2020年高考物理真题分类汇编选修3-5动量专题

2016年物理真题分类汇编

：动量专题

[2016上海22A].如图，粗糙水平面上，两物体A、B以轻绳相连，在恒力F作用下做匀速运动。某时刻轻绳断开，A在F牵引下继续前进，B最后静止。则在B静止前，A和B组成的系统动量_________（选填：“守恒”或“不守恒“）。在B静止后，A和B组成的系统动量 。（选填：“守恒”或“不守恒“）

【答案】守恒；不守恒

【解析】轻绳断开前，A、B做匀速运动，系统受到的拉力F和摩擦力平衡，合外力等于零，即FfAfB0，所以系统动量守恒；当轻绳断开B静止之前，A、B系统的受力情况不变，即FfAfB0，所以系统的动量依然守恒；当B静止后，系统的受力情况发生改变，即FfAmAa，系统合外力不等于零，系统动量不守恒。

[2016北京18]如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动下列说法正确的是

A.不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的速度都相同 B.不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同 C.卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 D.卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量 【答案】B

考点：考查了万有引力定律的应用

[2016天津9（1）]、如图所示，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块B，盒的质量是滑块质量的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ；若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，则此时盒的速度大小为 ；滑块相对盒运动的路程 。

v2v【答案】

3g3【解析】

试题分析：设滑块质量为m，则盒子的质量为2m；对整个过程，由动量守恒定律可得：mv=3mv

共

解得v共=

v 3121vmv3m()2 223由能量关系可知：mgxv2解得：x

3g考点：动量守恒定律；能量守恒定律

[2016理综I-35] [物理——选修3-5]（2）（10分）某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板（面积略大于S）；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为，重力加速度大小为g，求： (i)喷泉单位时间内喷出的水的质量；

(ii)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。

[解析]

(i)在一段很短的t时间内，可以为喷泉喷出的水柱保持速度v0不变。

lv0t mV VlS

mv0S 由①②③可得：喷泉单位时间内喷出的水的质量为t(ii)设玩具底面相对于喷口的高度为h

F冲=Mg 由玩具受力平衡得：

该时间内，喷出水柱高度：

喷出水柱质量：

其中v为水柱体积，满足： ① ② ③

④ ⑤

其中，F冲为玩具底部水体对其的作用力． 由牛顿第三定律：

F压=F冲

其中，F压为玩具时其底部下面水体的作用力 为水体到达玩具底部时的速度 v＇22v＇v02gh 由运动学公式：

在很短t时间内，冲击玩具水柱的质量为m

mv0st

由题意可知，在竖直方向上，对该部分水柱有

F压mgtmv 动量定理

由于t很小，mg也很小，可以忽略 ⑧式变为 由④⑤⑥⑦⑨可得

⑥ ⑦ ⑧ ⑨

F压tmv

2v0M2gh22 2g22v0S[考点]动量定理，流体受力分析，微元法

[难点]情景比较新颖，微元法的应用

[2016全国II-35（2）]（10分）如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面3m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h=0.3m（h小于斜面体的高度）。已知小孩与滑板的总质量为m1=30kg，冰块的质量为m2=10kg，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g=10m/s2。 （i）求斜面体的质量；

（ii）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？

【答案】（i）（1）M20kg （ii）（2）不能 【解析】

试题分析：①设斜面质量为M，冰块和斜面的系统，水平方向动量守恒：m2v2(m2M)v 系统机械能守恒：m2gh112 (m2M)v2m2v222

解得：M20kg

考点：动量守恒定律、机械能守恒定律.

[2016全国III-35]（2）、如图所示，水平地面上有两个静止的小物块a和b，其连线与墙垂直：a和b相距l；b与墙之间也相距l；a的质量为m，b的质量为

3m，两物块与地面间的4动摩擦因数均相同，现使a以初速度v0向右滑动，此后a与b发生弹性碰撞，但b没有与墙发生碰撞，重力加速度大小为g，求物块与地面间的动摩擦力因数满足的条件。

22v032v0【答案】 2gl113gl

考点：考查了动量守恒定律和能量守恒定律的应用

[2016北京24（1）]动量定理可以表示为Δp=FΔt，其中动量p和力F都是矢量。在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是υ，如图1所示。碰撞过程中忽略小球所受重力。

a．分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化Δpx、Δpy； b．分析说明小球对木板的作用力的方向。

【答案】（1）a、px0，py2mvcos，方向沿y轴正方向、b、y轴负方向

[2016北京24（2）]激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。激光照射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用。光镊效应就是一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒。

一束激光经S点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束①和②穿过介质小球的光路如图②所示，图中O点是介质小球的球心，入射时光束①和②与SO的夹角均为θ，出射时光束均与SO平行。请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向。

a.光束①和②强度相同； b.光束①比②强度大。

【答案】（2）a、两光束对小球的合力的方向沿SO向左b、两光束对小球的合力的方向指向左上方

b、建立如图所示的Oxy直角坐标系

考点：考查了动量定理的应用

[2016海南17（2）]（8分）如图，物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器（图中未画出）射出的物块B沿水平方向与A相撞，碰撞后两者粘连在一起运动，碰撞前B的速度的大小v及碰撞后A和B一起上升的高度h均可由传感器（图中未画出）测得。某同学以h为纵坐标，v2为横坐标，利用实验数据作直线拟合，求得该直线的斜率为k=1.92 ×10-3s2/m。已知物块A和B的质量分别为mA=0.400kg和mB=0.100kg，重力加速度大小g=9.8m/s2。

（i）若碰撞时间极短且忽略空气阻力，求h-v2直线斜率的理论值k0。 （ii）求k值的相对误差（=kk0k0

×100%，结果保留1位有效数字。 ）【答案】（i）k02.0410-3s2/m（ii）=6% [解析]（2）（8分）

（i）设物块A和B碰撞后共同运动的速度为v,由动量守恒定律有

'mBv(mAmB)v'①

在碰撞后A和B共同上升的过程中，由机械能守恒定律有

1(mAmB)v'2=(mAmB)gh② 2联立①②式得

mB2hv2③ 22g(mAmB)由题意得

mB2④ k022g(mAmB)代入题给数据得

k02.0410-3s2/m⑤

（ii）按照定义

=kk0k0100%⑥

由⑤⑥式和题给条件得 =6%⑦

评分参考：第（i）问7分，①②式各2分，③④⑤式各1分；第（ii）问1分，⑦式1分。