高中物理高考 备战2020年高考物理一轮复习单元训练金卷第七单元动量A卷含解析

第七单元  

注意事项：

1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、 (本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1．下列有关动量的说法中正确的是(　　)

A．物体的动量发生改变，其动能一定改变

B．物体的运动状态改变，其动量一定改变

C．对于同一研究对象，若机械能守恒，则动量一定守恒

D．对于同一研究对象，若动量守恒，则机械能一定守恒

2．以初速度竖直向上抛出一物体，空气阻力大小不变。关于物体受到的冲量，以下说法正确的是(　　)

A．物体上升阶段和下落阶段受到的重力的冲量方向相反

B．物体上升阶段和下落阶段受到空气阻力冲量的大小相等

C．物体在下落阶段受到重力的冲量小于上升阶段受到重力的冲量

D．物体从抛出到返回抛出点，动量变化的方向向下

3．(2019∙全国I卷)最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为(　　)

A．1.6×102 kg    B．1.6×103 kg       C．1.6×105 kg       D．1.6×106 kg

4．如图所示，一小车停在光滑水平面上，车上一人持枪向车的竖直挡板连续平射，所有子弹全部嵌在挡板内没有穿出，当射击持续了一会儿后停止，则小车(　　)

A．速度为零

B．将向射击方向做匀速运动

C．将向射击相反方向做匀速运动

D．无法确定

5．如图所示，静止在光滑水平面上的小车质量为M，固定在小车上的杆用长为l的轻绳与质量为m的小球相连，将小球拉至水平右端后放手，则小车向右移动的最大距离为(　　)

A．       B．       C．       D．

6．如图所示，放在光滑水平桌面上的A、B两个小木块中间夹一被压缩的轻弹簧，当轻弹簧被放开时，A、B两个小木块各自在桌面上滑行一段距离后，飞离桌面落在地面上．若mA＝3mB，则下列结果正确的是(　　)

A．若轻弹簧对A、B做功分别为W1和W2，则有W1∶W2＝1∶1

B．在与轻弹簧作用过程中，两木块的速度变化量之和为零

C．若A、B在空中飞行时的动量变化量分别为Δp1和Δp2，则有Δp1∶Δp2＝1∶1

D．若A、B同时离开桌面，则从释放轻弹簧开始到两木块落地的这段时间内，A、B两木块的水平位移大小之比为1∶3

7．恒力F作用在质量为m的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是(　　)

A．拉力F对物体的冲量大小为Ft

B．拉力F对物体的冲量大小是Ftcos θ

C．合力对物体的冲量大小为零

D．重力对物体的冲量大小是mgt

8．一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时，加速度a随时间t变化的图象如图所示，t＝0时其速度大小为0，滑动摩擦力大小恒为2 N，则(　　)

A．t＝6 s时，物体的速度为18 m/s

B．在0～6 s内，合力对物体做的功为324 J

C．在0～6 s内，拉力对物体的冲量为48 N∙s

D．t＝6 s时，拉力F的功率为200 W

9．如图质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块放在小车的最左端，现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f。经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端，则(　　)

A．此时物块的动能为(F－f)(s＋l)，动量为(F－f)t

B．此时小车的动能为f(s＋l)，动量为ft

C．这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fs

D．这一过程中，物块和小车产生的内能为fl

10．如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g。下列说法正确的是(　　)

A．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒

B．子弹射入木块后的瞬间，速度大小为

C．子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于

D．子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力大于

二、(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

11．(5分)某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。

(1)安装器材时要注意：固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿       方向。

(2)某次实验中，得出小球落点情况如图所示(单位是cm)，P′、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落点的平均位置(把落点圈在内的最小圆的圆心)，则入射小球和被碰小球质量之比为m1∶m2＝        。

12．(8分)利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。

(1)实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况，若要求碰撞时动能损失最大应选图中的________，若要求碰撞动能损失最小则应选图中的________。(均选填“甲”或“乙”，甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥)

(2)某次实验时碰撞前B滑块静止，A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞，利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示．已知相邻两次闪光的时间间隔为T，在这4次闪光的过程中，A、B两滑块均在0～80 cm范围内，且第1次闪光时，滑块A恰好位于x＝10 cm处．若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则可知碰撞发生在第1次闪光后的________时刻，A、B两滑块质量比mA∶mB＝________。

13．(10分)如图所示，质量m1＝2 kg的小球用一条不可伸长的轻绳连接，绳的另一端固定在悬点O上，绳子长度l＝0.5 m。将小球拉至绳子偏离竖直方向的角度θ＝53°处由静止释放，小球运动至最低点时，与一质量m2＝1 kg的物块发生正碰，碰撞时间很短。之后物块在水平面上滑行一段s＝0.4 m的距离后停下。已知物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，求：

(1)碰前瞬间小球的速度大小；

(2)碰后瞬间小球和物块的速度大小。

13．(10分)如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA＝4 kg，其上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计。可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB＝2 kg。现对A施加一个大小为10 N、水平向右的恒力F，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短且碰后A、B粘在一起共同在F的作用下继续运动，碰撞后经过0.6 s，二者的速度达到2 m/s。求：

(1)A开始运动时的加速度大小a；

(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度的大小v；

(3)A的上表面长度l。

15．(12分)如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M＝2m的斜面，斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ。一质量为m的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动，不计冲上斜面过程中机械能损失。如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面顶端。

(1)求小物块的初速度大小；

(2)如果斜面不固定，求小物块冲上斜面后能到达的最大高度；

(3)如果斜面不固定，求小物块再离开斜面后小物块和斜面的速度。

13．(15分)如图所示，质量分别为mA＝m、mB＝3m的A、B两物体放置在光滑的水平面上，其中A物体紧靠光滑墙壁，A、B两物体之间用轻弹簧相连。对B物体缓慢施加一个水平向右的力，使A、B两物体之间弹簧压缩到最短并锁定，此过程中，该力做功为W0。现突然撤去外力并解除锁定，(设重力加速度为g，A、B两物体体积很小，可视为质点，弹簧在弹性限度内)求：

(1)从撤去外力到A物体开始运动，墙壁对A物体的冲量IA大小；

(2)A、B两物体离开墙壁后到达圆轨道之前，B物体的最小速度vB是多大；

(3)若在B物体获得最小速度瞬间脱离弹簧，从光滑圆形轨道右侧小口进入(B物体进入后小口自动封闭组成完整的圆形轨道)圆形轨道，要使B物体不脱离圆形轨道，试求圆形轨道半径R的取值范围。

单元训练金卷·高三·物理(A)卷

第七单元  答 案

一、 (本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1．【答案】B

【解析】物体的动量发生改变，其动能不一定改变，例如做匀速圆周运动的物体，选项A错误；物体的运动状态改变，则速度发生变化，根据P＝mv知，动量一定改变。故B正确。对于同一研究对象，若机械能守恒，则动量不一定守恒，例如做平抛运动的物体，选项C错误；对于同一研究对象，若动量守恒，则机械能不一定守恒，如非弹性碰撞，故D错误.

2．【答案】D

【解析】物体向上运动的过程中空气的阻力的方向向下，则：；下降的过程中空气的阻力方向向上，则：＜a1，由于下降的过程中的位移等于上升过程中的位移，由运动学的公式可知上升的时间一定小于下降过程中的时间。物体上升阶段和下落阶段受到的重力的方向都向下，所以重力的冲量方向相同。故A错误；物体上升阶段的时间小，所以物体上升阶段物体受到空气阻力冲量的大小小于下降阶段受到空气阻力冲量的大小。故B错误；物体上升阶段的时间小，物体在下落阶段受到重力的冲量大于上升阶段受到重力的冲量。故C错误；物体的初速度的方向向上，末速度的方向向下，所以物体从抛出到返回抛出点，动量变化的方向向下。故D正确。

3．【答案】B

【解析】设该发动机在t s时间内，喷射出的气体质量为m，根据动量定理，Ft＝mv，可知，在1 s内喷射出的气体质量kg，故选B。

4．【答案】A

【解析】整个系统水平方向上不受外力，动量守恒，由于初动量为零，因此当子弹向右飞行时，车一定向左运动，当子弹簧向入档板瞬间，车速度减为零，因此停止射击时，车速度为零，A正确。

5．【答案】C

【解析】当小球向下摆动的过程中，小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，满足水平方向动量守恒定律，开始系统水平方向动量为零，所以水平方向任意时刻m与M的动量等大反向；以小球和小车组成的系统，小球与小车组成的系统水平方向平均动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：…①，①式两边同时乘以t解得：，即：mS1＝MS2…②；小球和小车共走过的距离为2L，有：S1+S2＝2l…③，由②③解得：，故C正确，ABD错误。

6．【答案】D

【解析】弹簧弹开物体过程中，两物体及弹簧组成的系统动量守恒，取水平向左为正方向，由动量守恒定律得mAvA－mBvB＝0，则速度之比vA∶vB＝1∶3，根据动能定理得，轻弹簧对A、B做功分别为W1＝mAv，W2＝mBv，联立解得W1W2＝1∶3，故A错误；根据动量守恒定律可知，在与轻弹簧作用过程中，两木块的动量变化量之和为零，即mAΔvA＋mBΔvB＝0，可得ΔvA＋ΔvB≠0，故B错误；A、B离开桌面后都做平抛运动，它们抛出点的高度相同，运动时间相等，设为t，由动量定理得，A、B在空中飞行时的动量变化量分别为Δp1＝mAgt，Δp2＝mBgt，所以Δp1∶Δp2＝3∶1，故C错误；平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动，由x＝v0t知，t相等，又木块在桌面上运动时，vA∶vB＝1∶3，则A、B两木块的水平位移大小之比为1∶3，故D正确。

7．【答案】ACD

【解析】拉力对物体的冲量大小为：IF＝Ft，故A正确，B错误；由于物体没有被拉动，处于平衡状态，其合外力为零，合外力的冲量也为零，故C正确；重力对物体的冲量为IG＝mgt，故D正确。

8．【答案】ABC

【解析】根据△v＝a△t可知a－t图象中，图象与坐标轴围成的面积表示速度的增量，则在t＝6s时刻，物体的速度，A正确；根据动能定理得：，B正确；根据动量定理，代入数据，解得拉力冲量： ，C正确；t＝6s时，拉力F的大小：，。所以拉力功率：，D错误。

9．【答案】AD

【解析】对物块分析，物块的位移为l+s，根据动能定理得，（F－f）（l+s）＝mv2－0，则知物块到达小车最右端时具有的动能为（F－f）（l+s）。由动量定理：（F－f）t＝mv，则物块的动量为（F－f）t，故A正确；小车的位移为s，因此根据动能定理有，小车受到的摩擦力为f，对小车动量定理有，B错误；根据能量守恒得，外力F做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，则有：F（l+s）＝△E+Q，则物块和小车增加的机械能为△E＝F（l+s）－fl，故C错误；系统产生的内能等于系统克服滑动摩擦力做功，大小为f l，故D正确。

10．【答案】BD

【解析】圆环、木块和子弹构成的系统水平方向没有外力，水平方向动量守恒，A错误；子弹射入木块后的瞬间，子弹和木块组成的系统水平方向动量守恒，所以可得，，B正确；子弹射入木块后的瞬间，速度大小为，圆环没有移动，根据圆周运动向心力的构成可知，C错误；子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力等于T+mg，大于，D正确。

二、(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

11．【答案】(1)水平 (2分)    (2)4∶1 (3分)

【解析】(1)为保证小球滚落后做平抛运动，斜槽末端的切线要沿水平方向。

(2)由碰撞过程中mv的乘积总量守恒可知m1·＝m1·＋m2·(t为运动时间)，代入数据可解得m1∶m2＝4∶1。

12．【答案】(1)乙　 甲　 (2)2.5T　 2∶3   (每空2分)

【解析】(1)若要求碰撞时动能损失最大，则需两滑块碰撞后结合在一起，故应选图中的乙；若要求碰撞时动能损失最小，则应使两滑块发生弹性碰撞，即选图中的甲。

(2)由图可知，第1次闪光时，滑块A恰好位于x＝10 cm处，第二次A在x＝30 cm处，第三次A在x＝50 cm处，碰撞在x＝60 cm处。从第三次闪光到碰撞的时间为，则可知碰撞发生在第1次闪光后的2.5T时刻。设碰前A的速度大小为v，则碰后A的速度大小为，B的速度大小为v，根据动量守恒定律可得mAv＝－mA·＋mB·v，解得＝。

13．【解析】(1)根据动能定理可知：  (2分)

解得：v0＝2 m/s (2分)

(2)根据动能定理可知，碰后物块的速度满足：  (2分)

又小球和物块组成的系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，可得：m1v0＝m1v1＋m2v2  (2分)

解得：v1＝1 m/s，v2＝2 m/s。(2分)

13．【解析】(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律有：F＝mAa  (2分)

解得：a＝2.5 m/s2。(1分)

(2)对A、B碰撞后共同运动t＝0.6 s后速度达到v′＝2 m/s的过程，由动量定理得：

Ft＝(mA＋mB)v′－(mA＋mB)v   (2分)

解得：v＝1 m/s。(1分)

(3)设A、B发生碰撞前A的速度为vA，对A、B发生碰撞的过程，由动量守恒定律有：

mAvA＝(mA＋mB)v     (1分)

A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理有：

Fl＝mAv  (2分)

解得：l＝0.45 m。(1分)

15．【解析】(1)根据机械能守恒定律： (2分)

解得：  (1分)

(2)系统水平方向动量守恒：mv＝(M＋m)v共 (2分)

对小物块和斜面组成的系统，根据机械能守恒定律有：(2分)

联立解得：(1分)

(3)设小物块再离开斜面后小物块和斜面的速度分别为v1、v2，对小物块和斜面组成的系统，根据机械能守恒定律有：    (1分)

对系统水平方向动量守恒：mv＝mv1＋Mv2    (1分)

解得：，与初速度方向相反(1分)

，与初速度方向相同(1分)

13．【解析】(1)设弹簧恢复原长时，物体B的速度为vB0，由能量守恒有：W0＝mvB02   (1分)

解得：vB0＝

此过程中墙壁对物体A的冲量大小等于弹簧对物体A的冲量大小，也等于弹簧对物体B的冲量大小，有：

IA＝3mvB0＝。  (2分)

(2)当弹簧恢复原长后，物体A离开墙壁，弹簧伸长，物体A的速度逐渐增大，物体B的速度逐渐减小。当弹簧再次恢复到原长时，物体A达到最大速度，物体B的速度减小到最小值，此过程满足动量守恒、机械能守恒，有：

3mvB0＝mvA＋3mvB   (2分)

×3mvB02＝mvA2＋×3mvB2   (2分)

解得：vB＝vB0＝。(1分)

(3)若物体B恰好过最高点不脱离圆形轨道，物体B经过最高点时，有：

mBvB2＝mBv12＋mBg·2R  (1分)

mBg＝mB  (1分)

解得：R＝，所以R≤  (2分)

若物体B恰好能运动到与圆形轨道圆心等高处，有：mBvB2＝mBgR  (1分)

解得：R＝，所以R≥。  (2分)