专辑07 动量(精品解析版)-2022年高考全国10套物理试题分项汇编

衡石量书

1

2020年全国全部10套高考物理试题全解全析汇编

动量

一、2020年高考物理试卷情况：

1、全国I卷：河南、河北、湖南、湖北、山西、江西、安徽、广东、福建

2、全国II卷：甘肃、青海、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、宁夏、新疆、陕西、重庆

3、全国III卷：云南、广西、贵州、四川、西藏

4、北京卷

5、天津卷

6、江苏卷

7、浙江卷（1月卷和7月卷）

8、山东卷

9、海南卷

二、2020年高考物理试题赏析：

1、（2020·全国I卷·T14）行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后

汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（）

A. 增加了司机单位面积的受力大小

B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量

C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能

D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积

2、（2020·全国II卷·T21）水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为

4.0 kg的静止物块以大小为

5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰

撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总

共经过8次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于5.0 m/s，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力，

该运动员的质量可能为

A. 48 kg

B. 53 kg

C. 58 kg

D. 63 kg

3、（2020·全国III卷·T15）甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰

撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为（）

A. 3 J

B. 4 J

C. 5 J

D. 6 J

4、（2020·北京卷·T13）在同一竖直平面内，3个完全相同的小钢球（1号、2号、3号）悬挂于同一高度；静止时

小球恰能接触且悬线平行，如图所示。在下列实验中，悬线始终保持绷紧状态，碰撞均为对心正碰。以下分析正确

的是（）

A. 将1号移至高度h释放，碰撞后，观察到2号静止、3号摆至高度h。若2号换成质量不同的小钢球，重复上述

实验，3号仍能摆至高度h

B. 将1、2号一起移至高度h释放，碰撞后，观察到1号静止，2、3号一起摆至高度h，释放后整个过程机械能和

动量都守恒

C. 将右侧涂胶的1号移至高度h释放，1、2号碰撞后粘在一起，根据机械能守恒，3号仍能摆至高度h

D. 将1号和右侧涂胶的2号一起移至高度h释放，碰撞后，2、3号粘在一起向右运动，未能摆至高度h，释放后整

个过程机械能和动量都不守恒

5、（2020·江苏卷·T14）一只质量为1.4kg的乌贼吸入0.1kg的水，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把

吸入的水向后全部喷出，以2m/s的速度向前逃窜。求该乌贼喷出的水的速度大小v。

6、（2020·全国III卷·T25）如图，相距L=11.5m的两平台位于同一水平面内，二者之间用传送带相接。传送带向

右匀速运动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定。质量m=10 kg的载物箱（可视为质点），以初速度v0=5.0

m/s自左侧平台滑上传送带。载物箱与传送带间的动摩擦因数μ= 0.10，重力加速度取g =10m/s2。

(1)若v=4.0 m/s，求载物箱通过传送带所需的时间；

(2)求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度；

(3)若v=6.0m/s，载物箱滑上传送带

13

s

12

t?=后，传送带速度突然变为零。求载物箱从左侧平台向右侧平台运动的过

程中，传送带对它的冲量。

衡石量书

2

7、（2020·山东卷·T18）如图所示，一倾角为θ的固定斜面的底端安装一弹性挡板，P 、Q 两物块的质量分别为m 和4m ，Q 静止于斜面上A 处。某时刻，P 以沿斜面向上的速度v 0与Q 发生弹性碰撞。Q 与斜面间的动摩擦因数等于tan θ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P 与斜面间无摩擦，与挡板之间的碰撞无动能损失。两物块均可以看作质点，斜面足够长，Q 的速度减为零之前P 不会与之发生碰撞。重力加速度大小为g 。 (1)求P 与Q 第一次碰撞后瞬间各自的速度大小v P 1、v Q 1； (2)求第n 次碰撞使物块Q 上升的高度h n ； (3)求物块Q 从A 点上升的总高度H ；

(4)为保证在Q 的速度减为零之前P 不会与之发生碰撞，求A 点与挡板之间的最小距离s 。

8、（2020·天津卷·T12）长为l 的轻绳上端固定，下端系着质量为1m 的小球A ，处于静止状态。A 受到一个水平瞬时冲量后在竖直平面内做圆周运动，恰好能通过圆周轨迹的最高点。当A 回到最低点时，质量为2m 的小球B 与之迎面正碰，碰后A 、B 粘在一起，仍做圆周运动，并能通过圆周轨迹的最高点。不计空气阻力，重力加速度为g ，求 （1）A 受到的水平瞬时冲量I 的大小； （2）碰撞前瞬间B 的动能k E 至少多大？

衡石量书

3

2020年全国全部10套高考物理试题全解全析汇编 动量

一、2020年高考物理试卷情况：

1、全国I 卷：河南、河北、湖南、湖北、山西、江西、安徽、广东、福建

2、全国II 卷：甘肃、青海、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、宁夏、新疆、陕西、重庆

3、全国III 卷：云南、广西、贵州、四川、西藏

4、北京卷

5、天津卷

6、江苏卷

7、浙江卷（1月卷和7月卷） 8、山东卷 9、海南卷

二、2020年高考物理试题赏析： 1、（2020·全国I 卷·T14）行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（ ） A. 增加了司机单位面积的受力大小 B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量 C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能

D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积 【答案】D 【解析】

A ．因安全气囊充气后，受力面积增大，故减小了司机单位面积的受力大小，故A 错误；

B ．有无安全气囊司机初动量和末动量均相同，所以动量的改变量也相同，故B 错误；

C ．因有安全气囊的存在，司机和安全气囊接触后会有一部分动能转化为气体的内能，不能全部转化成汽车的动能，故C 错误；

D ．因为安全气囊充气后面积增大，司机的受力面积也增大，在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲故增加了作用时间，故D 正确。 故选D 。 2、（2020·全国II 卷·T21）水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为4.0 kg 的静止物块以大小为5.0 m/s 的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为5.0 m/s 的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于5.0 m/s ，反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力，该运动员的质量可能为 A. 48 kg B. 53 kg C. 58 kg D. 63 kg 【答案】BC

【解析】设运动员和物块的质量分别为m 、0m 规定运动员运动的方向为正方向，运动员开始时静止，第一次将物块推出后，运动员和物块的速度大小分别为1v 、0v ，则根据动量守恒定律

1000mv m v =-

解得

10m v v m

=

物块与弹性挡板撞击后，运动方向与运动员同向，当运动员再次推出物块

100200mv m v mv m v +=- 解得

203m v v m

=

第3次推出后

200300mv m v mv m v +=-

解得

305m v v m

=

依次类推，第8次推出后，运动员的速度

8015m v v m

=

根据题意可知

8015m/s m v v m

=

>5 解得

60kg m <

第7次运动员的速度一定小于5m/s ，则

7013m/s m v v m

=

<5 解得

52kg m >

综上所述，运动员的质量满足

kg 60kg m 52<<

AD 错误，BC 正确。 故选BC 。 3、（2020·全国III 卷·T15）甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg ，则碰撞过程两物块损失的机械能为（ ）

A. 3 J

B. 4 J

C. 5 J

D. 6 J 【答案】A 【解析】

由v -t 图可知，碰前甲、乙的速度分别为5m /s v =甲，=1m /s v 乙；碰后甲、乙的速度分别为1m /s v '=-甲，=2m /s v '乙，甲、乙两物块碰撞过程中，由动量守恒得

+=+m v m v m v m v ''甲甲乙乙甲甲

乙乙 解得

6kg m =乙

衡石量书

4

则损失的机械能为

22221111+--2222

E m v m v m v m v ''?=

甲甲乙乙甲甲乙乙 解得

3J E ?=

故选A 。 4、（2020·北京卷·T13）在同一竖直平面内，3个完全相同的小钢球（1号、2号、3号）悬挂于同一高度；静止时小球恰能接触且悬线平行，如图所示。在下列实验中，悬线始终保持绷紧状态，碰撞均为对心正碰。以下分析正确的是（ ）

A. 将1号移至高度h 释放，碰撞后，观察到2号静止、3号摆至高度h 。若2号换成质量不同的小钢球，重复上述

实验，3号仍能摆至高度h

B. 将1、2号一起移至高度h 释放，碰撞后，观察到1号静止，2、3号一起摆至高度h ，释放后整个过程机械能和动量都守恒

C. 将右侧涂胶的1号移至高度h 释放，1、2号碰撞后粘在一起，根据机械能守恒，3号仍能摆至高度h

D. 将1号和右侧涂胶的2号一起移至高度h 释放，碰撞后，2、3号粘在一起向右运动，未能摆至高度h ，释放后整个过程机械能和动量都不守恒 【答案】D 【解析】

A ．1号球与质量不同的2号球相碰撞后，1号球速度不为零，则2号球获得的动能小于1号球撞2号球前瞬间的动能，所以2号球与3号球相碰撞后，3号球获得的动能也小于1号球撞2号球前瞬间的动能，则3号不可能摆至高度h ，故A 错误；

B ．1、2号球释放后，三小球之间碰撞为弹性碰撞，且三小球组成的系统只有重力做功，所以系统的机械能守恒，但整个过程中，系统所受合外力不为零，所以系统动量不守恒，故B 错误；

C ．1、2号碰撞后粘在一起，为完全非弹性碰撞，碰撞过程有机械能损失，所以1、2号球再与3号球相碰后，3号球获得的动能不足以使其摆至高度h ，故C 错误；

D ．碰撞后，2、3号粘在一起，为完全非弹性碰撞，碰撞过程有机械能损失，且整个过程中，系统所受合外力不为零，所以系统的机械能和动量都不守恒，故D 正确。 故选D 。 5、（2020·江苏卷·T14）一只质量为1.4kg 的乌贼吸入0.1kg 的水，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以2m/s 的速度向前逃窜。求该乌贼喷出的水的速度大小v 。 【答案】28m/s 【解析】

乌贼喷水过程，时间较短，内力远大于外力；选取乌贼逃窜的方向为正方向，根据动量守恒定律得 120Mv mv =-

解得喷出水的速度大小为

12 1.42

m/s 28m/s 0.1

Mv v m ?=

== 6、（2020·全国III 卷·T25）如图，相距L =11.5m 的两平台位于同一水平面内，二者之间用传送带相接。传送带向右匀速运动，其速度的大小v 可以由驱动系统根据需要设定。质量m =10 kg 的载物箱（可视为质点），以初速度v 0=5.0 m/s 自左侧平台滑上传送带。载物箱与传送带间的动摩擦因数μ= 0.10，重力加速度取g =10m/s 2。 (1)若v =4.0 m/s ，求载物箱通过传送带所需的时间；

(2)求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度；

(3)若v =6.0m/s ，载物箱滑上传送带13

s 12

t ?=后，传送带速度突然变为零。求载物箱从左侧平台向右侧平台运动的过程中，传送带对它的冲量。

【答案】(1)2.75s ；

(2) 1v =

，2v =；(3)0

【解析】

(1)传送带的速度为 4.0m/s =v 时，载物箱在传送带上先做匀减速运动，设其加速度为a ，由牛顿第二定律有：

mg ma μ= ①

设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为x 1，由运动学公式有

22

012v v ax -=-②

联立①②式，代入题给数据得x 1=4.5m ；③

因此，载物箱在到达右侧平台前，速度先减小至v ，然后开始做匀速运动，设载物箱从滑上传送带到离开传送带所用的时间为t 1，做匀减速运动所用的时间为t 2，由运动学公式有

02v v at =- ④

1

12L x t t v

-=+

⑤ 联立①③④⑤式并代入题给数据有t 1=2.75s ；⑥

(2)当载物箱滑上传送带后一直做匀减速运动时，到达右侧平台时的速度最小，设为v 1，当载物箱滑上传送带后一直做匀加速运动时，到达右侧平台时的速度最大，设为v 2.由动能定理有

22

101122mgL mv mv μ-=

-⑦ 22

201122

mgL mv mv μ=-⑧

由⑦⑧式并代入题给条件得

1v

，2v =⑨

(3)传送带的速度为 6.0m/s v =时，由于02v v v <<，载物箱先做匀加速运动，加速度大小仍a 。设载物箱做匀加速

运动通过的距离为x 2，所用时间为t 3，由运动学公式有

03v v at =+ ⑩

22

022v v ax -=?

联立①⑩?式并代入题给数据得

t 3=1.0s ? x 2=5.5m ?

因此载物箱加速运动1.0s 、向右运动5.5m 时，达到与传送带相同的速度。此后载物箱与传送带共同匀速运动3()t t ?-的时间后，传送带突然停止，设载物箱匀速运动通过的距离为x 3有

33()v t x t =?- ? 由①???式可知

2

231()2

mv mg L x x μ>-- 即载物箱运动到右侧平台时速度大于零，设为v 3，由运动学公式有，

223232()v v a L x x -=--- ?

的

衡石量书

5

设载物箱通过传远带的过程中，传送带对它的冲量为I ，由动量定理有

30()I m v v =-

代题给数据得0I = 7、（2020·山东卷·T18）如图所示，一倾角为θ的固定斜面的底端安装一弹性挡板，P 、Q 两物块的质量分别为m 和4m ，Q 静止于斜面上A 处。某时刻，P 以沿斜面向上的速度v 0与Q 发生弹性碰撞。Q 与斜面间的动摩擦因数等于tan θ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P 与斜面间无摩擦，与挡板之间的碰撞无动能损失。两物块均可以看作质点，斜面足够长，Q 的速度减为零之前P 不会与之发生碰撞。重力加速度大小为g 。 (1)求P 与Q 第一次碰撞后瞬间各自的速度大小v P 1、v Q 1； (2)求第n 次碰撞使物块Q 上升的高度h n ； (3)求物块Q 从A 点上升的总高度H ；

(4)为保证在Q 的速度减为零之前P 不会与之发生碰撞，求A 点与挡板之间的最小距离s 。

【答案】(1) P 的速度大小为035v ，Q 的速度大小为025

v ；(2)2

1072525n n v h g -=?（）（n =1，2，3……）；(3)2018v H g =；

(4)s =

【解析】

(1)P 与Q 的第一次碰撞，取P 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得

0114P Q mv mv mv =+ ? 由机械能守恒定律得

222011111

4222

P Q mv mv mv =+? ? 联立??式得

103

5P v v =- ?

102

5

Q v v = ?

故第一次碰撞后P 的速度大小为03

5v ，Q 的速度大小为025

v

(2)设第一次碰撞后Q 上升的高度为h 1，对Q 由运动学公式得

211

=2(2sin )s 0in Q h g v θθ

?-?

- ? 联立???式得

2

0125v h g

= ?

设P 运动至与Q 刚要发生第二次碰撞前的位置时速度为02v ，第一次碰后至第二次碰前，对P 由动能定理得

22021111

=22

P mv mv mgh -- ? 联立????式得

020v = ?

P 与Q 的第二次碰撞，设碰后P 与Q 的速度分别为2P v 、2Q v ，由动量守恒定律得

02224P Q mv mv mv =+ ?

由机械能守恒定律得

2220222111

4222

P Q mv mv mv =+? ? 联立??????式得

2035P v =- ?

2025Q v = ?

设第二次碰撞后Q 上升的高度为h 2，对Q 由运动学公式得

22

2=2(2sin )s 0in Q h g v θθ

?-?

- ? 联立???????式得

2

0272525v h g

=? ?

设P 运动至与Q 刚要发生第三次碰撞前的位置时速度为03v ，第二次碰后至第三次碰前，对P 由动能定理得

22032211

=22

P mv mv mgh -- ? 联立????????式得

2

030v v = ? P 与Q 的第三次碰撞，设碰后P 与Q 的速度分别为3P v 、3Q v ，由动量守恒定律得

03334P Q mv mv mv =+ ?

由机械能守恒定律得

2220333111

4222

P Q mv mv mv =+? ? 联立??????????式得

2

3035P v v =-? ?

2

3025Q v v =? ?

设第三次碰撞后Q 上升的高度为h 3，对Q 由运动学公式⑩得

23

3=2(2sin )s 0in Q h g v θθ

?-?

- ? 联立???????????式得

2

20372525v h g

=?（） ?

总结可知，第n 次碰撞后，物块Q 上升的高度为

2

1072525n n v h g

-=?（）（n =1，2，3……） ?

(3)当P 、Q 达到H 时，两物块到此处的速度可视为零，对两物块运动全过程由动能定理得

2010(4)tan 4cos 2sin H mv m m gH mg θθθ

-=-+-?? ? 解得

2018v H g

= ?

(4)设Q 第一次碰撞至速度减为零需要的时间为t 1，由运动学公式得

112sin Q v gt θ= ? 设P 运动到斜面底端时的速度为1P v '，需要的时间为t 2，由运动学公式得

衡石量书

6 112 sin P P v v gt θ'=+ ?

2211 2 sin P P v v sg θ'-= ?

设P 从A 点到Q 第一次碰后速度减为零处匀减速运动的时间为t 3

0213()sin P v v gt θ=-- ?

当A 点与挡板之间的距离最小时

1232t t t =+ ?

联立?????式，代入数据得

s = ? 8、（2020·天津卷·T12）长为l 的轻绳上端固定，下端系着质量为1m 的小球A ，处于静止状态。A 受到一个水平瞬时冲量后在竖直平面内做圆周运动，恰好能通过圆周轨迹的最高点。当A 回到最低点时，质量为2m 的小球B 与之迎面正碰，碰后A 、B 粘在一起，仍做圆周运动，并能通过圆周轨迹的最高点。不计空气阻力，重力加速度为g ，求 （1）A 受到的水平瞬时冲量I 的大小；

（2）碰撞前瞬间B 的动能k E 至少多大？

【答案】（1

）I m =（2）()2

12k 2

522gl m m E m += 【解析】

（1）A 恰好能通过圆周轨迹的最高点，此时轻绳的拉力刚好为零，设A 在最高点时的速度大小为v ，由牛顿第二定律，有 2

11v m g m l

=① A 从最低点到最高点的过程中机械能守恒，取轨迹最低点处重力势能为零，设A 在最低点的速度大小为A v ，有

2211111222

A m v m v m gl =+② 由动量定理，有

1A I m v =③

联立①②③式，得

I m =

（2）设两球粘在一起时速度大小为v '，A 、B 粘在一起后恰能通过圆周轨迹的最高点，需满足

A v v '=⑤

要达到上述条件，碰后两球速度方向必须与碰前B 的速度方向相同，以此方向为正方向，设B 碰前瞬间的速度大小为B v ，由动量守恒定律，有

()2112B A m v m v m m v '-=+⑥

又

2k 212

B E m v =

⑦ 联立①②⑤⑥⑦式，得碰撞前瞬间B 的动能k E 至少为 ()212k 2

522gl m m E m +=⑧

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/j9tl.html