2020届高三全国名校联考12月月考物理动量试题及答案

2020 届高三全国名校联考 12 月月考物理动量试题及答案 1、（2020·山东省威海市文登区高三上学期期末）质量为 m 的子弹以某一初速度 击中静止在粗糙水平地 面上质量为 M 的木块，并陷入木块一定深度后与木块相对静止，甲、乙两图表示这一过程开始和结束时子 弹和木块可能的相对位置，设地面粗糙程度均匀，木块对子弹的阻力大小恒定，下列说法正确的是（　　） A. 若 M 较大，可能是甲图所示情形：若 M 较小，可能是乙图所示情形 B. 若 较小，可能是甲图所示情形：若 较大，可能是乙图所示情形 C. 地面较光滑，可能 甲图所示情形：地面较粗糙，可能是乙图所示情形 D. 无论 m、M、 的大小和地面粗糙程度如何，都只可能是甲图所示的情形 【答案】D 【解析】 在子弹射入木块的瞬间，子弹与木块间的摩擦力远远大于木块与地面间的摩擦力，故地面光滑与粗糙效果 相同，子弹和木块构成一系统，在水平方向上合外力为零，在水平方向上动量守恒，规定向右为正方向， 设子弹与木块的共同速度为 v，根据动量守恒定律有 木块在水平面上滑行的距离为 s，子弹射入并穿出木块的过程中对木块运用动能定理得 根据能量守恒定律得 是 0v 0v 0v 0v 0 ( )mv m M v= + 2 2 2 0 2 1 2 2( ) Mm vfs Mv m M = = +则 不论速度、质量大小关系和地面粗糙程度如何，都只可能是甲图所示的情形，故 ABC 错误，D 正确。 故选 D。 2、（2020·高三上学期 12 月月考）如图甲所示，质量M=0.8kg 的足够长的木板静止在光滑 的水平面上，质量 m=0.2kg 的滑块静止在木板的左端，在滑块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间 变化的拉力 F，4s 后撤去力 F．若滑块与木板间的动摩擦因数 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重 力加速度 g=10m/s2,则下列说法正确的是（ ） A. 0~4s 时间内拉力的冲量共为 3.2N·s B. t=4s 时滑块的速度大小为 9.5m/s C. 木板受到滑动摩擦力的冲量共为 2.8N·s D. 木板的速度最大为 2m/s 【答案】BC 【解析】 A、拉力 F 的冲量等于 F-t 图像的面积，0~4s 时间内拉力的冲量 I= ，A 错 误； B、滑块与木板间恰好打滑时，对木板: . 2 2 2 0 0 1 1 ( )2 2 2( ) MmvQ fd mv m M v M m = = − + = + d s> 0.2µ = 1 (0.5 1) 2 1 2 3.52 Ns+ × + × = 0mg Maµ =对滑块: 解得 F0=0.5N，a0=0.5m/s2. 所以 t=0 时刻，A. B 恰好开始打滑 对滑块:IF−μmgt=mv1，解得 4s 末滑块的速度 v1=9.5m/s，B 正确； C、t=4s 时，木板的速度 v2=a0t=0.5×4=2m/s， 之后 A 加速，B 减速，直到共速．取向右为正方向，由动量守恒定律得： mv1+Mv2=(m+M)v 解得木板的最大速度 v=3.5 m/s 对木板:由动量定理得 I=Mv 解得 I=2.8N⋅s，C 正确，D 错误； 故选 BC． 3、（2020·内蒙古通辽市科左后旗甘旗卡二中高三上学期 12 月月考）一小球从水平地面上方无初速释放， 与地面发生碰撞后反弹至速度为零，假设小球与地面碰撞没有机械能损失，运动时的空气阻力大小不变， 下列说法正确的是 A. 上升过程中小球动量改变量等于该过程中空气阻力 冲量 B. 小球与地面碰撞过程中，地面对小球的冲量为零 C. 下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力做的功 D. 从释放到反弹至速度为零过程中小球克服空气阻力做的功等于重力做的功 【答案】D 【解析】 的 0 0F mg maµ− =根据动量定理可知，上升过程中小球动量改变量等于该过程中重力和空气阻力的合力的冲量，选项 A 错误； 小球与地面碰撞过程中，由动量定理得： ,可知地面对小球的冲量 Ft 不为零，选 项 B 错误；下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力和空气阻力做功代数和，选项 C 错误；由能量 守恒关系可知，从释放到反弹至速度为零过程中小球克服空气阻力做的功等于重力做的功，选项 D 正确； 故选 D. 4、（2020·湖南省师大附中高三上学期第二次月考）使用高压水枪作为切割机床的切刀具有独特优势，得 到广泛应用，如图所示，若水柱截面为 S，水流以速度 v 垂直射到被切割的钢板上，之后水速减为零，已知 水的密度为 ρ，则水对钢板的冲力为 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 设 t 时间内有 V 体积的水打在钢板上，则这些水的质量为：m=ρV=ρSvt，以这部分水为研究对象，它受到 钢板的作用力为 F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有： Ft=0-mv 即： 负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可以知道，水对钢板的冲击力大小 也为 ρSv2． 故选 B． 【点睛】本题关键是选择对象(对流体、气体等连续体产生的瞬时作用)研究，然后根据动量定理列式求解即 2 1( )Ft mgt mv mv− = − − Svρ 2Svρ 2 2 Svρ 2 Svρ 2mvF svt ρ= − = −可． 5、（2020·江西省宜春市奉新县一中高三上学期第四次月考）质量为 1.0kg 的小球从高 20m 处自由下落到 软垫上，反弹后上升的最大高度为 5.0m．小球与软垫接触的时间为 1.0s，在接触时间内小球受到合力的冲 量大小为（空气阻力不计，g 取 10m/s2） A. 10N·s B. 20N·s C. 30N·s D. 40N·s 【答案】C 【解析】 小球从开始下落到落到软垫上过程中，由动能定理可得：mgh1= mv12-0， 代入数据解得：v1=20m/s，方向竖直向下； 小球从反弹到到达最高点过程中：-mgh2=0- mv22， 代入数据解得：v2=10m/s，方向竖直向上； 以竖直向上为正方向，由动量定理得： I=mv2-mv1=1kg×10m/s-1kg×（-20m/s）=30N•s，方向竖直向上；故选 C． 【点睛】本题动量守恒定律的应用；对于动量定理的应用，要注意其中各物理量的方向性，正确设定正方 向，确定各量的正负． 6、（2020·山东省威海市文登区高三上学期期末）如图所示，A、B 是位于水平桌面上两个质量相等的小滑 块，离墙壁的距离分别为 L 和 ，与桌面之间的动摩擦因数分别为 和 ，现给滑块 A 某一初速度，使 之从桌面右端开始向左滑动，设 AB 之间、B 与墙壁之间的碰撞时间都很短，且碰撞中没有能量损失，若要 使滑块 A 最终不从桌面上掉下来，滑块 A 的初速度的最大值为（　　） A. B. 1 2 1 2 2 L A µ B µ ( )A B gLµ µ+ ( )2 A B gLµ µ+C. D. 【答案】B 【解析】 以 A、B 两物体组成的系统为研究对象，A 与 B 碰撞时，由于相互作用的内力远大于摩擦力，所以碰撞过 程中系统的动量守恒。设 A 与 B 碰前速度为 vA，碰后 A、B 的速度分别为 vA′、vB′，由动量守恒定律得 由于碰撞中总动能无损失，所以 且 联立得 即 A 与 B 碰后二者交换速度。所以第一次碰后 A 停止运动，B 滑动；第二次碰后 B 停止运动，A 向右滑动， 要求 A 最后不掉下桌面，它所具有的初动能正好等于 A 再次回到桌边的全过程中 A、B 两物体克服摩擦力 所做的功，即 解得 故 ACD 错误，B 正确。 故选 B。 ( )2 A B gLµ µ+ ( )1 2 A B gLµ µ+ A A A A B Bm v m v m v= ′+ ′ 2 '2 '2 A A A A B B 1 1 1 2 2 2m v m v m v= + A Bm m m= = A B A0v v v′ = ′ =， 2 0 A B 1 2 ( ) 22 2 2 L Lmv mg L mgµ µ= − + 0 A B2 ( )v g Lµ µ= +7、（2020·湖北省龙泉中学潜江中学高三上学期 12 月联考）如图所示，质量相同的铁块甲、乙，乙用轻弹 簧连接，将它们置于光滑的水平面上，开始时乙铁块静止且弹簧处于原长状态。甲铁块以水平速度 v0 向乙 运动。则从甲开始接触弹簧至第一次弹簧被压缩到最短的过程中 A. 甲铁块受到的冲量等于乙铁块受到的冲量 B. 甲铁块减少的动量等于乙铁块增加的动量 C. 甲铁块减少的动能等于乙铁块增加的动能 D. 甲铁块减少的动能大于乙铁块增加的动能 【答案】BD 【解析】 A．在压缩弹簧过程中，甲、乙所受的合力都为弹簧的弹力，但两力方向相反，所以两铁块的冲量大小相等， 方向相反，故 A 错误； B．由于两铁块的弹簧组成的系统合力为零，所以系统动量守恒，故甲铁块减少的动量等于乙铁块增加的动 量，故 B 正确； CD．由能量守恒可知，甲铁块减小 动能等于乙铁块增加的动能和增加的弹性势能，故 C 错误，D 正确。 故选 BD。 8、（2020·辽宁省辽河油田二中高三上学期 12 月摸底考试）带有 光滑圆弧轨道、质量为 m0 的滑车静止 置于光滑水平面上,如图所示．一质量为 m 的小球以速度 v0 水平冲上滑车,当小球上滑再返回,并脱离滑车时, 以下说法可能正确的是 的 1 4A. 小球一定沿水平方向向左做平抛运动 B. 小球可能沿水平方向向左做平抛运动 C. 小球可能做自由落体运动 D. 若小球初速度 v0 足够大，以致小球能从滑道右端冲出滑车，则小球再也落不进滑车 【答案】BC 【解析】 ABC.小球滑上滑车，又返回，到离开滑车的整个过程，选取小球的速度 v0 方向为正方向，由动量守恒定律 得： 由系统的机械能守恒得： 联立解得： 如果 ，则小球离开滑车向左做平抛运动； 如果 ，即小球离开小车 速度是 0，小球将做自由落体运动； 如果 ，小球离开小车向右做平抛运动，故 A 错误，BC 正确； D.小球离开四分之一圆弧轨道，在水平方向上与小车的速度相同，则返回时仍然回到小车上．故 D 错误． 的 0 1 0 2mv mv m v= + 2 2 2 0 1 0 2 1 1 1 2 2 2mv mv m v= + 0 1 0 0 m mv vm m −= + 0 1 0m m v< >，