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第一章 动量和动量守恒定律--真题重
(考试时间：75分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．（23-24高二下·江苏南京·期中）下列关于动量的说法正确的是（ ）
A．质量大的物体，动量一定大
B．质量和速率都相等的物体，动量一定相同
C．质量一定的物体的速率不变，它的动量一定不变
D．质量一定的物体的运动状态改变，它的动量一定改变
2．（23-24高二下·北京丰台·期中）一小球从某一高度由静止自由落下，与地面发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰撞后弹起。不计空气阻力和碰撞中机械能的损失，规定竖直向上为正方向，则小球从高处落下到第一次弹起至最高处过程中，下列描述小球的动量p与运动时间t关系的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．（23-24高二下·福建三明·期中）如图所示，质量相同的小球甲、乙，在同一高度分别竖直向下和水平抛出，从抛出到落地过程中，以下说法正确的是（ ）
A．两球动量变化量大小相同
B．甲球动量变化量大于乙球动量变化量
C．两球动量变化率相同
D．两球动量变化量方向不同
4．（23-24高一下·重庆沙坪坝·期中）篮球运动员接传来的篮球时，通常要伸出两臂迎球，手触到球瞬间顺势后引，这样可以减小（ ）
A．球的动量变化率
B．球对手的力的冲量
C．球的动量变化量
D．球的动能变化量
5．（23-24高二下·广东佛山·阶段练习）如图所示，我国自行研制的第五代隐形战机“歼—20”以速度水平向右匀速飞行，到达目标地时，将战机上质量为的导弹自由释放，导弹向后喷出质量为、对地速率为的燃气，则对喷气后瞬间导弹的速率下列表述正确的是（ ）
A．速率变大，为 B．速率变小，为
C．速率变小，为 D．速度变大，为
6．（23-24高一下·黑龙江哈尔滨·阶段练习）如图所示，一篮球以水平初速度碰撞篮板后水平弹回，速率变为原来的k倍，碰撞时间忽略不计（碰撞过程重力对篮球的冲量可忽略不计），弹回后篮球的中心恰好经过篮框的中心。已知篮球的质量为m，不计摩擦和空气阻力，则（ ）
A．碰撞过程中，篮球与篮板组成的系统动量守恒
B．碰撞过程中篮球的动量改变量大小为
C．篮板对篮球的冲量大小为
D．若篮球气压不足，导致k减小，在不变的情况下，要使篮球中心经过篮框中心，应使碰撞点更低
7．（24-25高三上·山东青岛·阶段练习）2023年9月21日，“天宫课堂”第四课开讲，神舟十六号航天员在空间站内演示微重力环境下不同质量钢球的对心碰撞现象。如图所示，一质量为的钢球相对网格布静止，航天员将质量为的钢球B以的速度水平向左抛出，两球发生弹性正碰。下列说法正确的是（ ）
A．碰撞后向左运动，速度大小为
B．撞后B向左运动，速度大小为
C．碰撞前后AB动量变化相同
D．碰撞过程中A对B的冲量大小为
8．（2024·广西·高考真题）如图，在光滑平台上有两个相同的弹性小球M和N。M水平向右运动，速度大小为v。M与静置于平台边缘的N发生正碰，碰撞过程中总机械能守恒。若不计空气阻力，则碰撞后，N在（ ）
A．竖直墙面上的垂直投影的运动是匀速运动
B．竖直墙面上的垂直投影的运动是匀加速运动
C．水平地面上的垂直投影的运动速度大小等于v
D．水平地面上的垂直投影的运动速度大小大于v
9．（2024·广东·高考真题）如图所示，光滑斜坡上，可视为质点的甲、乙两个相同滑块，分别从、高度同时由静止开始下滑。斜坡与水平面在O处平滑相接，滑块与水平面间的动摩擦因数为，乙在水平面上追上甲时发生弹性碰撞。忽略空气阻力。下列说法正确的有（ ）
A．甲在斜坡上运动时与乙相对静止
B．碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度
C．乙的运动时间与无关
D．甲最终停止位置与O处相距
10．（2024·湖北·高考真题）如图所示，在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L的木块，质量为m的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力不变，其大小f与射入初速度大小成正比，即（k为已知常数）。改变子弹的初速度大小，若木块获得的速度最大，则（ ）
A．子弹的初速度大小为
B．子弹在木块中运动的时间为
C．木块和子弹损失的总动能为
D．木块在加速过程中运动的距离为
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11．（6分）（2024·新疆河南·高考真题）某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上，轨道末段水平，右侧端点在水平木板上的垂直投影为O，木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将小球a从斜槽轨道上Q处由静止释放，a从轨道右端水平飞出后落在木板上；重复多次，测出落点的平均位置P与O点的距离，将与a半径相等的小球b置于轨道右侧端点，再将小球a从Q处由静止释放，两球碰撞后均落在木板上；重复多次，分别测出a、b两球落点的平均位置M、N与O点的距离、。
完成下列填空：
(1)记a、b两球的质量分别为、，实验中须满足条件 （填“>”或“<”）；
(2)如果测得的、、、和在实验误差范围内满足关系式 ，则验证了两小球在碰撞中满足动量守恒定律。实验中，用小球落点与O点的距离来代替小球水平飞出时的速度，依据是 。
12．（9分）（2024·山东·高考真题）在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验。受此启发，某同学使用如图甲所示的装置进行了碰撞实验，气垫导轨两端分别安装a、b两个位移传感器，a测量滑块A与它的距离xA，b测量滑块B与它的距离xB。部分实验步骤如下：
①测量两个滑块的质量，分别为200.0g和400.0g；
②接通气源，调整气垫导轨水平；
③拨动两滑块，使A、B均向右运动；
④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间变化的图像，分别如图乙、图丙所示。
回答以下问题：
(1)从图像可知两滑块在t= s时发生碰撞；
(2)滑块B碰撞前的速度大小v= m/s （保留2位有效数字）；
(3)通过分析，得出质量为200.0g的滑块是 （填“A”或“B”）。
13．（8分）（2024·江苏·高考真题）嫦娥六号探测器于5月3日在中国文昌航天发射场发射升空并进入地月转移轨道，探测器经过轨道修正、近月制动，顺利进入环月轨道飞行。此后探测器经历着路器和上升器组合体、轨道器和返回器组合体的分离。已知嫦娥六号探测器在轨速度为v0，着陆器对应的组合体A与轨道器对应的组合体B分离时间为Δt，分离后B的速度为，且与v0同向，A、B的质量分别为m、M。求：
（1）分离后A的速度vA大小；
（2）分离时A对B的推力大小。
14．（13分）（2024·广东·高考真题）汽车的安全带和安全气囊是有效保护乘客的装置。
（1）安全带能通过感应车的加速度自动锁定，其原理的简化模型如图甲所示。在水平路面上刹车的过程中，敏感球由于惯性沿底座斜面上滑直到与车达到共同的加速度a，同时顶起敏感臂，使之处于水平状态，并卡住卷轴外齿轮，锁定安全带。此时敏感臂对敏感球的压力大小为，敏感球的质量为m，重力加速度为g。忽略敏感球受到的摩擦力。求斜面倾角的正切值。
（2）如图乙所示，在安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动。与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律，可近似用图丙所示的图像描述。已知头锤质量，重力加速度大小取。求：
①碰撞过程中F的冲量大小和方向；
②碰撞结束后头锤上升的最大高度。
15.（18分）（2024·甘肃·高考真题）如图，质量为2kg的小球A（视为质点）在细绳和OP作用下处于平衡状态，细绳，与竖直方向的夹角均为60°。质量为6kg的木板B静止在光滑水平面上，质量为2kg的物块C静止在B的左端。剪断细绳，小球A开始运动。（重力加速度g取）
（1）求A运动到最低点时细绳OP所受的拉力。
（2）A在最低点时，细绳OP断裂。A飞出后恰好与C左侧碰撞（时间极短）、碰后A竖直下落，C水平向右运动。求碰后C的速度大小。
（3）A、C碰后，C相对B滑行4m后与B共速。求C和B之间的动摩擦因数。
答案和解析
1．D
【详解】A．根据动量的定义，它是质量和速度的乘积，因此它由质量和速度共同决定，A错误；
B．又因为动量是矢量，它的方向与速度的方向相同，而质量和速率都相等的物体，其动量大小一定相等，但方向不一定相同，B错误；
C．质量一定的物体的速率改变，则它的动量大小就一定不变，C错误；
D．质量一定的物体的运动状态改变，它的速度就一定改变，它的动量也就改变，D正确。
故选D。
2．B
【详解】不计空气阻力和碰撞中机械能的损失，小球从高处落下到第一次弹起至最高处过程中，小球先做自由落体运动，然后原速率反弹做竖直上抛运动，故速度先向下增大后向上减小，根据
可知动量先向下增大后向上减小。
故选B。
3．C
【详解】AB．两球下落高度相同，加速度均为重力加速度，由于竖直方向甲有向下的初速度，乙竖直方向的初速度为0，则甲下落的时间小于乙下落的时间；根据动量定理可得
两球质量相等，可知甲球动量变化量小于乙球动量变化量，故AB错误；
C．根据
可得
两球质量相等，则两球动量变化率相同，故C正确；
D．根据
可知两球动量变化量方向相同，均为竖直向下，故D错误。
故选C。
4．A
【详解】手对球的冲量
I＝mv－mv0
不变，结合牛顿第三定律可知球对手的力的冲量不变；手触到球瞬间顺势后引，增加了手与球间的相互作用时间，动量的变化量不变，时间增加，则其变化率减小；球的初末动能不变，故动能变化量不变。
故选A。
5．A
【详解】设导弹飞行的方向为正方向，由动量守恒定律可得
解得喷气后瞬间导弹的速率为
故选A。
6．C
【详解】A．碰撞过程中，篮球与篮板组成的系统外力之和不为零，动量不守恒，故A错误；
BC．以篮球弹回的方向为正方向，由动量定理可得
即篮板对篮球的冲量大小为，碰撞过程中篮球的动量改变量大小为，故B错误，C正确；
D．若篮球气压不足，导致k减小，在不变的情况下，减小，要使篮球中心经过篮框中心，即篮球弹回后水平位移不变，时间t要增大，应使碰撞点更高，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】AB．设向左为正，由动量守恒和能量守恒关系可知
解得
即碰撞后向左运动，速度大小为，撞后B向右运动，速度大小为，选项AB错误；
C．由动量守恒可知，碰撞前后AB动量变化大小相同，方向相反，选项C错误；
D．碰撞过程中A对B的冲量大小为
负号表示冲量方向向右，选项D正确。
故选D。
8．BC
【详解】由于两小球碰撞过程中机械能守恒，可知两小球碰撞过程是弹性碰撞，根据动量守恒和能量守恒可知
由于两小球质量相等，故碰撞后两小球交换速度，即
，
碰后小球N做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，即水平地面上的垂直投影的运动速度大小等于v；在竖直方向上做自由落体运动，即竖直墙面上的垂直投影的运动是匀加速运动。
故选BC。
9．ABD
【详解】A．两滑块在光滑斜坡上加速度相同，同时由静止开始下滑，则相对速度为0，故A正确；
B．两滑块滑到水平面后均做匀减速运动，由于两滑块质量相同，且发生弹性碰撞，可知碰后两滑块交换速度，即碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度，故B正确；
C．设斜面倾角为θ，乙下滑过程有
在水平面运动一段时间t2后与甲相碰，碰后以甲碰前速度做匀减速运动t3，乙运动的时间为
由于t1与有关，则总时间与有关，故C错误；
D．乙下滑过程有
由于甲和乙发生弹性碰撞，交换速度，则可知甲最终停止位置与不发生碰撞时乙最终停止的位置相同；则如果不发生碰撞，乙在水平面运动到停止有
联立可得
即发生碰撞后甲最终停止位置与O处相距，故D正确。
故选ABD。
10．AD
【详解】A．子弹和木块相互作用过程系统动量守恒，令子弹穿出木块后子弹和木块的速度的速度分别为，则有
子弹和木块相互作用过程中合力都为，因此子弹和物块的加速度分别为
由运动学公式可得子弹和木块的位移分别为
联立上式可得
因此木块的速度最大即取极值即可，该函数在到无穷单调递减，因此当木块的速度最大，A正确；
B．则子弹穿过木块时木块的速度为
由运动学公式
可得
故B错误；
C．由能量守恒可得子弹和木块损失的能量转化为系统摩擦生热，即
故C错误；
D．木块加速过程运动的距离为
故D正确。
故选AD。
11．(1)>
(2) 小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向高度相同故下落时间相同，水平方向匀速运动直线运动，小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。
【详解】（1）为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求；
（2）[1]两球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们做平抛运动的时间t相等，碰撞前a球的速度大小
碰撞后a的速度大小
碰撞后b球的速度大小
如果碰撞过程系统动量守恒，则碰撞前后系统动量相等，则
整理得
[2]小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向高度相同故下落时间相同，水平方向匀速运动直线运动，小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。
12．(1)1.0
(2)0.20
(3)B
【详解】（1）由图像的斜率表示速度可知两滑块的速度在时发生突变，即这个时候发生了碰撞；
（2）根据图像斜率的绝对值表示速度大小可知碰撞前瞬间B的速度大小为
（3）由题图乙知，碰撞前A的速度大小，碰撞后A的速度大小约为，由题图丙可知，碰撞后B的速度大小为，A和B碰撞过程动量守恒，则有
代入数据解得
所以质量为200.0g的滑块是B。
13．（1）；（2）
【详解】（1）组合体分离前后动量守恒，取v0的方向为正方向，有
解得
（2）以B为研究对象，对B列动量定理有
解得
14．（1）；（2）①330N s，方向竖直向上；②0.2m
【详解】（1）敏感球受向下的重力mg和敏感臂向下的压力FN以及斜面的支持力N，则由牛顿第二定律可知
解得
（2）①由图像可知碰撞过程中F的冲量大小
方向竖直向上；
②头锤落到气囊上时的速度
与气囊作用过程由动量定理（向上为正方向）
解得
v=2m/s
则上升的最大高度
15．（1）；（2）；（3）
【详解】根据题意，设AC质量为，B的质量为，细绳长为，初始时细线与竖直方向夹角。
（1）A开始运动到最低点有
对最低点受力分析，根据牛顿第二定律得
解得
，
（2）A与C相碰时，水平方向动量守恒，由于碰后A竖直下落可知
故解得
（3）A、C碰后，C相对B滑行4m后与B共速，则对CB分析，过程中根据动量守恒可得
根据能量守恒得
联立解得
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