
三年(2023-2025)高考物理真题分类汇编:专题07 动量(全国通用)(解析版).docx
56页专题07 动量考点三年考情(2023-2025)命题趋势考点1 动量和动量定理2025·甘肃卷·T14、2025·河北卷·T14、2024·广东卷·T14、2024·福建卷·T7、2023·广东卷·T10、2023·新课标卷·T19考查热点:(1)动量定理的应用2)动量守恒定律的应用3)利用动量和能量观点解答五大模型4)力学三大观点的综合应用5)动量在电磁感应现象中的应用6)验证动量守恒定律实验考点2 动量守恒定律2025·甘肃卷·T4、2025·江苏卷·T14、2024·广东卷·T10、2024·江苏卷·T9、2024·江苏卷·T14、2024·山东卷·T17、2024·河北卷·T15、2024·湖南卷·T15、2023·广东卷·T15考点01 动量和动量定理1.(2025·甘肃·高考真题)如图1所示,细杆两端固定,质量为m的物块穿在细杆上初始时刻物块刚好能静止在细杆上现以水平向左的力F作用在物块上,F随时间t的变化如图2所示开始滑动瞬间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力细杆足够长,重力加速度为g,θ=30°求:(1)t=6s时F的大小,以及t在0~6s内F的冲量大小2)t在0~6s内,摩擦力f随时间t变化的关系式,并作出相应的f−t图像。
3)t=6s时,物块的速度大小答案】(1),(2)见解析(3)【详解】(1)由图2可知F随时间线性变化,根据数学知识可知所以当t=6s时,0~6s内F的冲量为F−t图围成的面积,即(2)由于初始时刻物块刚好能静止在细杆上,则有即在垂直杆方向,当时,则0−4s,垂直杆方向摩擦力在4−6s内,垂直杆方向摩擦力相应的f−t图像如图(3)在0~6s内沿杆方向根据动量定理有在0~6s内摩擦力的冲量为f−t图围成的面积,则联立有可得2.(2025·河北·高考真题)如图,一长为2m的平台,距水平地面高度为1.8m质量为0.01kg的小物块以3m/s的初速度从平台左端水平向右运动物块与平台、地面间的动摩擦因数均为0.2物块视为质点,不考虑空气阻力,重力加速度g取10m/s21)求物块第一次落到地面时距平台右端的水平距离2)若物块第一次落到地面后弹起的最大高度为0.45m,物块从离开平台到弹起至最大高度所用时间共计1s求物块第一次与地面接触过程中,所受弹力冲量的大小,以及物块弹离地面时水平速度的大小答案】(1)0.6m(2)IN = 0.1N·s;vx′ = 0【详解】(1)小物块在平台做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律有a = μg则小物块从开始运动到离开平台有小物块从平台飞出后做平抛运动有,x = vxt1联立解得x = 0.6m(2)物块第一次落到地面后弹起的最大高度为0.45m,则物块弹起至最大高度所用时间和弹起的初速度有,vy2 = gt2则物块与地面接触的时间Δt = t-t1-t2 = 0.1s物块与地面接触的过程中根据动量定理,取竖直向上为正,在竖直方向有IN-mgΔt = mvy2-m(-vy1),vy1 = gt1解得IN = 0.1N·s取水平向右为正,在水平方向有-μNΔt = vx′-vx,IN = NΔt解得vx′ = -1m/s但由于vx′减小为0将无相对运动和相对运动的趋势,故vx′ = 03.(2025·浙江·高考真题)有一离地面高度、质量为稳定竖直降落的沙尘颗粒,在其降落过程中受到的阻力与速率v成正比,比例系数,重力加速度,则它降落到地面的时间约为( )A. B. C. D.【答案】B【详解】沙尘颗粒开始时速度较小时,阻力较小,可知…………①沙尘颗粒速率增大,阻力增大,加速度减小,当时,沙尘颗粒速度达到最大且稳定,此时速度满足…………②解得由动量定理可得即则沙尘下落时间为由于,则故选B。
4.(2025·广东·高考真题)如图所示,无人机在空中作业时,受到一个方向不变、大小随时间变化的拉力无人机经飞控系统实时调控,在拉力、空气作用力和重力作用下沿水平方向做匀速直线运动已知拉力与水平面成30°角,其大小F随时间t的变化关系为F = F0-kt(F ≠ 0,F0、k均为大于0的常量),无人机的质量为m,重力加速度为g关于该无人机在0到T时间段内(T是满足F > 0的任一时刻),下列说法正确的有( )A.受到空气作用力的方向会变化B.受到拉力的冲量大小为C.受到重力和拉力的合力的冲量大小为D.T时刻受到空气作用力的大小为【答案】AB【详解】AD.无人机经飞控系统实时调控,在拉力、空气作用力和重力作用下沿水平方向做匀速直线运动,则无人机受到空气作用力与重力和拉力的合力等大反向,随着F的减小重力和拉力的合力如图可知无人机受到空气作用力的大小和方向均会改变,在T时刻有,F = F0-kT解得故A正确、D错误;B.由于拉力F随时间t均匀变化,则无人机在0到T时间段内受到拉力的冲量大小为F—t图像与坐标轴围成的面积为,故B正确;C.将拉力分解为水平和竖直方向,则无人机受重力和拉力的合力在水平方向有无人机受重力和拉力的合力在竖直方向有0到T时间段内无人机受重力和拉力的合力在水平方向的冲量为0到T时间段内无人机受重力和拉力的合力在竖直方向的冲量为则0到T时间段内无人机受到重力和拉力的合力的冲量大小为故C错误。
故选AB5.(2025·四川·高考真题)如图所示,真空中固定放置两块较大的平行金属板,板间距为d,下极板接地,板间匀强电场大小恒为E现有一质量为m、电荷量为q()的金属微粒,从两极板中央O点由静止释放若微粒与极板碰撞前后瞬间机械能不变,碰撞后电性与极板相同,所带电荷量的绝对值不变不计微粒重力求:(1)微粒第一次到达下极板所需时间;(2)微粒第一次从上极板回到O点时的动量大小答案】(1)(2)【详解】(1)由牛顿第二定律由运动学公式联立可得微粒第一次到达下极板所需的时间为(2)微粒第一次到达下极板时的速度大小为由于微粒与极板碰撞前后瞬间机械能不变,碰撞后电性与极板相同,所带电荷量的绝对值不变,设微粒碰后第一次到达上极板时的速度大小为,满足代入解得同理可得微粒第一次从上极板回到O点时的速度大小为,满足代入解得故微粒第一次从上极板回到O点时的动量大小为6.(2024·北京·高考真题)将小球竖直向上抛出,小球从抛出到落回原处的过程中,若所受空气阻力大小与速度大小成正比,则下列说法正确的是( )A.上升和下落两过程的时间相等B.上升和下落两过程损失的机械能相等C.上升过程合力的冲量大于下落过程合力的冲量D.上升过程的加速度始终小于下落过程的加速度【答案】C【详解】D.小球上升过程中受到向下的空气阻力,下落过程中受到向上的空气阻力,由牛顿第二定律可知上升过程所受合力(加速度)总大于下落过程所受合力(加速度),D错误;C.小球运动的整个过程中,空气阻力做负功,由动能定理可知小球落回原处时的速度小于抛出时的速度,所以上升过程中小球动量变化的大小大于下落过程中动量变化的大小,由动量定理可知,上升过程合力的冲量大于下落过程合力的冲量,C正确;A.上升与下落经过同一位置时的速度,上升时更大,所以上升过程中平均速度大于下落过程中的平均速度,所以上升过程所用时间小于下落过程所用时间,A错误;B.经同一位置,上升过程中所受空气阻力大于下落过程所受阻力,由功能关系可知,上升过程机械能损失大于下落过程机械能损失,B错误。
故选C7.(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答案】(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8.(2024·福建·高考真题)如图(a),水平地面上固定有一倾角为的足够长光滑斜面,一质量为的滑块锁定在斜面上。
时解除锁定,同时对滑块施加沿斜面方向的拉力,随时间的变化关系如图(b)所示,取沿斜面向下为正方向,重力加速度大小为,则滑块( )A.在内一直沿斜面向下运动B.在内所受合外力的总冲量大小为零C.在时动量大小是在时的一半D.在内的位移大小比在内的小【答案】AD【详解】根据图像可知当时,物块加速度为方向沿斜面向下;当时,物块加速度大小为方向沿斜面向上,作出物块内的图像A.根据图像可知,物体一直沿斜面向下运动,故A正确;B.根据图像可知,物块的末速度不等于0,根据动量定理故B错误;C.根据图像可知时物块速度大于时物块的速度,故时动量不是时的一半,故C错误;D.图像与横轴围成的面积表示位移,故由图像可知过程物体的位移小于的位移,故D正确故选AD9.(2024·浙江·高考真题)如图所示,一根固定的足够长的光滑绝缘细杆与水平面成角质量为m、电荷量为+q的带电小球套在细杆上小球始终处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中磁场方向垂直细杆所在的竖直面,不计空气阻力小球以初速度沿细杆向上运动至最高点,则该过程( )A.合力冲量大小为mv0cosƟ B.重力冲量大小为C.洛伦兹力冲量大小为 D.若,弹力冲量为零【答案】CD【详解】A.根据动量定理故合力冲量大小为,故A错误;B.小球上滑的时间为重力的冲量大小为故B错误;C.小球所受洛伦兹力为,随时间线性变化,故洛伦兹力冲量大小为故C正确;D.若,0时刻小球所受洛伦兹力为小球在垂直细杆方向所受合力为零,可得即则小球在整个减速过程的图像如图图线与横轴围成的面积表示冲量可得弹力的冲量为零,故D正确。
故选CD10.(2023·广东·高考真题)某同学受电动窗帘的启发,设计了如图所示的简化模型.多个质量均为的滑块可在水平滑轨上滑动,忽略阻力.开窗帘过程中,电机对滑块1施加一个水平向右的恒力,推动滑块1以的速度与静止的滑块2碰撞,碰撞时间为,碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为.关于两滑块的碰撞过程,下列说法正确的有( ) A.该过程动量守恒B.滑块1受到合外力的冲量大小为C.滑块2受到合外力的冲量大小为D.滑块2受到滑块1的平均作用力大小为【答案】BD【详解】A.取向右为正方向,滑块1和滑块2组成的系统的初动量为。
