2021年各地名校物理高考模擬試題分類及詳解六、動量互動：本考點是高考的必考內容，題型全面，選擇題主要考查動量的矢量性，辨析“動量和動能〞、“沖量與功〞的根本概念；常設置一個瞬間碰撞的情景，用動量定理求變力的沖量；或求出平均力；或用動量守恒定律來判定在碰撞后的各個物體運動狀態的可能值；計算題主要考查綜合運用牛頓定律、能量守恒、動量守恒解題的能力；一般計算題具有過程錯綜復雜，圖景“撲朔迷離〞、條件隱晦難辨,知識覆蓋廣的特點,經常是高考的壓軸題.本考點仍是2021的高考的重和熱點，可能以選擇題的形式出現，考查動量的矢量性，辨析“動量和動能〞、“沖量與功〞的根本概念；也可能常設置一個瞬間碰撞的情景，用動量定理求變力的沖量；或求出平均力；或用動量守恒定律來判定在碰撞后的各個物體運動狀態的可能值；計算題的命題多與其他知識〔如牛頓運動定律、功能關系、電場、磁場和原子物理等〕交叉綜合，也常與生產、生活、科技內容〔如碰撞、爆炸、反沖等〕相結合，這類問題一般過程復雜、難度大、能力要求高，經常是高考的壓軸題．hmM1.((廣東省2021屆新洲中學高三摸底考試試卷．物理．15)如圖11所示，質量為M=400g的鐵板固定在一根輕彈簧上方，鐵板的上外表保持水平．彈簧的下端固定在水平面上，系統處于靜止狀態．在鐵板中心的正上方有一個質量為m=100g的木塊，從離鐵板上外表高h=80cm處自由下落．木塊撞到鐵板上以后不再離開，兩者一起開始做往復運動．木塊撞到鐵板上以后，共同下降l1=hmM繼續下降了l2=8.0cm后，它們的共同速度第一次減小為零．空氣阻力忽略不計，彈簧的形變始終在彈性限度內，重力加速度取g=10m/s2．求：〔1〕彈簧的勁度系數k．〔2〕從木塊和鐵板共同開始向下運動到它們的共同速度第一次減小到零的過程中，彈簧的彈性勢能增加了多少？圖112．〔山東青島市高三第一次質檢卷．物理．31〕如圖12所示，物體A、B的質量分別是，用輕彈簧相連結放在光滑的水平面上，物體B左側與豎直墻相接觸。另有一個物體C從t=0時刻起以一定的速度向左運動，在t=0.5s時刻與物體A相碰，碰后立即與A粘在一起不再分開。物體C的v–t圖象如圖13所示。試求：①物塊C的質量m3；②在5.0s到15s的時間內物塊A的動量變化的大小和方向。 圖12圖133．〔江蘇蘇州市高三五校聯考卷．物理．17〕如圖14所示，質量M＝0.40㎏的靶盒A位于光滑水平導軌上，開始時靜止在O點，在O點右側有范圍很廣的“相互作用區域〞，如圖中的虛線區域。當靶盒A進入相互作用區域時便有向左的水平恒力F＝20N作用。在P處有一固定的發射器B，它可根據需要瞄準靶盒每次發射一顆水平速度V0＝50m/s、質量ｍ＝0.10㎏的子彈，當子彈打入靶盒A后，便留在盒內，碰撞時間極短。假設每當靶盒A停在或到達O點時，就有一顆子彈進入靶盒A內，求：〔1〕當第一顆子彈進入靶盒A后，靶盒A離開O點的最大距離。圖14〔2〕當第三顆子彈進入靶盒A后，靶盒A從離開O點到又回到O點所經歷的時間〔3〕當第100顆子彈進入靶盒時，靶盒已經在相互作用區中運動的時間和。4．〔遼寧省錦州市2021屆高三期末試卷．物理．13〕如圖15所示，質量均為2m的完全相同的長木板A、B并排放置在光滑水平面上靜止．一個質量為m的鐵塊Cv0CAB圖15以水平速度v0=1.8m/s從左端滑到A木板的上外表，并最終停留在長木板B上．B、C最終的共同速度為v0CAB圖15⑴A木板的最終速度v1．⑵鐵塊C剛離開長木板A時刻的瞬時速度v2．5．(廣東中山龍山中學2021屆高三第二次月考試卷．物理．18)如圖16所示，EF為水平地面，O點左側是粗糙的、右側是光滑的。一輕質彈簧右端與墻壁固定，左端與靜止在O點質量為m的小物塊A連結，彈簧處于原長狀態。質量為m的物塊B在大小為F的水平恒力的作用下由C處從靜止開始向左運動，物塊B與地面EO段間的滑動摩擦力大小為，物塊B運動到O點與物塊A相碰并一起向右運動〔設碰撞時間極短〕，運動到D點時撤去外力F。CO=4S，OD=S。求撤去外力后：圖16〔1〕彈簧的最大彈性勢能〔2〕物塊B最終離O點的距離。6．〔湖南長郡中學2021屆高三第二次月考試題．物理．18〕如圖17所示，P是固定的豎直擋板，A是置于光滑水平面上的平板小車(小車外表略低于檔板下端)，B是放在小車最左端外表上的小物塊.開始時，物塊隨小車一起以相同的水平速度向左運動，接著物塊與擋板發生了第一次碰撞，碰后物塊相對于車靜止時的位置離小車最左端的距離等于車長的.此后物塊又與擋板發生了屢次碰撞，最后物塊恰未從小車上滑落.假設物體與小車外表間的動摩擦因數是個定值，物塊與擋板發生碰撞時無機械能損失且碰撞時間極短，圖17試確定小車與物塊的質量關系.7．〔湖南省長沙市一中高三第二次月考卷．物理．14〕如圖18所示，光滑水平面上，輕彈簧兩端分別拴住質量均為m的小物塊A和B，B物塊靠著豎直墻壁。今用水平外力緩慢推A，使A、B間彈簧壓縮，當壓縮到彈簧的彈性勢能為E時撤去此水平外力，讓A和B在水平面上運動．求：〔1〕當B離開墻壁時，A物塊的速度大小；〔2〕當彈簧到達最大長度時A、B的速度大小；〔3〕當B離開墻壁以后的運動過程中，彈簧彈性勢能的最大值．圖18圖18F8．〔山東省萊陽一中2021屆高三上學期學段檢測．物理．15〕某興趣小組設計了一種測量子彈射出槍口時速度大小的方法.在離地面高度為h的光滑水平桌面上放置一木塊，將槍口靠近木塊水平射擊，子彈嵌入木塊后與木塊一起水平飛出，落地點與桌邊緣的水平距離是s1；然后將木塊重新放回原位置，再打一槍，子彈與木塊的落地點與桌邊的水平距離是s2，求子彈射出槍口時速度的大小.9．〔山東省濟南一中高三期中測試卷．物理．15〕在賽車場上，為了平安起見，在車道外圍一定距離處一般都放有廢舊的輪胎組成的圍欄。在一次比擬測試中，將廢舊輪胎改為由彈簧連接的緩沖器，緩沖器與墻之間用輕繩束縛。如圖19所示，賽車從C處由靜止開始運動，牽引力恒為F，到達O點與緩沖器相撞〔設相撞時間極短〕，而后他們一起運動到D點速度變為零，此時發動機恰好熄滅〔即牽引力變為零〕。賽車與緩沖器的質量均為m，OD相距為S，CO相距4S，賽車運動時所受地面摩擦力大小始終為，緩沖器的底面光滑，可無摩擦滑動，在O點時彈簧無形變。問：〔1〕彈簧的最大彈性勢能為多少？圖19〔2〕賽車由C點開始運動到被緩沖器彈回后停止運動，賽車克服摩擦力共做了多少？10．〔江蘇省江安中學2021屆高三年級第三次月考試題．物理．16〕如圖20所示，一塊足夠長的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右并排放有序號是1，2，3，…，n的物體，所有物塊的質量均為m，與木板間的動摩擦因數都相同，開始時，木板靜止不動，第1，2，3，…n號物塊的初速度分別是v，2v，3v，…nv，方向都向右，木板的質量與所有物塊的總質量相等,最終所有物塊與木板以共同速度勻速運動。設物塊之間均無相互碰撞，木板足夠長。試求：〔1〕所有物塊與木板一起勻速運動的速度v；12nV12nV02V0nV0〔3〕通過分析與計算說明第k號〔k＜n〕物塊的最小速度v圖2011．〔湖南長長沙一中2021屆高三第二次月考試卷．物理．18〕利用航天飛機，可將物資運送到空間站，也可以維修空間站出現的故障.(1)假設地球半徑為R，地球外表重力加速度為g.，某次維修作業中，與空間站對接的航天飛機的速度計顯示飛機的速度為，那么該空間站軌道半徑為多大？(2)為完成某種空間探測任務，在空間站上發射的探測器通過向后噴氣而獲得反沖力使其啟動.探測器的質量為M，每秒鐘噴出的氣體質量為m，為了簡化問題，設噴射探測器對氣體做功的功率恒為P，在不長的時間內探測器的質量變化較小，可以忽略不計.求噴氣秒后探測器獲得的動能是多少？答案：1．【解析】〔1〕M靜止時，設彈簧壓縮量為l0，那么Mg＝kl0①速度最大時，M、m組成的系統加速度為零，那么(M＋m)g－k(l0＋l1)＝0②-聯立①②解得：k＝50N/m③［或：因M初位置和速度最大時都是平衡狀態，故mg＝kl1，解得：k＝50N/m］〔2〕m下落h過程中，mgh＝mv02=4\*GB3④-m沖擊M過程中，mv0＝(M＋m)v=5\*GB3⑤-所求過程的彈性勢能的增加量：ΔE＝(M＋m)g(l1＋l2)＋(M＋m)v2=6\*GB3⑥聯立=4\*GB3④=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥解得：ΔE＝0.66J=7\*GB3⑦〔用彈性勢能公式計算的結果為ΔE＝0.65J也算正確〕【答案】ΔE＝0.66J2．【解析】①根據圖象可知，物體C與物體A相碰前的速度為：v1=6m/s 相碰后的速度為：v2=2m/s根據定量守恒定律得：… 解得：m3=2.0kg ②規定向左的方向為正方向，在第5.0s和第15s末物塊A的速度分別為： v2=2m/s，v3=－2m/s所以物塊A的動量變化為： 即在5.0s到15s的時間內物塊A動量變化的大小為：16kg·m/s方向向右【答案】〔1〕m3=2.0kg〔2〕16kg·m/s方向向右3．【解析】(1)設第一顆子彈進入靶盒A后，子彈與靶盒的共內速度為。根據碰撞過程系統動量守恒，有：設A離開O點的最大距離為，由動能定理有：解得：(2)根據題意，A在的恒力F的作用返回O點時第二顆子彈正好打入，由于A的動量與第二顆子彈動量大小相同，方向相反，故第二顆子彈打入后，A將靜止在O點。設第三顆子彈打入A后，它們的共同速度為，由系統動量守恒得：〔2分〕設A從離開O點到又回到O點所經歷的時間為ｔ，取碰后A運動的方向為正方向，由動量定理得：解得：(3)從第(2)問的計算可以看出，第1、3、5、……〔2ｎ＋1〕顆子彈打入A后，A運動時間均為故總時間【答案】〔1〕〔2〕〔3〕4．【解析】對A、B、C整體，從C以v0滑上木塊到最終B、C到達共同速度V，其動量守恒既：mv0=2mV1+3mv1.8=2V1+3×0.4V1=0.3m/s對A、B、C整體，從C以v0滑上木塊到C以V2剛離開長木板，此時A、B具有共同的速度V1。其動量守恒即：mv0=mV2+4mv11.8=V2+4×0.3V2=0.6m/s【答案】〔1〕V1=0.3m/s〔2〕V2=0.6m/s5．【解析】〔1〕B與A碰撞前速度由動能定理得B與A碰撞，由動量守恒定律得碰后到物塊A、B運動至速度減為零，彈簧的最大彈性勢能〔2〕設撤去F后，A、B一起回到O點時的速度為，由機械能守恒得返回至O點時，A、B開始別離，B在滑動摩擦力作用下向左作勻減速直線運動，設物塊B最終離O點最大距離為x由動能定理得：【答案】〔1〕〔2〕6．【解析】設小車初速度為V0，A與車相互作用摩擦力為f，第一次碰后A與小車相對靜止時速為V1，由動量守恒，得mAV0－mBV0＝(mA＋mB)V1由能量守恒，得mAV02＋mBV02＝f·Ｌ+(mA＋mB)V12…圖14屢次碰撞后，A停在車右端，系統初動能全部轉化為內能，由能量守恒，得fL＝(mA＋mB)V02…聯系以上三式，解得：(mA＋mB)2＝4(mA-mB)2＝∴mA＝3mB【答案】mA＝3mB7．【解析】〔1〕當B離開墻壁時，A的速度為v0，由機械能守恒有mv02＝E解得v0=〔2〕以后運動中，當彈簧彈性勢能最大時，彈簧到達最大程度時，A、B速度相等，設為v,由動量守恒有2mv=mv0解得v=〔3〕根據機械能守恒，最大彈性勢能為Ep=mv02－2mv2=E【答案】〔1〕v0=〔2〕v=〔3〕Ep=E8．【解析】設子彈的質量為m，木塊的質量為M，子彈射出槍口時的速度為v0。第一顆子彈射入木塊時，動量守恒木塊帶著子彈做平拋運動第二顆子彈射入木塊時，動量守恒木塊帶著兩顆子彈做平拋運動聯立以上各式解得【答案】9．【解析】〔1〕賽車由C到O，有①車與緩沖器短時相撞過程根據動量守恒:②2分O到D過程③由①②③求得：〔2〕D到O過程④賽車從O點到停止運動⑤車整個過程克服摩擦力做功⑥由④⑤⑥求得：【答案】(1)(2)10．【解析】〔1〕設所有物塊都相對木板靜止時的速度為v，因木板與所有物塊系統水平方向不受外力，動量守恒，應有：mv+m·2v+m·3v+…+m·nv=〔M+nm〕veq\o\ac(○,1)M=nm，eq\o\ac(○,2)解得:v=〔n+1〕v，