專題15 動量和動能-5年（2020-2024）高考1年模擬物理真題分類匯編（山東專用）（原卷版）

2020-2024年五年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題15動量和動能考點五年考情（2020-2024）命題趨勢備考策略考點1沖量和動量（5年1考）2022·山東卷·T21考查動量定理與動量守恒定律的應(yīng)用。一般結(jié)合實際生活或現(xiàn)代科技命題，有時也結(jié)合圖象命題。

2.考查動量守恒與能量守恒的綜合應(yīng)用。一般以碰撞為情景，考查考生的分析綜合能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力。

3.對學(xué)科核心素養(yǎng)的考查主要體現(xiàn)在物理觀念中物質(zhì)觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念的要素和科學(xué)思維中模型建構(gòu)、科學(xué)推理要素。1.掌握隔離法、整體法和用守恒思想分析物理問題的方法。

2.理解動量、沖量和動量定理，能用動量定理解釋生產(chǎn)、生活中的有關(guān)現(xiàn)象。

3.定量分析一維碰撞問題并能解釋生產(chǎn)、生活中的彈性碰撞和非彈性碰撞現(xiàn)象。

4.運用動量守恒定律、能量守恒定律解決碰撞、爆炸、反沖、“子彈打木塊”模型、“彈簧系統(tǒng)”模型、“滑塊-木板”模型、“人船”模型。

5.理解驗證動量守恒定律的實驗原理，靈活處理多種實驗方案。考點2動量和動能（5年幾考）2024·山東卷·T172023·山東卷·T182022·山東卷·T182021·山東卷·T162020·山東卷·T18考點01沖量和動量1、（2022·山東卷·T2）我國多次成功使用“冷發(fā)射”技術(shù)發(fā)射長征十一號系列運載火箭。如圖所示，發(fā)射倉內(nèi)的高壓氣體先將火箭豎直向上推出，火箭速度接近零時再點火飛向太空。從火箭開始運動到點火的過程中（）A.火箭的加速度為零時，動能最大B.高壓氣體釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為火箭的動能C.高壓氣體對火箭推力的沖量等于火箭動量的增加量D.高壓氣體的推力和空氣阻力對火箭做功之和等于火箭動能的增加量考點02動量和動能2、（2024·山東卷·T17）如圖甲所示，質(zhì)量為M的軌道靜止在光滑水平面上，軌道水平部分的上表面粗糙，豎直半圓形部分的表面光滑，兩部分在P點平滑連接，Q為軌道的最高點。質(zhì)量為m的小物塊靜置在軌道水平部分上，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。已知軌道半圓形部分的半徑R=0.4m，重力加速度大小g=10m/s2.（1）若軌道固定，小物塊以一定的初速度沿軌道運動到Q點時，受到軌道的彈力大小等于3mg，求小物塊在Q點的速度大小v；（2）若軌道不固定，給軌道施加水平向左的推力F，小物塊處在軌道水平部分時，軌道加速度a與F對應(yīng)關(guān)系如圖乙所示。（i）求μ和m；（ii）初始時，小物塊靜置在軌道最左端，給軌道施加水平向左的推力F=8N，當(dāng)小物塊到P點時撤去F，小物塊從Q點離開軌道時相對地的速度大小為7m/s。求軌道水平部分的長度L。3、（2023·山東卷·T18）如圖所示，物塊A和木板B置于水平地面上，固定光滑弧形軌道末端與B的上表面所在平面相切，豎直擋板P固定在地面上。作用在A上的水平外力，使A與B以相同速度向右做勻速直線運動。當(dāng)B的左端經(jīng)過軌道末端時，從弧形軌道某處無初速度下滑的滑塊C恰好到達最低點，并以水平速度v滑上B的上表面，同時撤掉外力，此時B右端與P板的距離為s。已知，，，，A與地面間無摩擦，B與地面間動摩擦因數(shù)，C與B間動摩擦因數(shù)，B足夠長，使得C不會從B上滑下。B與P、A的碰撞均為彈性碰撞，不計碰撞時間，取重力加速度大小。（1）求C下滑的高度H；（2）與P碰撞前，若B與C能達到共速，且A、B未發(fā)生碰撞，求s的范圍；（3）若，求B與P碰撞前，摩擦力對C做的功W；（4）若，自C滑上B開始至A、B、C三個物體都達到平衡狀態(tài)，求這三個物體總動量的變化量的大小。4、（2022·山東卷·T18）如圖所示，“L”型平板B靜置在地面上，小物塊A處于平板B上的點，點左側(cè)粗糙，右側(cè)光滑。用不可伸長的輕繩將質(zhì)量為M的小球懸掛在點正上方的O點，輕繩處于水平拉直狀態(tài)。將小球由靜止釋放，下擺至最低點與小物塊A發(fā)生碰撞，碰后小球速度方向與碰前方向相同，開始做簡諧運動（要求擺角小于），A以速度沿平板滑動直至與B右側(cè)擋板發(fā)生彈性碰撞。一段時間后，A返回到O點的正下方時，相對于地面的速度減為零，此時小球恰好第一次上升到最高點。已知A的質(zhì)量，B的質(zhì)量，A與B的動摩擦因數(shù)，B與地面間的動摩擦因數(shù)，取重力加速度。整個過程中A始終在B上，所有碰撞時間忽略不計，不計空氣阻力，求：（1）A與B的擋板碰撞后，二者的速度大小與；（2）B光滑部分的長度d；（3）運動過程中A對B的摩擦力所做的功；（4）實現(xiàn)上述運動過程，的取值范圍（結(jié)果用表示）。5、（2021·山東卷·T16）海鷗捕到外殼堅硬的鳥蛤（貝類動物）后，有時會飛到空中將它丟下，利用地面的沖擊打碎硬殼。一只海鷗叼著質(zhì)量的鳥蛤，在的高度、以的水平速度飛行時，松開嘴巴讓鳥蛤落到水平地面上。取重力加速度，忽略空氣阻力。（1）若鳥蛤與地面的碰撞時間，彈起速度可忽略，求碰撞過程中鳥蛤受到的平均作用力的大小F；（碰撞過程中不計重力）（2）在海鷗飛行方向正下方的地面上，有一與地面平齊、長度的巖石，以巖石左端為坐標原點，建立如圖所示坐標系。若海鷗水平飛行的高度仍為，速度大小在之間，為保證鳥蛤一定能落到巖石上，求釋放鳥蛤位置的x坐標范圍。6、（2020·山東卷·T18）如圖所示，一傾角為的固定斜面的底端安裝一彈性擋板，P、Q兩物塊的質(zhì)量分別為m和4m，Q靜止于斜面上A處。某時刻，P以沿斜面向上的速度v0與Q發(fā)生彈性碰撞。Q與斜面間的動摩擦因數(shù)等于，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。P與斜面間無摩擦，與擋板之間的碰撞無動能損失。兩物塊均可以看作質(zhì)點，斜面足夠長，Q的速度減為零之前P不會與之發(fā)生碰撞。重力加速度大小為g。(1)求P與Q第一次碰撞后瞬間各自的速度大小vP1、vQ1；(2)求第n次碰撞使物塊Q上升的高度hn；(3)求物塊Q從A點上升的總高度H；(4)為保證在Q的速度減為零之前P不會與之發(fā)生碰撞，求A點與擋板之間的最小距離s。一、單選題1．（2024·山東青島·三模）高樓出現(xiàn)火情時，需要一種舉高噴射消防車。如圖，某高樓離地面65m處出現(xiàn)火情，消防車正在滅火中。已知水炮炮口與樓房距離為15m，與地面距離為60m，水炮每分鐘噴出的水，水柱剛好垂直打中著火房間窗戶，水流沖擊到窗戶玻璃后向四周流散。重力加速度，下列說法正確的是（）A．水泵對水做功的功率約為B．水泵對水做功的功率約為C．水流對窗戶玻璃沖擊力約為500ND．水流對窗戶玻璃沖擊力約為900N2．（2024·山東聊城·三模）如圖甲所示，質(zhì)量分別為、的A、B兩物體用輕彈簧連接構(gòu)成一個系統(tǒng)，外力F作用在A上，系統(tǒng)靜止在光滑水平面上（B靠墻面），此時彈簧形變量為x。撤去外力并開始計時，A，B兩物體運動的圖像如圖乙所示，表示0到時間內(nèi)A的圖像與坐標軸所圖圖形的面積大小，、分別表示到時間內(nèi)A、B的圖像與坐標軸所圍圖形的面積大小。下列說法正確的是（）A．0到時間內(nèi)，墻對B的沖量等于B．C．B運動后，彈簧的最大形變量等于D．3．（2024·山東菏澤·三模）風(fēng)箏在我國已存在兩千年之久，又有紙鳶、鷂子之稱。如圖所示，某時刻風(fēng)箏靜止在空中，風(fēng)箏面與水平面夾角為，牽引線與豎直方向夾角為。已知風(fēng)箏質(zhì)量為m，垂直風(fēng)箏面的風(fēng)速大小為v，風(fēng)箏面的面積為S，重力加速度為g，則風(fēng)箏所在高度空氣密度為（）A． B． C． D．4．（2024·山東煙臺·二模）質(zhì)量為和的兩個物體在光滑水平面上正碰，其位置坐標x隨時間t變化的圖像如圖所示，若令，則p的取值范圍為（）A． B． C． D．5．（2024·山東·模擬預(yù)測）一無人機靜止在水平地面上，啟動后豎直上升，上升過程中加速度a隨時間t的變化如圖所示，下列判斷正確的是（??）A．無人機在與時刻的速度之比為B．無人機在與的位移大小之比為C．無人機在與所受合外力的沖量之比為D．與合外力對無人機做功之比為6．（2024·山東濱州·二模）如圖所示，放置在粗糙水平面上的裝置，AB和BC為兩段圓弧面，A、C兩點切線水平，兩圓弧相切于B點，半徑分別為2R和3R，對應(yīng)圓心角均為60°，圓心分別為O1、O2。一可視為質(zhì)點的小物塊從A滑下，運動過程中速度大小保持不變，小物塊始終沒有離開圓弧面，裝置始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（）A．小物塊在A、C兩點所受到的支持力大小相等B．小物塊從B運動到C的過程中，地面給裝置的摩擦力一直變小C．小物塊從A運動到B的過程中（不包含A、B兩點），地面給裝置的摩擦力方向一直水平向右D．小物塊從A運動到B和從B運動到C兩個過程中，動量的變化量相同7．（2024·山東棗莊·三模）如圖，將總質(zhì)量為200g的2000粒黃豆從距秤盤125cm高處連續(xù)均勻地倒在秤盤上，觀察到指針指在刻度為80g的位置附近。若每粒黃豆與秤盤在極短時間內(nèi)垂直碰撞一次，且碰撞前后速率不變，重力加速度，不計空氣阻力，則持續(xù)傾倒黃豆的時間約為（）A．1.5s B．2.5s C．3.0s D．5.0s二、多選題8．（2024·山東濟南·三模）質(zhì)量為的物塊從距離地面高度為處自由下落，在下落到距離地面高度為時，質(zhì)量為的子彈以的水平速度瞬間擊中物塊并留在其中。重力加速度取，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）A．子彈擊中物塊后瞬間，物塊水平方向的速度大小變?yōu)锽．子彈擊中物塊后瞬間，物塊豎直方向的速度大小變?yōu)镃．物塊下落的總時間為D．物塊下落的總時間為9．（2024·山東泰安·三模）如圖所示，光滑水平地面上靜置著一足夠長的木板B和物塊C，木板B的質(zhì)量為4m，物塊C的質(zhì)量為12m?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的物塊A以初速度v0從左端滑上木板B，木板B與物塊C僅發(fā)生過一次碰撞（彈性碰撞），且碰撞時間極短可忽略不計，最終物塊A和木板B均停止運動。已知物塊A與木板B之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．木板B與物塊C碰撞前瞬間，物塊A的速度大小為B．木板B與物塊C碰撞前瞬間，木板B的速度大小為C．木板B與物塊C碰撞后，物塊C的速度大小為D．物塊A相對木板B滑行的距離為10．（2024·山東聊城·二模）如圖所示，一拋物線形狀的光滑導(dǎo)軌豎直放置，固定在B點，O為導(dǎo)軌的頂點，O點離地面的高度為h，A在O點正下方，A、B兩點相距2h，軌道上套有一個小球P，小球P通過輕桿與光滑地面上的小球Q相連，兩小球的質(zhì)量均為m，輕桿的長度為2h?，F(xiàn)將小球P從距地面高度為處由靜止釋放，下列說法正確的是（）A．小球P即將落地時，它的速度大小為B．小球P即將落地時，它的速度方向與水平面的夾角為C．從靜止釋放到小球P即將落地，輕桿對小球Q做的功為D．若小球P落地后不反彈，則地面對小球P的作用力的沖量大小為11．（2024·山東聊城·二模）圖甲是正在送餐的“機器人服務(wù)員”，其質(zhì)量m=40kg，該機器人正在沿圖乙中ABCD曲線給16號桌送餐，圓弧BC與直線路徑AB、CD相切，AB段長度為5m，CD段長度為12m，機器人從A點由靜止勻加速出發(fā)，到達B點時速率達到1m/s，接著以1m/s的速率勻速通過BC段，通過C點后仍以1m/s的速率運動到某位置才開始做勻減速直線運動，最終停在16號桌旁的D點。已知餐盤與水平托盤間的動摩擦因數(shù)，餐盤與托盤之間未發(fā)生相對滑動，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。下列說法正確的是（）A．從B運動到C過程中機器人的動量變化量為B．從A運動到B過程中機器人的加速度為C．圓弧BC的半徑可以設(shè)計為0.45mD．機器人從C到D的最短時間為12.25s三、解答題12．（2024·山東煙臺·三模）如圖所示，勁度系數(shù)k=100N/m的輕彈簧一端固定于水平面上，另一端連接物塊A，物塊B置于A上（不粘連），A、B質(zhì)量均為1kg，開始時物塊A和B處于靜止?fàn)顟B(tài)，物塊B的正上方h高處固定一水平的可在豎直方向上下移動的擋板?，F(xiàn)對物塊B施加方向始終向上、大小為F=10N的恒力，使A、B開始運動，已知A、B均可視為質(zhì)點，B與擋板、A之間的碰撞均為彈性碰撞，且碰撞時間極短，彈簧的彈性勢能（x為彈簧的形變量，k為彈簧的勁度系數(shù)），質(zhì)量為m的質(zhì)點做簡諧運動的周期為（k為物體做簡諧運動時的比例系數(shù)，即彈簧的勁度系數(shù)），重力加速度大小g=10m/s2。（1）求A、B第一次分離時，A、B的速度大小；（2）求A、B第一次分離后，若二者沒有發(fā)生碰撞，物塊A上升到最大高度時的加速度大?。唬?）若A、B第一次分離后，經(jīng)過一段時間后二者恰好能夠在第一次分離位置相碰，求h滿足的條件；（4）若，則B與A相碰后，求A第一次運動到最低點時A、B之間的距離。13．（2024·山東青島·三模）如圖，勁度系數(shù)為100N/m的輕彈簧一端固定在傾角足夠長斜面的頂端，另一端拴接物塊A，彈簧與斜面平行。物塊B鎖定在A上，點為彈簧原長位置，A與斜面間的動摩擦因數(shù)。A、B質(zhì)量均為。不計厚度的擋板P固定在水平面上，左側(cè)的平面光滑，木板C長度，質(zhì)量，緊挨著擋板P。木板C右端與足夠長的固定平臺間的距離。物塊A、擋板P、木板C的上表面及平臺等高。質(zhì)量均為的個物塊從左向右依次靜置于平臺上，相鄰兩物塊間的距離均為，物塊1位于平臺的最左端。已知B與木板間的動摩擦因數(shù)，木板與水平面間的動摩擦因數(shù)，各物塊與平臺間的動摩擦因數(shù)均為。將彈簧壓縮，使AB從斜面上距點，處由靜止釋放，重力加速度，所有物塊均可視為質(zhì)點。AB釋放后的運動過程中：（1）求AB物塊下滑速度最大時離點的距離；（2）求A對B作用力的最大值；（3）調(diào)整斜面長度使AB物塊速度最大時恰好到達斜面底端，此時撤去彈簧并解除AB間的鎖定。A與擋板碰撞后物塊B滑上木板C，木板C與平臺碰撞后立即停止，物塊B與物塊1相碰后粘在一起，兩物塊繼續(xù)運動，然后與物塊2相碰，碰后三物塊粘在一起繼續(xù)運動……，所有碰撞時間極短。已知，不計物塊由斜面到平面的能量損失。求：①物塊B與物塊1碰撞前瞬間的速度大??；②物塊B與前個物塊碰后粘成的整體與物塊碰撞前的動能。14．（2024·山東濰坊·三模）如圖所示，光滑水平平臺AB右端與順時針轉(zhuǎn)動的水平傳送帶BC平滑無縫連接，BC長度L=2m。在平臺AB上靜止著a、b、c三個小滑塊，a、b滑塊間有一被壓縮的輕彈簧（滑塊與輕彈簧不拴接）。釋放彈簧，彈簧與滑塊a、b分離后a的速度v0=4m/s（此時a未滑上傳送帶，b未與c碰撞），a從傳送帶右端離開后，落在水平地面上的D點，b與c碰撞后結(jié)合在一起。已知a、b，c的質(zhì)量分別為ma=0.5kg、mb=0.2kg、mc=0.2kg，a與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，C點距地面高h=0.8m，滑塊均可視為質(zhì)點，g取10m/s2。（1）求輕彈簧的最大彈性勢能Ep；（2）求b、c碰撞過程中損失的機械能；（3）若傳送帶的速度可在2m/s<v<8m/s間調(diào)節(jié)；求a落點D與C點間水平距離x的大?。ńY(jié)果可以含有v）；（4）若a脫離彈簧后，將彈簧撤去，并立即在a的左側(cè)固定一豎直擋板，同時傳送帶調(diào)整為以4m/s的速度逆時針方向轉(zhuǎn)動（此時a還沒有滑上傳送帶），后續(xù)a每次與擋板相碰，均以碰前速度的一半反彈，求a在傳動帶上相對傳送帶運動的總路程s。15．（2024·山東煙臺·二模）如圖所示，傾角為30°的固定斜面足夠長，置于斜面上的“L”型長木板B的上表面光滑，下表面與斜面上O點以上區(qū)域間的動摩擦因數(shù)為，與斜面上O點以下區(qū)域間的動摩擦因數(shù)為。某時刻在斜面上O點以上