2021年新高考物理模拟题06 动量和动量定理（解析版）

专题06动量和动量定理

1.（2021届福建省名校联盟高三大联考）如图甲所示，劲度系数为4的竖直轻弹簧下端固定在地面上，上

端与物块B相连并处于静止状态。一物块A在外力作用下静止在弹簧正上方某高度处，取物块A静止时的

位置为原点0、竖直向下为正方向建立x轴。某时刻撤去外力，物块A自由下落，与物块B碰撞后以相同

的速度向下运动，碰撞过程用时极短.测得物块A的动能&与其位置坐标x的关系如图乙所示（弹簧始终

处于弹性限度内），图中除芯之间的图线为直线外，其余部分均为曲线•已知物块A、B均可视为质点,

重力加速度为g,则（）

1

-4

9-O

图甲图乙

A.物块A、B的质量之比为1:2

3E

B.弹簧的劲度系数攵=/一、

X]（x2-X|）

C.从七到七的过程中,物块运动加速度的最大值.max=及

9元3-8x.厂

D.从王到£的过程中，弹簧的弹性势能增加了—Ek]

【答案】ABD

【解析】

1,仅

A.当A与B接触时，A下降xi,当A与B即将接触时有万根d=Eu，解得□=0

mA

由图乙可知，A、B共速时的速度

由动量守恒定律机AU=（〃2A+"B）丫共，解得WA：WB=1：2,A正确;

7M

B.当A、B一起运动到及位置时，速度最大，有（，"A+"?B）g=Z（及-xi）,k=（A+相8）8

£3凤.g

,nkl

A下落运动工i中，有mAgx产Eki,A~，2mA=%B,k=^~30，B正确;

x2—X1

C.当A、B一起运动到％=尤3时;加速度4最大,

x.-x,

由牛顿第二定律有k（X3-X1）-（〃ZA+/HB）g=（"?A+〃2B）flmax,"max二一S，C错误；

x2一%

1?2

D.在A、B碰撞的运动中，减少的能量A£=线1一§线］一.线产|线1

在整个运动中，由能量守恒定律有WAgX3+/"Bg（X3-XI）-AE=A£p

9x—8x

解得AEp=一~」昂，D正确。故选ABD。

3玉

2.（2021届广东省惠州市高三三调）利用电场可以使带电粒子的运动方向发生改变。现使一群电荷量相同、

质量不同的带电粒子同时沿同一方向垂直射入同一匀强电场，经相同时间速度的偏转角相同，不计粒子重

力及粒子间的相互作用，则它们在进入电场时一定具有相同的

A.动能B.动量C.加速度D.速度

【答案】B

qE

【解析】速度的偏转角tane=*=」J=9之，若偏转角相同，则〃如。相同；

"%%"%

A.动能，与结论不相符，选项A错误；

B.动量，与结论相符，选项B正确；

C.加速度，与结论不相符，选项c错误；

D.速度，与结论不相符，选项D错误；故选B.

3.（2021届广东省江门市高三一模）如图所示，A、B两个物体质量分别为加八：%（加4>根B），它们相隔

一段距离，静止于光滑水平面上。将大小相等，方向相反的两个水平推力耳、鸟分别作用在A、B上，之

后撤去推力，此时两物体还没发生接触。又过一段时间两物体发生碰撞并粘在一起不再分开，这时两个物

体的运动情况将是（）

A.若《、鸟作用相同的时间，一定沿士的方向运动

B.若耳、入作用相同的时间，一定停止运动

C.若耳、工作用下A、B发生相同大小的位移，一定沿£的方向运动

D.若白、写作用下A、B发生相同大小的位移，一定沿尸2的方向运动

【答案】BC

【解析】

AB.将两个大小均为尸的恒力，同时分别作用在A、B两个物体上，经相同的时间后，撤去两个力，故两

个力的冲量的矢量和为零，系统动量守恒；根据动量守恒定律可知，两个物体的动量等值、反向，故碰撞

均静止，A错误B正确；

CD.力F大小相等，由牛顿第二定律可知，两物体的加速度有如

由运动学公式得x=—。产

2

两物体通过的距离相等，则，A＞%

根据/=/7,得，＞〃

由动量定理可知PA＞以，碰前系统总动量向右，碰撞过程动量守恒，碰后总动量向右，即沿耳的方向运

动，D错误C正确。故选BC。

4.（2021届广东省湛江市高三模拟）2020年7月26日，大型水陆两栖飞机“鲸龙''AG600海上首飞成功，

为下一步飞机进行海上试飞科目训练及验证飞机相关性能奠定了基础。若飞机的质量为m,从f=0时刻起,

飞机在某段时间务内由静止开始做加速直线运动，其加速度与时间的关系图像如图所示（图中4、%均为

已知量），则在这段时间丛内，飞机所受合力的冲量大小为（)

O0.5、

1C.海。

A.maotoB.-mant0D.2/mz0Z0

【答案】C

1113

【解析】在时刻，飞机的速度大小丫=40X570+7%*万%=14/0

3

根据动量定理有/=根丫-0,解得/=[/«%%,所以C正确；ABD错误；故选C。

5.（2021届广东省肇庆市高三统测）质量为根的物块在光滑水平面上与质量为例的物块发生正碰，已知碰

撞前两物块动量相同，碰撞后质量为〃，的物块恰好静止，则两者质量之比一可能为（）

m

A.1B.2C.3D.4

【答案】CD

【解析】设碰前每个物体的动量为p,碰后M的速度为v,由动量守恒得2p-Mv

2

由能量守恒可知，碰前系统的动能大于等于碰后系统的动能，又耳=上一，可得

2m

上一+上一2,“丫2=1"（女）2,联立解得”之3,CD正确•故选CD。

2M2m22Mm

6.（2021届广东省执信中学高三模拟）单人飞行器由微型喷气发动机和操纵系统组成，可以完成单人上升、

下降、悬停和平飞等动作。已知飞行器连同人和装备的总质量为M,发动机在时间t内喷出燃料的质量为m,

m«M,重力加速度为g。如图，要使飞行器能在空中悬停，则燃料喷射的速度应为（）

C逊口.蛆

mM

【答案】c

【解析】由于要使飞行器能在空中悬停，燃料对飞行器的反冲力应为Mg,由牛顿第三定律可知，

飞行器对燃料的作用力也为Mg,设燃料喷射的速度为v,由动量定理可知=解得V=逊，故

选C。

7.（2021届广东省珠海市高三质检）如图所示，足够长的木板B放在光滑的水平面上，木块A放在木板B

最左端，A和B之间的接触面粗糙，且A和B质量相等。初始时刻木块A速度大小为片方向向右。木板

B速度大小为2v,方向向左。下列说法正确的是（）

A和B最终都静止

A和B最终将一起向左做匀速直线运动

v

当A以一向右运动时，B以J向左运动

22

D.A和B减少的动能转化为AB之间摩擦产生的内能

【答案】BD

【解析】

AB.木块与木板组成的系统动量守恒，初始时刻木块A速度大小为丫，方向向右。木板B速度大小为2丫，

方向向左。以向左为正方向，由动量守恒定律得：2〃住一2加江

V

代入数据解得：v'=-,方向向左，故A错误B正确；

2

VVV

C.'刍A以5向右运动时，—mu-m—+tTivB,解得：Vg=-,故C错误；

D.根据能量守恒可知，A和B减少的动能转化为AB之间摩擦产生的内能，故D正确。故选BD。

8.（2021届广东省珠海市高三质检）电影《夺冠》让人们想起了中国女排在奥运会夺冠的激动人心的时刻,

女排队员的拼搏精神永远激励着人们奋发前进。如图所示，一名排球运动员进行垫球训练排球以6m/s的速

度竖直向下打在运动员的手上，然后以8m/s的速度竖直向上飞出。已知排球的质量为250g,排球与手作用

时间为0.2s。下列说法正确的是（）

A.排球的速度变化量大小为2m/sB.排球的动量变化量大小为3.5kg,m/s

C.排球受到手的冲量大小为3.5N-SD.排球对手的平均作用力大小为17.5N

【答案】B

【解析】

A.取排球向下的方向为正方向，则排球竖直向下打在运动员的手上的速度为也=6m/s,排球竖直向上飞出

的速度为v2=-8m/s,所以排球的速度变化量为Av=畤一匕=一8—6=-14m/s,则排球的速度变化量大小为

14m/s,A错误；

B.排球的动量变化量为3=加弱=250*10-3*（_14）=-3.5kg.m/s,所以排球的动量变化量大小为

3.5kg-m/s,B正确；

C.根据动量定理有/手+加口=△〃解得排球受到手的冲量为4.0N$C错误；

D.排球对手的平均作用力为尸="=二"N=-20N，所以排球对手的平均作用力大小为20N,D错误。

t0.2

故选B。

9.（2021届河北省“五个一名校联盟”高三联考）如图所示，学生练习用脚颠球。某一次足球由静止自由

下落1.25m,被重新颠起，离开脚部后竖直上升的最大高度仍为1.25m。己知足球与脚部的作用时间为0.1s,

足球的质量为0.4kg,重力加速度大小g取10m/s2,不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A.脚部对足球的平均作用力为足球重力的11倍

B.足球下落到与脚部刚接触时动量大小为4kg.m/s

C.足球与脚部作用过程中动量变化量大小为4kg-m/s

D.足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为4N-s

【答案】AC

【解析】

A.足球达到脚背的速度为u=J丽=5m/s，根据运动的对称性，足球离开脚背的速度大小也是5m/s,所

以脚背与足球作用的过程中，由动量定理得（F—mg）4=mu—m（-v），解得尸=lbng,A正确；

B.足球下落到与脚部刚接触时动量大小为”=/nv=2kg-m/s,B错误；

C.足球与脚部作用过程中动量变化量大小为夕=根丫-加（-v）=4kg-m/s,C正确；

D.全程，由动量定理得R^-mgr=O,解得mgf=4.4N-s,D错误。故选AC。

10.（2021届河北省衡水中学高三四调）如图甲所示，光滑水平面上有。、。两个小球，。球向静止的匕球

运动并与人球发生正碰后粘合在一起共同运动，其碰前和碰后的£—/图像如图乙所示。已知加〃=5kg,两

图甲图乙

A.AE=15JB.AE=12JC.△E=6JD.AE=5J

【答案】A

【解析】两球碰撞前a球的速度大小为匕=/=彳=6m/s

11—6

〃球的速度大小为0，碰撞后“、〃两球的速度大小为v=U=丁7=5向5

ArI22-1

根据动量:守恒定律可得色M+仍此+4）u,解得■=1kg

根据动能定理可得损失的机械能为八七二^也可一3^^+相小声:匕1，故选A。

11.（2021届河北省衡水中学高三四调）质量为3根足够长的木板静止在光滑的水平面上，木板上依次排放

质量均为用的木块1、2、3,木块与木板间的动摩擦因数均为〃。现同时给木块1、2、3水平向右的初速

度%、2%、3%,已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（）

川团团

A.1木块相对木板静止前，木板是静止不动的

B.1木块的最小速度是:%

C.2木块的最小速度是*%

6

D.木块3从开始运动到相对木板静止时对地位移是必

4g

【答案】BCD

【解析】

A.木块1在木板上向右减速运动，该过程木板向右做加速运动，当木块1与木板速度相等时相对木板静止,

由此可知，1木块相对静止前木板向右做加速运动，故A错误；

BC.木块与木板组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，第（〃-1）号木块与木板相对静止时，它在整

个运动过程中的速度最小，设此时第"号木块的速度为心系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定

律得m（v0+2%+…+〃％）=（2〃-

对第（〃一1）号木块，由动量定理得一4mgf'=m与_|-加〃-D%

对第n号木块，由动量定理得-■〃根=

由以上三式解得乙,二（〃T）（"+2）%

"T4〃

1木块的最小速度为W=,%，2木块的最小速度为畛=Z%，故BC正确；

26

D.木块与木板组成的系统动量守恒，以向右为正方向，3木块相对木板静止过程，由动量守恒定律得

m（v0+2v0+3v0）=（3m+3m）v3,解得匕=%

对3木块，由动能定理得—=—（3%）

解得x=也，故D正确；故选BCD。

〃g

12.（2021届湖北省九师联盟高三联考）一枚50g的鸡蛋从50m高空静止落下，对地面产生的冲击力为其

重力的34倍。不计空气阻力，己知重力加速度取lOm*,则这枚鸡蛋与地面的接触时间大约为（）

A.0.1sB.0.2sC.0.05sD.0.25s

【答案】A

【解析】落到地面时的速度u=也点=10ji6mzs，由动量定理得：（34mg-mg）t=mv

解得，=12亚sa0.1s，故选A.

330

13.（2021届湖北省七市教科研协作体高三联考）如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从两侧

同时射入木块，木块始终保持静止，子弹A射入木块的深度是B的2倍。假设木块对子弹阻力大小恒定，

则下列说法正确的是（）

AB

（ZTCZD<!□OZJ

7777777/777777777777777777777777

A.子弹A的质量是子弹B的质量的2倍

B.子弹A的初动量是子弹B的初动量大小的2倍

C.若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则木块不会始终保持静止

D.若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则子弹A射入木块的深度仍是子弹B的2倍

【答案】D

【解析】

A.根据系统动量守恒，有加八以=m13%

对子弹A,根据动能定理，有一力:八=o—万明、吸

对子弹B,根据动能定理，有一代B=0-gwB4

依题意，有4=2与

联立，可得vA=2%，2mA=〃％，故A错误;

B.根据A项分析易知子弹A的初动量和子弹B的初动量大小为PA=%%PB=%%

联立，可得〃A：区=1：1，故B错误；

C.若子弹A、B的初始速度都增加为原来的2倍，则根据A项分析，两子弹的初动量仍为相等的关系，故

系统动量仍守恒，木块会始终保持静止，故C错误；

1,

D.依题意，对子弹A,根据动能定理，有—力^=。一5，纵（2匕）

2

对子弹B,根据动能定理，W-AB=0--^（2VB）

联立，可得*人：4=2，故D正确。故选D。

14.（2021届辽宁省沈阳市高三质量监测）如图所示，篮球运动员接传过来的篮球时，通常要先伸出双臂迎

接篮球，手接触到篮球后，双手迅速将篮球引全胸前，运用你所学的物理规律分析，这样做可以（)

A.减小篮球对手冲量的大小

B.减小篮球的动量变化量的大小

C.减小篮球对手作用力的大小

D.减小篮球对手的作用时间

【答案】C

【解析】先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球引至胸前，这样可以增加球与手接触的时间，根据动

mv

量定理得-Ef=O-my,则尸=」，当时间增大时，动量的变化量不变，篮球对手冲量的大小不变，球

对手的作用力减小，故C正确，ABD错误。故选C。

15.（2021届福建省龙岩市高三质检）如图所示，用绝^材料做成的圆环固定在竖直平面内，。为圆心，A、

B、C为圆环上的点，AOC、A6均为用绝缘材料做成的光滑细杆，AB杆竖直，AC与AB的夹角为。，匀强

电场方向水平向左。将两个完全相同的带正电的小环分别套在AC、A