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1、最新高考物理动量守恒定律真题汇编( 含答案 )一、高考物理精讲专题动量守恒定律1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3 m/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=0.3 m （h 小于斜面体的高度）已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg ，冰块的质量为m2 =10 kg ，小孩与滑板始终无相对运动取重力加速度的大小g=10 m/s 2（ 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） 20 kg （ ii）不能【解析
2、】试题分析： 设斜面质量为 M，冰块和斜面的系统，水平方向动量守恒：m2 v2 ( m2 M )v系统机械能守恒：m2 gh1 (m2M )v21 m2v2222解得： M20kg 人推冰块的过程： m1v1m2v2 ,得 v11m / s （向右）冰块与斜面的系统：m2v2m2v2Mv31 m2 v221 m2 v22 + 1 Mv 32222解得： v21m / s（向右）因 v2 =v1 ，且冰块处于小孩的后方，则冰块不能追上小孩考点：动量守恒定律、机械能守恒定律2 如图的水平轨道中，AC 段的中点B 的正上方有一探测器，C 处有一竖直挡板，物体P1沿轨道向右以速度v1与静止在A 点的物
3、体2P，以此碰撞时刻为计P 碰撞，并接合成复合体时零点，探测器只在t 1=2 s 至 t 2=4 s 内工作，已知 P1、 P2 的质量都为 m=1 kg，P 与 AC间的动摩擦因数为=0.1， AB段长L=4 m， g取10 m/s212， P、P 和 P 均视为质点， P 与挡板的碰撞为弹性碰撞。(1)若 v1=6 m/s ，求 P1、 P2 碰后瞬间的速度大小v 和碰撞损失的动能E；(2)若 P 与挡板碰后，能在探测器的工作时间内通过B 点，求 v1 的取值范围和P 向左经过 A点时的最大动能 E。【答案】（ 1） 9J （2） 10m/s v1 14m/s 17J【解析】试题分析：（
4、1）由于 P1 和 P2 发生弹性碰撞，据动量守恒定律有：碰撞过程中损失的动能为：（ 2）解法一：根据牛顿第二定律， P 做匀减速直线运动，加速度 a= 设 P1 、P2 碰撞后的共同速度为 vA，则根据（ 1）问可得 vA=v1/2把 P 与挡板碰撞前后过程当作整体过程处理经过时间 t 1， P 运动过的路程为 s1，则经过时间 t 2， P 运动过的路程为s2，则如果 P 能在探测器工作时间内通过B 点，必须满足 s1 3Ls2联立以上各式，解得 10m/s v1 14m/sv的最大值为 14m/s ，此时碰撞后的结合体P 有最大速度 v =7m/s1A根据动能定理，代入数据，解得E=17
5、J解法二：从 A 点滑动到 C 点，再从 C 点滑动到 A 点的整个过程， P 做的是匀减速直线。设加速度大小为2a，则 a=g=1m/s设经过时间 t ，P 与挡板碰撞后经过B 点， 学科网则：v =v-at ， v=v /2B1若 t=2s 时经过 B 点，可得 v1=14m/s若 t=4s 时经过 B 点，可得 v1=10m/s则 v1 的取值范围为： 10m/s v1 14m/sv1=14m/s 时，碰撞后的结合体P 的最大速度为：根据动能定理，代入数据，可得通过A 点时的最大动能为：考点：本题考查动量守恒定律、运动学关系和能量守恒定律3装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板
6、更能抵御穿甲弹的射击通过对一下简化模型的计算可以粗略说明其原因质量为2m、厚度为2d 的钢板静止在水平光滑桌面上质量为 m 的子弹以某一速度垂直射向该钢板，刚好能将钢板射穿现把钢板分成厚度均为 d、质量均为 m 的相同两块，间隔一段距离水平放置，如图所示若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板，穿出后再射向第二块钢板，求子弹射入第二块钢板的深度设子弹在钢板中受到的阻力为恒力，且两块钢板不会发生碰撞不计重力影响【答案】【解析】设子弹初速度为v0，射入厚度为2d 的钢板后，由动量守恒得：mv0=(2m m)V（ 2 分）1212此过程中动能损失为： E f 2d=mv 0 3mV（ 2 分）损22解得
7、E 12mv 03分成两块钢板后，设子弹穿过第一块钢板时两者的速度分别为v1和 V1： mv 1mV1 mv 0（2 分）因为子弹在射穿第一块钢板的动能损失为E1 f d=mv2（ 1分），0损由能量守恒得：1 mv 12 1 mV 12 1 mv 20 E损 1（ 2 分）222且考虑到 v1 必须大于V1，解得： v1 ( 13 ) v026设子弹射入第二块钢板并留在其中后两者的共同速度为V2，由动量守恒得：2mV2 mv1（ 1 分）损失的动能为：E1212（ 2 分）2mv 12mV2E 1 (12联立解得：3 ) mv 022因为Ef x（ 1 分），可解得射入第二钢板的深度x 为：
8、（ 2 分）子弹打木块系统能量损失完全转化为了热量，相互作用力乘以相对位移为产生的热量，以系统为研究对象由能量守恒列式求解4如图，水平面上相距为L=5m 的 P、 Q 两点分别固定一竖直挡板，一质量为M=2kg 的小物块 B 静止在 O 点， OP 段光滑， OQ 段粗糙且长度为d=3m 一质量为m=1kg 的小物块A以 v0=6m/s 的初速度从OP 段的某点向右运动，并与B 发生弹性碰撞两物块与OQ 段的动摩擦因数均为 =0 2，两物块与挡板的碰撞时间极短且均不损失机械能重力加速度 g=10m/s2 ，求（ 1） A 与 B 在 O 点碰后瞬间各自的速度；（ 2）两物块各自停止运动时的时间
9、间隔【答案】（ 1），方向向左；【解析】试题分析：（ 1）设 A、B 在 O 点碰后的速度分别为由动量守恒：，方向向右（2） 1sv1 和 v2，以向右为正方向碰撞前后动能相等：解得：方向向左，方向向右）（2）碰后，两物块在OQ 段减速时加速度大小均为：B 经过 t1 时间与 Q 处挡板碰，由运动学公式：得：（舍去）与挡板碰后， B 的速度大小，反弹后减速时间反弹后经过位移， B 停止运动物块 A 与 P 处挡板碰后，以v4=2m/s 的速度滑上O 点，经过停止所以最终A、B 的距离 s=d-s1-s2=1m，两者不会碰第二次在 AB 碰后， A 运动总时间，整体法得 B 运动总时间，则时间间
10、隔考点：弹性碰撞、匀变速直线运动5甲图是我国自主研制的 200mm 离子电推进系统， 已经通过我国 “实践九号 ”卫星空间飞行试验验证，有望在 2015 年全面应用于我国航天器离子电推进系统的核心部件为离子推进器，它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整，具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势离子推进器的工作原理如图乙所示，推进剂氙原子 P 喷注入腔室C 后，被电子枪G 射出的电子碰撞而电离，成为带正电的氙离子氙离子从腔室 C 中飘移过栅电极A 的速度大小可忽略不计，在栅电极A、B 之间的电场中加速，并从栅电极B 喷出在加速氙离子的过程中飞船获得推力已知栅电极A、B
11、 之间的电压为U，氙离子的质量为m、电荷量为q（1）将该离子推进器固定在地面上进行试验求氙离子经A、B 之间的电场加速后，通过栅电极 B 时的速度v 的大小；（2）配有该离子推进器的飞船的总质量为M ，现需要对飞船运行方向作一次微调，即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度v，此过程中可认为氙离子仍以第（ 1）中所求的速度通过栅电极B推进器工作时飞船的总质量可视为不变求推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目N（3）可以用离子推进器工作过程中产生的推力与A、B 之间的电场对氙离子做功的功率的比值 S 来反映推进器工作情况通过计算说明采取哪些措施可以增大S，并对增大S的实际意义说出你的看法【答案】（ 1）（ 2）（ 3）增大 S 可以通过减小q、
