=6kg-m/s,^-6kg-m/s

B//=4kg-m/s^-6kg-m/s

C.pA-6kg-m/s^-18kg-m/s

D.pA-4kg-m/s，7?5-8kg-m/s

【解析】选A、D。设两球质量均为加，碰前总动量P=PA+PB=12kg・m/s,碰前总动能及="圜胃,

若P/=6kg・m/s,p/=6kg・m/s,碰后总动量夕力/年/=12kg,m/s,碰后总动能打'=^-+笠=军〈竺,

故可能发生，故A正确;若PA-4kg-m/s,-6kg-m/s,碰后P'=〃'+夕/初，故不可能，故B错误;若

PA--6kg-m/s，7?s-18kg-m/s,碰后瓜'=笠+景〉，故不可能，故C错误;若PA-4kg-m/s,773-8

kg-m/s,碰后

P'=\2kg-m/s=。贝I]£『芸+喏噂＜?故可能，故D正确。

【综合应用练】

8.（6分）（2023・沈阳模拟）在课后，某同学根据所学知识设想了一个“新曹冲称象”实验:在平静的

水面上停放着一艘质量为M的小船，长度为2,一个质量为m的人从船头缓缓走到船尾,测得小

船沿长度方向前进的距离为砧随后在船上放入质量为Am的货物，待船静止后，同一个人再次

从船尾走到船头,测得船后退的距离为Xio不计水的阻力，可以算得货物质量Am等于（）

X1XO

X1xo

【解析】选Ao船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒，人在船上行走时，船向后退,人从船

头走到船尾时，取人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得0=mvK-MV船，即吧产-等=0,在船

上放入质量为Am的货物，有吟出丝等生=0,解得△*西+㈤竽，故选A。

LL

9.（6分）侈选）（2023・茂名模拟谋兴趣小组制作了如图所示的水火箭，实验时瓶内的高压气体将

水快速喷出，水火箭获得竖直向上的初速度,设水火箭上升的最大高度为〃，水火箭外壳的质量

为皿水的质量为外假设水在极短时间内以不变的速度喷出，不计空气阻力,重力加速度为g,则

下列说法正确的是（）

A.水火箭发射过程中系统的机械能守恒

B.高压气体释放的能量为Mgh

C.高压气体对火箭外壳做的功为Mgh

D.水瞬间喷出时水流相对水火箭外壳的喷出速度为答

【解析】选C、Do发射过程中,向下喷出的水对水火箭做功，所以机械能不守恒，故A错误;设

火箭发射的初速度为vi,由水火箭做竖直上抛运动知也=7^初若水喷出的初速度为丫2,根据动

量守恒知V2=看生,高压气体对水火箭外壳做功的如谥故C正确;高压气体释

放总能量为E=躯谥+，唆E=3（MMg〃,故B错误;水流相对水火箭外壳的速度为

V=V1+V2=—J2g/i,故D正确。

10.（6分）（2024•常德模拟）如图所示,质量为m的小球Z从地面上斜抛，抛出时的速度大小为25

m/s,方向与水平方向夹角为53。,在N抛出的同时有一质量为3m的小球8从某高处自由下落,

当A上升到最高点时恰能击中竖直下落中的小球B,A、B两球碰撞时间极短，碰后4B两球

粘在一起落回地面，不计空气阻力,sin53o=0.8,g取lOrn/s?。以下说法正确的是（）

50

8

A

A.小球B下落时离地面的高度是20m

B.小球Z上升至最高处时离地面40m

C.小球Z从抛出到落回地面的时间为3s

D.小球Z从抛出到落回地面的水平距离为60m

【解析】选C。幺球竖直方向做竖直上抛运动至最高点方球做自由落体运动，则两球运动的高

度相同，均为止饱一（吗53。）2=20m,小球B下落时离地面的高度是40mH、B错误;两球竖直方

向的运动是互逆的，相遇时小球z竖直速度为0,小球8的速度为vS=vsin53°=20m/s,根据两球在

竖直方向上的动量守恒3机班=4"力两球粘在一起后的竖直速度为v1=15m/s,继续下落，有

鱼="，+去巴得t'=ls,则小球幺从抛出到落回地面的时间为3s,C正确;小球N从抛出到与小球

B相撞的水平距离为xi=vcos53。竺詈=30m,根据两球在水平方向上的动量守恒

mvcos53o=4w?vx^vx=3.75m/s,相撞后两球的水平位移为X2=n/=3.75m,小球幺从抛出到落回地

面的水平距离为X=XI+X2=33.75m,D错误。

【加固训练】

（体育运动情境）（多选）如图所示，在水平冰面上,质量办=2kg的冰壶Z以大小为『10m/s

的速度与静止的质量为根2=3kg的冰壶B发生正碰。碰撞可能是弹性碰撞也可能是非弹性碰

撞,不计一切摩擦和空气阻力。关于碰后冰壶幺的运动情况描述正确的是（）

AB

A.碰后冰壶/可能会被弹回，速度大小为1m/s

B.碰后冰壶N可能继续向前运动，速度大小为1m/s

C.碰后冰壶幺可能继续向前运动，速度大小为5m/s

D.碰后冰壶/不可能静止不动

【解析】选A、Bo若冰壶Z与冰壶8发生弹性碰撞，以碰前速度方向为正方向，根据系统动量

守恒和系统机械能守恒可得如V1=M1V/+%2VB,刎谱=如若+12咯联立解得VA=-2m/s,VB=8m/s,

若冰壶A与冰壶B发生完全非弹性碰撞，则有mivi=(«i+«2)v共，解得v共=4m/s,综上分析可知,

碰后冰壶A的速度可能为

-2m/sWvaW4mzs，故选A、Bo

11.(14分)(2023・广州模拟)如图所示,半径为R=5m的;光滑圆弧Z8固定在光滑的水平面上，在

C点静止着一个滑块尸，载人小车M静止在水平面上的。点。滑块。从N点正上方距Z点高

8=2.2m处由静止释放，从幺点进入圆弧并沿圆弧运动©运动到。点与尸发生碰撞，碰后尸、Q

粘合为一个结合体£。已知。、产和补的质量分别为mi=lkg、机2=5kg、机3=60kg,重力加速

2

度g取10m/s0

□Q

(1)求尸、0碰撞后的速度大小；

答案:(1)2m/s

【解析】⑴滑块。自由下落到与尸发生碰撞前瞬间，据动能定理可得

m\g(H+R)=^n\VQ

Q与P碰撞过程,据动量守恒定律可得

miV2=(mi+m2)vo

联立解得尸、Q碰撞后的速度大小为vo=2m/s

(2)如果结合体E与小车M发生弹性碰撞，求碰后小车的速度大小；

答案:(2)2m/s

I解析】(2)结合体E与小车/发生弹性碰撞，据动量守恒及机械能守恒分别可得

(掰1+加2)丫0=(掰1+加2)也+加3V2,1(加1+加2)诏W(加1+加2)说+]?3诏

联立解得碰后结合体和小车的速度分别为VI=-^m/s,V2=W向,

⑶如果人每次以v=10m/s的速度(相对地面)将E反向推出,求人最多能推E多少次。

答案：(3)6次

【解析】(3)结合体E以vo向右运动，人第一次推的过程，以向右为正方向,据动量守恒定律可得

(mi+m2)vo-(mi+m2)v+m3V2i

以后每次推出过程,小车的动量变化量为A/?=2(ffli+m2)v

推出n次后,小车的动量为

机3V2"=机3V21+(〃-1)&9

当人推结合体n次后,小车的速度大于等于%人就无法再推及即V2„>v

联立解得〃之5.4,即人最多能推组合体6次。

【解题指南】解答本题需注意以下三点：

(1)根据动能定理求解。与尸碰撞前的速度大小，根据动量守恒定律求解碰撞后的速度大小；

⑵E与河相碰过程中,根据动量守恒定律、机械能守恒定律列方程联立解答；

(3)根据动量守恒定律分析第一次推出以后每次推出过程中小车的动量变化，根据动量守恒定

律结合题意进行解答。

【情境创新练】

12.(6分)如图所示，小桐和小旭在可视为光滑的水平地面上玩弹珠游戏。小桐瞬间将弹珠甲对

着小旭脚边的静止弹珠乙弹出，甲以vo的速度与乙发生了弹性正碰，已知弹珠可以视为光滑，则

()

A.若碰后甲、乙同向运动，则甲的质量一定大于乙的质量

B.若碰后甲反弹，则甲的速率可能为L2w

C.碰后乙的速率可能为3vo

D.若碰后甲反弹，则甲的速率不可能大于乙的速率

【解析】选A。甲、乙弹珠碰撞瞬间动量守恒，机械能守恒，设弹珠甲、乙的质量分别为如、

畋碰后甲的速度为刈,乙的速度为丫2,则有如丫0=机匹1+祖212如诏=如说+如欧，联立解得

刈=£詈也丫2=芸7叫若碰