2023年五省（云南、安徽、黑龙江、山西、吉林）高三物理模拟卷汇编：动量选择题（解析版）

这是一份2023年五省（云南、安徽、黑龙江、山西、吉林）高三物理模拟卷汇编：动量选择题（解析版），共23页。试卷主要包含了单选题，多选题等内容，欢迎下载使用。

1．（2023·安徽·统考二模）如图所示，将一质量为m的小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做半径为r的匀速圆周运动，周期为T，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．在T时间内，小球受到的重力冲量为零
B．在时间内，小球受到合力的冲量为零
C．在T时间内，小球受到弹力的冲量为零
D．在时间内，小球受到弹力的冲量大小为
【答案】D
【详解】A．小球在T时间内，小球受到的重力冲量不为零，故A错误；
B．小球的线速度
在时间内，小球的速度大小不变，方向改变，小球受到的合力冲量为
故B错误；
C．在T时间内，小球动量改变量为零，根据动量定理可得
解得
故C错误；
D．在时间内，小球受到弹力的冲量大小
故D正确。
故选D。
2．（2023·安徽·统考一模）水刀切割具有精度高，无热变形、无毛刺，无需二次加工以及节约材料等特点，因而得到广泛应用。某水刀机床工作时，垂直射向钢板的圆柱形水流的横截面直径为d，水流穿过钢板后速度方向不变，大小变为原来的一半。已知水的流量（单位时间流出水的体积）为Q，水的密度为，则钢板受到水的平均冲力大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】以水为研究对象，根据动量定理可知
可得
又
，
代入可得
故选A。
3．（2023·安徽·统考一模）如图所示，两足够长平行光滑固定导轨，倾角为，导体棒用绝缘细线栓连，处于水平状态，在平行于斜面向上的恒力F作用下静止于轨道，一范围足够大的匀强磁场垂直于轨道斜面（未画出）。磁感应强度为B，轨道宽度为l，导体棒接入电路的电阻分别为R和。剪断细线，经t时间达到最大速度。已知导体棒质量为，导体棒质量为m。下列说法正确的是（ ）
A．在任意时刻，与速度大小之比为1∶1
B．的最大速度为
C．在0到t时间内，流过的电荷量为
D．在0到t时间内，上滑的距离为
【答案】B
【详解】A．对导体棒组成的系统进行受力分析，可知合外力为零系统动量守恒，有
即在任意时刻，与速度大小之比为
故A错误；
B．未剪断细线时，有
导体棒达到最大速度时，有
又
根据导体棒切割磁感线产生电动势，可得
又
联立，解得
故B正确；
C．根据动量定理，可得
又
联立，解得
故C错误；
D．设在0到t时间内，上滑的距离为x，则cd下滑的距离为2x，有
联立，解得
故D错误。
故选B。
4．（2023·安徽合肥·统考一模）正四面体，O为其顶点，底面水平，D为边的中点，如图所示。由O点水平抛出相同的甲、乙两小球，两小球分别落在A点和D点，空气阻力不计．则下列说法正确的是（ ）
A．甲球和乙球初动能之比为B．甲球和乙球末动量大小之比为
C．甲球和乙球末动能之比为D．甲球和乙球动量的变化量之比为
【答案】C
【详解】A．两球下落的竖直高度相同，则时间相同；设正四面体的边长为a，则落到A点的球的水平位移为
落到D点的球的水平位移为
根据
则甲球和乙球初速度之比为，则根据
可知初动能之比为，选项A错误；
B．两球下落的竖直高度为
末速度
解得
根据
可知甲球和乙球末动量大小之比为
球落地时动能之比
选项B错误，C正确；
D．根据
可知，甲球和乙球动量的变化量之比为，选项D错误。
故选C。
5．（2023·吉林长春·东北师大附中校考二模）一位解放军海军士兵蹲在皮划艇上进行射击训练，用步枪在t时间内沿水平方向发射了7发子弹。若该士兵连同装备和皮划艇的总质量是M，发射每两发子弹之间的时间间隔相等，每发子弹的质量为m，子弹离开枪口的对地速度为。射击前皮划艇是静止的，不考虑水的阻力，忽略因射击导致装备质量的减少，则在t时间内皮划艇的位移为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】发射子弹时，根据动量守恒可得每发一颗子弹，皮划艇增加的速度为
所以在t时间内沿水平方向发射了7发子弹，则皮划艇在6个时间内，分别以、、……匀速运动，每段匀速运动的位移依次为
……
故t时间内皮划艇的总位移为
故选B。
6．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考三模）由于轨道处存在非常稀薄的大气，空间站在运行时会受到一定的阻力作用。假定单位体积内与空间站前端横截面发生碰撞的空气分子个数为n，且速度方向均与横截面垂直，空间站在其运行方向上的横截面积为S。以空间站为参考系，碰撞前后空气分子的平均速率分别为、，空气分子的平均质量为m，则空间站前端受到的稀薄空气阻力F的大小为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】设在时间∆t内有质量为∆m的空气分子与空间站前端产生碰撞，则可得
以空气分子碰撞后运动方向为正方向，对空气分子，由动量定理可得
联立解得
由牛顿第三定律可知，空间站前端受到的稀薄空气阻力F的大小为
ACD错误，B正确。
故选B。
二、多选题
7．（2023·云南·统考二模）如图所示，质量均为m的小球和小环用长为l不可伸长的轻绳相连，小环套在光滑固定的水平细杆上，将小球拉至轻绳与杆夹角为时，由静止释放，重力加速度为g，下列判断正确的是（ ）
A．小球和小环组成的系统，动量守恒
B．小球向右摆到的最高点和释放点的高度相同
C．小球运动到最低点时，速度为
D．小球运动到最低点时，轻绳对环的拉力为
【答案】BC
【详解】A．根据题意可知，小球向下摆动，有竖直方向的加速度，系统竖直方向上合力不为零，则小球和小环组成的系统动量不守恒，故A错误；
B．根据题意可知，系统在水平方向上合力为零，则水平方向上动量守恒，运动到最高点时，竖直方向上速度为零，水平方向速度也为零，则重力势能与释放点的相等，即高度相同，故B正确；
C．根据题意可知，小球运动到最低点时，设小球速度的大小为，小环速度的大小为，由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
解得
故C正确；
D．根据题意可知，小球相对于小环的速度为
由牛顿第二定律有
解得
故D错误。
故选BC。
8．（2023·云南曲靖·曲靖市民族中学校考模拟预测）如图所示,在光滑的水平面上放有一质量为M的物体P,物体P上有一半径为R的光滑四分之一圆弧轨道, 现让质量为m的小滑块Q（可视为质点）从轨道最高点由静止开始下滑至最低点的过程中
A．P、Q组成的系统动量不守恒，机械能守恒
B．P移动的距离为R
C．P、Q组成的系统动量守恒，机械能守恒
D．P移动的距离为R
【答案】AB
【详解】AC.P和Q组成的系统，在水平方向上动量守恒,竖直方向上合力不为零，动量不守恒．而P和Q组成的系统，只有重力做功，机械能守恒．故A正确，C错误;
BD. P和Q组成的系统在水平方向上动量守恒，根据动量守恒定律得：
,
所以：
，
，
,
计算得出:
所以B正确，D错误．
9．（2023·安徽·统考一模）如图所示，静止在光滑水平面上的小车，由三段轨道平滑连接而成。AB段是倾角为的斜面，BC段水平，CD段是半径为的竖直圆弧，A、D两点等高，小车的总质量为。一质量为的小物块，从A点以的初速度沿斜面向下运动，当其首次经过BC段的最左端时，速度大小为。已知AB段粗糙，BC段、CD段均光滑，重力加速度取，，则（ ）
A．小物块最终相对于小车静止在B点B．小物块首次经过BC段的最左端时，小车的速度大小为
C．小物块会从D点离开小车D．小车向左位移最大时小物块的速度大于
【答案】AD
【详解】A．只要小物块在B点速度不为零，小物块就会冲上斜面，并下滑。由能量守恒定律，小物块最终相对于小车静止在B点。A正确；
B．设小车质量为，小物块质量为。设水平向右为正方向，小物块首次经过BC段的最左端时速度，小车和小物块水平方向动量守恒
解得
小物块首次经过BC段的最左端时，小车的速度大小为。B错误；
C．设小物块在CD段上升最大高度（相对BC）为，此时小物块和小车速度相同，设为。由水平方向动量守恒，得
由机械能守恒定律
解得
小物块不会从D点离开小车。C错误；
D．小车向左位移最大时，小车的速度为零，小物块此时在CD段，设小物块的速度为， 速度方向与水平方向的夹角为，由水平方向动量守恒得
因为
得
D正确。
故选AD。
10．（2023·安徽·统考二模）如图甲所示，一小车静止在光滑水平地面上，上表面PQ是以O为圆心、半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，左端P与平台等高且平滑对接（不粘连）。一小球以某一水平速度冲上小车。测得在水平方向上小球与小车的速度大小分别为，作出图像，如图乙所示。已知P点距地面高，重力加速度为g，则（ ）
A．小车质量是小球质量的2倍
B．小球上升到最高点时的速度为
C．小球上升的最大高度为
D．小球落地时与小车左端P点的水平距离为
【答案】BCD
【详解】A．设小球质量为m，小车质量为M，小球和小车组成的系统在水平方向所受合外力为零，所以水平方向动量守恒，则由图乙数据可得
解得
故A错误；
B．小球上升到最高点时与小车具有共同速度，则
解得
故B正确；
C．设小球上升的最大高度为H，根据机械能守恒定律有
解得
故C正确；
D．设小球滑回至P点时，小球和小车的速度分别为和，根据动量守恒定律和机械能守恒定律分别有
解得
，
小球离开小车后做自由落体运动，小车做匀速直线运动，所以小球落地时与小车左端P点的水平距离为
故D正确。
故选BCD。
11．（2023·安徽滁州·校考二模）如图所示，一根足够长水平滑杆上套有一质量为m的光滑铝环，在滑杆的正下方放置一足够长光滑绝缘轨道PP′，PP′与杆SS′平行。现使质量为M的条形磁铁正对铝环的圆心以水平初速度v0沿绝缘轨道向右运动，圆环平面始终垂直于滑杆，则（ ）
A．从左往右看，圆环中感应电流的方向始终为顺时针
B．磁铁不会穿过滑环，且最终二者共速
C．磁铁与圆环的最终速度为
D．整个过程最多能产生热量
【答案】CD
【详解】A．若金属环能穿过条形磁铁，在条形磁铁的左端时，靠近磁铁，向左的磁通量就越大，会感应出向右的磁场，电流方向从左向右看为顺时针方向，在右端远离磁铁时，向左的磁通量减小，感应出向左的磁场，电流方向从左向右看为逆时针，故A错误；
BC．磁铁在靠近金属环的过程中金属环的感应电流方向产生的磁场与原磁场的方向相反，所以磁铁受到阻力的作用，同理，在离开金属环的过程中金属环的感应电流方向产生的磁场与原磁场的方向相同，也是受到阻力的作用，但是由于不知道初速度以及环与磁铁的质量之间的关系，所以不能判断出磁铁是否能够会穿越滑环运动；选取磁铁与圆环组成的系统为研究的系统，系统在水平方向受到的合力为0，满足动量守恒；选取磁铁运动的方向为正方向，则最终可能到达共同速度时
解得
故B错误，C正确；
D．磁铁若能穿过金属环，运动的过程中系统的产生的热量等于系统损失的动能，二者的末速度相等时损失的动能最大，为
故选CD。
12．（2023·山西·统考一模）光滑绝缘平台处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。质量为m的矩形金属框右端开口，放在平台上。其边长为l，只有边有电阻且为R，、足够长。质量也为m的薄金属片置于金属框上，与金属框间的动摩擦因数为，接入金属框间的电阻也为R。现锁定（不能左、右运动），用小锤给金属框一瞬时水平向右的冲量I，发现金属框能平移的距离为x。则在这一过程中（ ）
A．中的感应电流方向由N到M
B．通过的电荷量为
C．中产生的焦耳热为
D．金属框运动的时间为
【答案】BD
【详解】A．由右手定则可知，中的感应电流方向由M到N，A错误；
B．由法拉第电磁感应知，整个过程电动势为
平均电流为
产生的感应电荷量为
B正确；
C．给金属框一瞬时水平向右的冲量I，由动量定理得
由能量守恒定理得
联立得系统产生的总焦耳热为
中产生的焦耳热为
C错误；
D．设金属框运动的时间为，对金属框，由动量定理得
联立上式可得
D正确；
故选BD。
13．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考二模）如图所示，小车上固定着一个竖直放置的弯曲圆管，整个小车（含圆管）的质量为，初始时静止在光滑的水平面上。一个小球以水平速度v从圆管左端飞入后恰好能从圆管右端滑离小车。小球质量为m，半径略小于圆管半径，可以看作质点，忽略一切摩擦以及圆管的厚度。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球滑离小车时，小车速度向右
B．小球滑离小车时的速度大小为v
C．圆管中轴线距离车身的最大高度为
D．从小球进入圆管到脱离圆管，小球对小车的总冲量为0
【答案】BC
【详解】A B．小球与小车在水平方向上的合外力为零，故在水平方向上动量守恒可得，

由机械能守恒可得
解得
或（因不符合实际情况，舍去）
小球滑离小车时，小车速度0。A错误；小球滑离小车时的速度大小为v，B正确；
C．小球恰好到达管道的最高点后，则小球和小车的速度相同为，故由动量守恒定律
解得
由机械能守恒定律，以小球刚滑上小车的位置为零势能面，小球在最高点的重力势能等于系统动能减小量
所以，车上管道中心线最高点的竖直高度
C正确；
D．从小球进入圆管到脱离圆管，小球对小车的水平方向总冲量为0，总冲量不为0。D错误。
故选BC。
14．（2023·吉林·统考三模）如图甲所示，轻弹簧下端固定在倾角为θ的光滑斜面底端，上端与物块B相连，物块B处于静止状态，现将物块A置于斜面上B的上方某位置处，取物块A的位置为原点O，沿斜面向下为正方向建立x轴坐标系，某时刻释放物块A，A与物块B碰撞后以共同速度沿斜面向下运动，碰撞时间极短，测得物块A的动能Ek与其位置坐标x的关系如图乙所示，图像中0~x1之间为过原点的直线，其余部分为曲线，物块A、B均可视为质点，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，已知x1，x2，x3，E，则（ ）
A．物块A、B的质量之比为1：3
B．A与B碰撞后，A在x3位置处加速度最大
C．A与B碰撞后，A在x2位置处弹簧压缩量为x2-x1
D．弹簧的劲度系数为
【答案】ABD
【详解】A．由图乙可知，物块A与物块B碰撞前的动能
可得物块A与物块B碰撞前的速度为
物块A与物块B碰撞后的动能
解得物块A与物块B碰撞后的速度
物块A与物块B碰撞时间极短，根据动量守恒定律
解得
故A正确；
B．根据动能定理有
由上述可知图像的斜率代表物体所受的合外力，由图乙可知，物块A与物块B碰撞后，在处合外力最大，即加速度最大。故B正确；
C．由图乙可知，处是物块B静止的位置，此时弹簧处于压缩状态，并不是原长，故位置处弹簧压缩量大于，故C错误；
D．弹簧上端与物块B相连，物块B处于静止状态，设此时弹簧的形变量为，结合图甲，根据平衡条件可知
由图乙可知，当物块A与物块B一起运动到时，速度最大，根据平衡条件
物块A从O点运动到位置的过程中，根据动能定理
联立解得
故D正确。
故选ABD。
15．（2023·吉林长春·长春市第二中学校考模拟预测）如图所示，长为L的轻杆上端连着一质量为m的小球，杆的下端用铰链固接于水平面上的O点，轻杆处于竖直方向时置于同一水平面上质量为M的立方体恰与小球接触。对小球施加微小的扰动，使杆向右倾倒，从小球开始运动到落地前瞬间，忽略一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．m重力势能的减少量等于m动能的增加量B．M、m组成的系统机械能守恒
C．M、m组成的系统动量守恒D．M先加速后匀速运动
【答案】BD
【详解】D．小球落地时的速度方向是竖直向下的，小球水平方向速度先增大后减小，在忽略一切摩擦的作用下，在弹力作用下立方体先向右做加速，与小球脱离后开始做匀速运动，故D正确；
BC．系统只有重力做功，所以 M、m组成的系统机械能守恒 ，当球落地时，球减少的重力势能转化为系统增加的动能，此动能包括小球和立方体，故A错误，B正确；
C．由于杆的作用，导致系统合外力不等于零，所以M、m组成的系统动量不守恒 ，故C错误。
故选BD。
16．（2023·吉林·统考二模）如图所示，一质量为m的足够长U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，bc边长为L，不计金属框电阻。一长为L的导体棒MN置于金属框上，导体棒的阻值为R、质量为2m。装置处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属框水平向右的初速度v0，在整个运动过程中MN始终与金属框保持良好接触，则（ ）
A．刚开始运动时产生的感应电流方向为b→c→N→M
B．导体棒的最终和U形光滑金属框一起匀速直线运动速度为
C．导体棒产生的焦耳热为
D．通过导体棒的电荷量为
【答案】BCD
【详解】A．金属框开始获得向右的初速度v0，根据楞次定律可知回路磁通量增大，原磁场垂直纸面向里，所以感应电流磁场垂直向外，再根据安培定则可知感应电流方向为c→b→M→N，最后当二者速度相等时，回路中没有感应电流，故A错误；
B．以金属框和导体棒整体为研究对象，由于整体水平方向不受力，所以整体水平方向动量守恒，最后二者速度达到相等，取初速度方向为正，根据动量守恒定律可得
可得
故B正确；
C．由能量守恒可知，导体棒产生的焦耳热
故C正确。
D．对导体棒，根据动量定理可得
其中
可得通过导体棒的电荷量为
故D正确。
故选BCD。