【精品解析】浙江省宁波市宁波中学2025-2026学年高二上学期开学考试物理试卷

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名称 【精品解析】浙江省宁波市宁波中学2025-2026学年高二上学期开学考试物理试卷
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2025-11-26 16:27:44

文档简介

浙江省宁波市宁波中学2025-2026学年高二上学期开学考试物理试卷
1.(2025高二上·宁波开学考)对于一个质量不变的物体,下列说法中正确的是(  )
A.做匀速直线运动的物体,其动量可能变化
B.做匀速圆周运动的物体,其动量一定不变
C.物体的速度发生变化时,其动量一定变化
D.物体的动能发生变化时,其动量可能不变
2.(2025高二上·宁波开学考)一物体在地面附近的空中做抛体运动,不计空气阻力,在相同时间间隔内,一定相同的是(  )
A.动量的变化 B.动能的变化
C.重力势能的变化 D.速率的变化
3.(2025高二上·宁波开学考)张家界天门山索道,全长为7455米,高差为1279米。一位质量为m的乘客乘索道上山,在一段索道上以速度v匀速运动,该段索道钢绳与水平方向夹角为θ,已知吊厢质量为M,悬臂竖直,重力加速度为g,则(  )
A.吊厢对乘客的作用力为
B.在时间t内,重力对乘客做的功为mgvtsinθ
C.在时间t内,索道钢绳对吊厢的冲量为(M+m)gtsinθ
D.索道钢绳对吊厢做功功率为(M+m)gvsinθ
4.(2025高二上·宁波开学考)冲天炮飞上天后在天空中爆炸。当冲天炮从水平地面斜飞向天空后且恰好沿水平方向运动的瞬间,突然炸裂成一大一小P、Q两块,且质量较大的P仍沿原来方向飞出去,则(  )
A.质量较大的P先落回地面
B.炸裂前后瞬间,总动量守恒
C.炸裂后,P飞行的水平距离较大
D.炸裂时,P、Q两块受到的内力的冲量大小相等
5.(2025高二上·宁波开学考)如图所示,某人用水管冲洗竖直墙面,水龙头的流量(单位时间流出水的体积)可视为一定,水管的入水口与水龙头相连接,水从出水口水平出射,水打到墙面后不反弹顺墙面流下。若用手挤压出水口,使出水口的横截面积变为原来的一半,则被水流冲击部分的墙面所受压强约为原先的多少倍(  )
A.1 B.2 C.4 D.8
6.(2025高二上·宁波开学考)如图所示,质量为2m的滑块带有半圆弧槽N,且圆弧槽的半径为r,所有接触面的摩擦力均可忽略。在下列两种情况下均将质量为m且可视为质点的小球M由右侧的最高点无初速释放,第一种情况滑块固定不动;第二种情况滑块可自由滑动。下列说法正确的是(  )
A.只有第一种情况,小球可运动到左侧最高点
B.两种情况下,小球滑到圆弧槽最低点时的速度之比为
C.第二种情况,小球滑到圆弧槽最低点时,圆弧槽的速度为
D.第二种情况,圆弧槽距离出发点的最远距离为
7.(2025高二上·宁波开学考)以下四个图中,系统动量守恒的是(  )
A. B.
C. D.
8.(2025高二上·宁波开学考)某同学拍摄了台球碰撞的频闪照片如图所示,在水平桌面上,台球1向右运动,与静止的台球2发生碰撞。已知两个台球的质量相等,他测量了台球碰撞前后相邻两次闪光时间内台球运动的距离AB、CD、EF,其中EF与AB连线的夹角为α,CD与AB连线的夹角为β。下列说法中正确的是(  )
A.若满足,说明两球碰撞前、后机械能守恒
B.若满足,说明两球碰撞前、后动量守恒
C.若满足和,说明两球碰撞前、后动量守恒
D.若满足说明是弹性碰撞
9.(2025高二上·宁波开学考)如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为80m0、20m0两船沿同一直线相向运动,速度大小分别为2v0、v0。为避免两船相撞,甲船上的人不断地将质量为m0的货物袋以相对地面6.2v0的水平速度抛向乙船,且被乙船上的人接住,假设某一次甲船上的人将货物袋抛出且被乙船上的人接住后,刚好可保证两船不致相撞,不计水的阻力。试求此时(  )
A.甲、乙两船的速度大小1.4v0 B.甲、乙两船的速度大小1.25v0
C.从甲船抛出的总货物袋数12个 D.从甲船抛出的总货物袋数10个
10.(2025高二上·宁波开学考)如图所示,质量M=1kg的平板车A放在光滑的水平面上,质量m=0.5kg的物块B放在平板车右端上表面,质量m=0.5kg的小球C用长为6.4m的细线悬挂于O点,O点在平板车的左端正上方,距平板车上表面的高度为6.4m,将小球向左拉到一定高度,悬线拉直且与竖直方向的夹角为60°,由静止释放小球,小球与平板车碰撞后,物块刚好能滑到平板车的左端,物块相对平板车滑行的时间为0.5s,物块与平板车间的动摩擦因数为0.6,忽略小球和物块的大小,重力加速度g取,下列说法正确的是(  )
A.小球与平板车碰撞后,小球C继续向右摆起
B.小球与平板车碰撞后,平板车获得4.5m/s的速度
C.物块B滑到平板车的左端时速度大小为3m/s
D.平板车的长度为3.08m
11.(2025高二上·宁波开学考)为了验证动量守恒定律,小芦和小付分别采用了两套实验方案来完成该实验。
Ⅰ.小芦采用如图甲所示的实验装置完成实验。已知打点计时器的电源周期为0.02s。
(1)下列说法正确的是   。
A.本实验中应平衡摩擦力
B.实验时先推动小车A,再接通打点计时器电源
(2)若获得的纸带如图乙所示,从a点开始,每5个点取一个计数点,其中a、b、c、d、e都为计数点,并测得相邻计数点间距分别为ab=20.3cm、bc=36.2cm、cd=25.1cm、de=20.5cm,已测得小车A(含橡皮泥)的质量mA=0.4kg,小车B(含撞针)的质量mB=0.3kg。由以上测量结果可得碰前系统总动量为   kg·m/s,碰后系统总动量为   kg·m/s。(结果均保留三位有效数字)
Ⅱ.小付利用如下实验装置完成实验。实验步骤如下:
①如图所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球1、球2与木条的撞击点;
②将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,撞击点为B;
③将木条平移到图中所示位置,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,撞击点为P;
④把球2静止放置在水平轨道的末端,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,确定球1和球2相撞后的撞击点;
⑤测得B与N、P、M各点的高度差分别为。根据该同学的实验,回答下列问题:
(1)两小球的质量关系为   (填“>”“=”或“<”)。
(2)把小球2放在斜轨末端边缘B处,让小球1从斜轨上A处由静止开始滚下,使它们发生碰撞,碰后小球1的落点在图中的   点。
(3)若再利用天平测量出两小球的质量分别为,则满足   时表示两小球碰撞前后动量守恒。
12.(2025高二上·宁波开学考)据某地一则新闻报道,三位男子徒手接住了一个不慎从五楼坠落的儿童,再次引起人们对见义勇为的赞扬和对类似意外坠窗事件的关注。若儿童质量儿童坠窗点高出地面14m,三人接到儿童时手离地面高度为1.2m,g取,忽略空气阻力。
(1)请计算徒手接儿童过程中儿童所受合力的冲量;
(2)若儿童与施救者之间的相互作用时间为0.1s,则儿童所受施救人员的平均作用力有多大?
13.(2025高二上·宁波开学考)两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为2kg,初始时弹簧处于原长,A、B两物块都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动,质量为4kg的物块C静止在前方,如图所示。B与C碰撞后二者会粘在一起运动。则在以后的运动中:
(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度为多大?
(2)系统中弹性势能的最大值是多少?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】动量
【解析】【解答】A.动量公式为,匀速直线运动时速度大小和方向都不变,所以动量不变,故A错误。
B. 匀速圆周运动速度大小不变,但方向时刻改变,动量是矢量,方向变则动量变 ,故B错误。
C. 速度是矢量,速度变化(大小或方向任一改变)则动量是矢量,因此,只要速度变化,动量必然变化,故C正确。
D.动能公式为,质量不变,动能变化意味着速度大小变化。动量的大小与速度大小成正比,因此动能变化时动量大小必然变化,动量不可能不变,故D错误。
故选C。
【分析】1. 核心概念
动量,动量是矢量,既有大小又有方向。
动量变化的条件:速度的大小 或 方向任一发生变化。
动能,动能是标量,只与速度的大小有关,与方向无关。
2、解题关键
判断动量是否变化:看速度矢量是否变化。
判断动能是否变化:看速度大小是否变化。
动能变 动量一定变;动量变 动能变(例如匀速圆周运动:动量变,动能不变)。
2.【答案】A
【知识点】动能;重力势能;动量
【解析】【解答】A. 动量变化 ,只受重力 ,相同 内, Δt 恒定(大小方向都不变) 物体运动过程只受重力,即在相同时间间隔内,合外力的冲量保持不变,动量的变化相同,故A正确;B.相同时间内,竖直方向的位移不同,合外力做的功不同,动能变化不同,故B错误;
C.相同时间内,竖直方向的位移不同,重力做的功不同,重力势能变化不同,故C错误;
D. 速率 ,在Δt 内速率变化取决于初末速度的竖直分量变化,但变化量在不同时间段会因为 不同而不同。例如上抛时,上升段速率减少,下降段速率增加,变化量不同,故D错误。
故选A。
【分析】1、本题关键辨析
“相同时间间隔” 在高中物理题中,如果未强调“连续相等时间间隔”,则必须考虑任意选取的两个相同长度的时间段。
动量变化只依赖于合外力与时间,与位移、初速度等无关 A 一定成立。
动能变化与重力做功相关,而重力做功依赖于竖直位移,竖直位移在不相邻的等长时间段内一般不同 B 不一定成立。
2、常见错误
混淆“动量变化”与“动能变化”的决定因素。
误以为抛体运动中任意相等时间间隔内动能变化相同(其实只在连续相等时间段才成立,且是变化量相同,不是动能相同)。
忽略题设的“一定”二字,未考虑一般性。
3.【答案】D
【知识点】共点力的平衡;功的计算;功率及其计算;冲量
【解析】【解答】A.由于乘客匀速运动,受力平衡,则吊厢对乘客的作用力大小等于其重力大小,故A错误;
B.重力做功为,,则,故B错误;
C.在时间t内,索道钢绳对吊厢的冲量,故C错误;
D.索道钢绳对吊厢做功功率为,故D正确。
故选D。
【分析】一、详细易错点
1. 乘客受力分析
错误:认为乘客速度方向倾斜,就需要吊厢给一个倾斜的合力。
正确:乘客在吊厢内,吊厢底板水平,支持力竖直向上与重力平衡,水平方向无摩擦力(因水平方向匀速运动不需要力)。
关键:运动方向 ≠ 受力方向。惯性可以保持水平速度,不需要水平力。
2. 重力做功的符号
错误:写出 当作重力做功,忽略负号。
正确:上升过程重力做负功:。
3. 钢绳拉力的计算
对“吊厢+乘客”系统:竖直方向: 。
易错:错误写成 (那是θ 为与竖直方向夹角的情况)。
4. 冲量的方向与大小
错误:用重力乘以时间再乘 当作钢绳冲量。
正确:钢绳冲量大小 ,方向沿钢绳斜向上。
5. 功率表达式
错误:功率 = ,这是错误地将“重力沿绳方向的分力”当作钢绳拉力。
正确:功率 。
二、总结避免错误的方法
画受力图:明确每个物体的受力方向,特别是支撑面方向与运动方向。
区分矢量与标量:冲量、力是矢量;功、功率计算注意方向。
重力做功:先求竖直位移,再判断正负。
拉力分解:根据竖直方向平衡求拉力 T,不要混淆夹角 θ 是跟水平还是竖直方向夹角。
功率公式: 要求F 与 v 同方向,否则用点乘 。
4.【答案】B,D
【知识点】爆炸;平抛运动
【解析】【解答】AB. 炸裂时,P 和 Q 的竖直方向初速度均为零(因为爆炸发生在最高点,此时冲天炮速度是水平的,竖直分速度为零)。炸裂后,两者在竖直方向都只受重力,初速度为零,因此它们从同一高度做自由落体运动,同时落地。 爆炸时间极短,内力远大于外力(重力),因此水平方向动量守恒。由于爆炸前速度沿水平方向,所以炸裂后总动量仍等于爆炸前的水平动量,故A错误,B正确;
C. 炸裂后,P 和 Q 的竖直运动情况相同(同时落地),水平飞行距离取决于水平速度。已知 P 质量较大且沿原方向运动,由动量守恒可知,质量较小的 Q 水平速度可能比 P 大,也可能反向,具体取决于爆炸释放的能量,因此无法确定 P 的水平位移一定更大,故C错误;
D. 爆炸时 P 和 Q 之间的相互作用力大小相等、方向相反,作用时间相同,因此它们受到的冲量大小相等、方向相反,故D正确。
故选BD。
【分析】详细易错点
1. 落地时间判断
错误:认为质量大的先落地。
正确:若爆炸后竖直初速度均为 0 同时落地。
若爆炸给了竖直速度 向下初速度的先落地。
关键:仔细看题中是否说明爆炸给予竖直方向速度。本题未说明,一般按无竖直初速度处理。
2. 动量守恒的理解
错误:认为爆炸后总动量变大或系统动量不守恒。
正确:爆炸是内力作用,系统总动量守恒(矢量)。
关键:爆炸增加的只是动能(化学能转为机械能),不是动量。
3. 水平位移比较
错误:认为"沿原方向飞行"的物体水平位移一定更大。
正确:水平位移由水平速度和空中时间共同决定:
若另一块速度更大或空中时间更长,可能水平位移更大。
关键:必须综合考虑速度和时间两个因素。
4. 冲量概念
错误:认为质量不同所以受到的冲量不同。
正确:相互作用力大小相等、时间相同 冲量大小相等。
关键:冲量改变动量,但质量大的速度变化小。
5. 速度方向假设
错误:默认另一块速度方向与原来相反。
正确:由动量守恒确定:
可能正向(但小于 )或反向。
关键:不要主观臆断,要依据动量守恒计算。
5.【答案】C
【知识点】动量定理
【解析】【解答】由题知,水龙头的流量(单位时间流出水的体积)可视为一定,设为,水流速度为,横截面积为,则有,设时间内有V体积的水打在煤层上,则这些水的质量为,以这部分水为研究对象,它受到煤层的作用力为F,以水运动的方向为正方向,由动量定理有,解得,则被水流冲击部分的墙面所受压强
可知压强正比于水流速度的平方;当出水口的横截面积变为原来的一半时,设此时水流速度为,则有
,解得,可知水流速度变化原来的2倍,根据压强正比于水流速度的平方,当出水口的横截面积变为原来的一半时,则被水流冲击部分的墙面所受压强约为原先的4倍。故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】一、考点:
1、流量守恒 的应用。
2、动量定理计算流体冲击力:(完全非弹性碰撞,水在冲击方向速度降为 0)。
3、压强的定义 ,并判断冲击面积 的变化情况。最终得出 的关系。
二、易错点:
1、错误认为冲击面积不变:如果错误地认为冲击面积 不变,直接用 比较力,会得到 ,从而选 2 倍(错误选项 B)。
但冲击面积 A 与水柱出口横截面积 成正比,减半则 A 减半,所以 中分母也减半,分子 变为 2 倍(因为 不变,加倍, 加倍),所以 变为 。
2、忽略动量定理的使用:用水的动能来算压力,会得到 但可能系数不对,不过本题比例结果一样,但推导依据不正确。
3、混淆水冲击反弹与不反弹的情况:若水反弹,则动量变化更大,力更大。本题明确“不反弹顺墙面流下”,即水平方向速度变为 0,不是竖直方向。
6.【答案】C
【知识点】碰撞模型;动量与能量的其他综合应用
【解析】【解答】A.当圆弧槽固定时,由机械能守恒定律可得,小球M能运动到圆弧槽左侧的最高点;当圆弧槽自由滑动时,对于M、N组成的系统,水平方向动量守恒,小球M从圆弧槽的右端最高点由静止释放时,系统水平方向动量为零,设小球M到达左侧最高点的速度,则小球M运动到圆弧槽左侧的最高点时,有,又由机械能守恒定律可知,小球M同样可以运动到圆槽左侧的最高点,故A错误;
BC.当圆弧槽固定时,小球M到最低点时的速度为,则由机械能守恒定律得
解得,当圆弧槽自由滑动时,设小球M到达最低点时的速率为,此时圆弧槽的速率为,根据水平方向动量守恒可得,根据机械能守恒定律得,联立解得,,两种情况下,小球滑到圆弧槽最低点时的速度之比为,故 B错误,C正确;
D.小球M和圆弧槽组成的系统在水平方向上动量守恒,当小球运动到左侧最高点时,圆弧槽向右运动的位移最大,设圆弧槽向右的最大位移为x,根据水平方向动量守恒定律得
解得,故D错误。
故选C。
【分析】详细易错点
1. 最高点速度的误解
错误:认为自由滑动时小球不能到达等高点。
正确:固定槽时,小球到左侧等高点的速度为零。自由滑动时,小球到左侧最高点时相对地面的水平速度与圆弧槽相同(否则会继续上升或下降),由水平动量守恒:
,所以小球仍能到达等高点。
关键:自由滑动时在最高点两者水平速度相等(且为零),机械能守恒仍允许小球到达等高点。
2. 最低点速度的计算
错误:自由滑动时仍用固定槽的速度公式 。
正确:动量守恒:,机械能守恒:
联立解得:
关键:自由滑动时小球在最低点的速度比固定槽时小,因为一部分能量转为圆弧槽的动能。
3. 位移关系应用错误
错误:直接用人船模型但符号弄错或漏掉相对位移。
正确:水平位移关系:
相对位移:(小球从最右到最左相对槽的水平位移是 ,但注意方向)
实际上,小球相对槽的水平位移为 ,设槽位移 ,则小球对地位移为 (取槽向右位移为正)。代入:解得
关键:正确写出相对位移与绝对位移的关系。
4. 动量守恒方向混淆
错误:列动量守恒方程时忽略方向,导致速度符号错误。
正确:规定正方向(如向右为正),则 中 与 反向。
关键:解出的速度符号表示方向。
7.【答案】A,C
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】A.在光滑水平面上,子弹射入木块过程中,系统动量守恒,A正确;
B.物块所受外力的合力不为0,等于弹簧的弹力,动量不守恒,B错误;
C.两球体匀速下滑,即两球体组成的系统所受外力的合力为0,该系统动量守恒,C正确;
D.合外力沿斜面向下,物块所受外力的合力不为0,动量不守恒,D错误。
故选AC。
【分析】子弹与木块组成的系统所受外力的合力为0,该系统动量守恒,木块沿光滑固定斜面下滑过程中,合外力沿斜面向下,动量不守恒。
8.【答案】A,C,D
【知识点】碰撞模型
【解析】【解答】BC.若两球碰撞前、后动量守恒,则有,,整理可得,,故B错误,C正确;
AD.两球碰撞前、后若是弹性碰撞,则有
整理可得,结合,
可得,化简可得
根据数学知识可得,解得,故AD正确。
故选ACD。
【分析】详细易错点
1. 动量守恒的矢量性
错误:只写 ,忽略垂直方向。
正确:x 方向(沿AB):
y 方向(垂直AB):
(注意符号:假设 ' 在 x 轴上方,' 在 x 轴下方或反之,由几何确定)
关键:动量守恒必须两个方向同时满足。
2. 动能守恒的几何形式
错误:直接写 就说是动能守恒,这仅在 时才成立,但这里 与 不一定垂直。
正确:动能守恒:,即
确实成立(因为时间相同,位移大小比例于速度大小)。
但题目中这个关系是动能守恒的直接结果,不需要垂直条件。
关键:质量相等时,动能守恒 初速度平方等于两末速度平方和。
3. 角度关系的来源
错误:认为 是动量守恒的结果。
正确:由动量守恒两个分量式:

由(2)得 。动能守恒:。联立可推出 。
关键: 是动量守恒 + 动能守恒(弹性碰撞)的共同结果,不是单独动量守恒的结果。
9.【答案】A,D
【知识点】碰撞模型
【解析】【解答】AB.刚好保证两船不致相撞,可知两船此时速度相等,设为v,以甲船运动方向为正方向,整个过程据动量守恒定律可得,解得甲、乙两船的速度大小为v=1.4v0,故A正确,B错误;
CD.设从甲船抛出的总货物袋数为n,对甲船抛出货物袋的过程由动量守恒定律可得
,解得n=10,故C错误,D正确。
故选AD。
【分析】详细易错点
1. 系统选取错误
错误:对甲船抛货物时,把乙船纳入动量守恒系统。
正确:单次抛货物时,只有甲船和抛出的货物动量守恒(短时间内,乙船未参与)。
关键:抛货过程只涉及甲船和货物;接货过程只涉及乙船和货物。
2. 总动量守恒列式错误
错误:忽略货物最终在乙船上,总质量是 。
正确:初态:
末态(货物全在乙船,两船速度相等 v,总质量 ):
所以:
关键:货物从甲移到乙,总质量不变,但分布变化。
3. 抛货物动量守恒列式错误
错误:用甲船最初质量 一直计算。
正确:设抛了n 袋货物,甲船最终质量 ,乙船最终质量 。
对甲船抛货全过程(从初态到末态)用动量守恒:
其中 是货物对地速度(已知 )。
关键:对甲船列动量守恒时,要包括所有从甲船抛出的货物对地速度。
4. 符号与方向错误
错误:速度方向未统一正方向(甲船方向为正,乙船初速为 )。
正确:严格规定正方向,代入符号计算。
关键:动量是矢量,方向用正负号表示。
10.【答案】B,C
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型;动量与能量的其他综合应用
【解析】【解答】BC.物块与平板车动量守恒,物块滑到平板车的左端时刚好共速,有
对物块有,解得物块B滑到平板车的左端时速度大小为,小球与平板车碰撞后,平板车获得的速度为,故BC正确;
A.设小球与平板车碰撞前瞬间速度为v0,根据机械能守恒
小球与平板车碰撞动量守恒,解得,负号表示与为v0方向相反,说明碰撞后,小球C继续向左摆起,故A错误;
D.物块B与平板车系统能量守恒,有,解得,故D错误。
故选BC。
【分析】详细易错点
1. 动量守恒系统选取错误
错误:小球下摆过程中,把小球和平板车当成水平动量守恒。
正确:小球下摆时,系统水平方向受墙的力(绳的拉力有水平分量),所以水平动量不守恒;只有小球与平板车碰撞瞬间可认为水平动量守恒。
关键:分清过程,碰撞瞬间才用动量守恒。
2. 速度方向的符号处理
错误:碰撞后速度方向判断错误,忽略负号。
正确:设向右为正。小球碰前速度 水平向右,平板车速度 vA 向左(若解出为负)。
碰撞动量守恒: 解出 可能为负,表示向左。
关键:严格规定正方向,结果负号表示反向。
3. 物块与平板车共速的条件
错误:认为物块滑到左端时速度为零。
正确:物块与平板车动量守恒:
且相对位移等于车长L,用能量守恒求 或 。
关键:共速时相对位移等于板长是临界条件。
4. 能量守恒中漏掉内能
错误:对物块与平板车系统列机械能守恒,忽略摩擦生热。
正确:系统初动能 = 共速时的动能 + 摩擦生热 。
关键:有滑动摩擦力且相对位移已知时,可用能量守恒求初速或摩擦因数。
5. 小球与车碰撞后的运动判断
错误:认为小球碰后一定向右摆。
正确:由动量守恒解出小球碰后速度,若为负则向左摆。
关键:速度符号决定摆动方向。
11.【答案】A;1.45;1.44;;M;
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】Ⅰ.(1)A.本实验中要平衡摩擦力,这样可减小实验误差,故A正确;
B.实验时应先接通打点计时器电源,再推动小车A,故B错误。
故选 A。
(2)碰前A车做匀速直线运动,速度由bc 段求得
则碰前系统总动量p0=mAv0≈1.45 kg·m/s
碰后A、B车一起做匀速直线运动,速度由de 段求得
则碰后系统总动量p=(mA+mB )v≈1.44 kg·m/s
Ⅱ. (1)为了防止两球碰后球 1 出现反弹现象,入射球 1 的质量一定要大于被碰球 2 的质量, 即m1 >m2。
(2)由图可知,两小球撞击在竖直木条上,三次平抛运动的水平位移相等,由平抛运动的规律可 知,水平速度越大,竖直方向下落的高度越小;碰后小球 1 的速度减小,则碰后小球 1 落到M 点。
(3)根据平抛运动规律,可知小球撞击在木条上时,下落的时间,则可知小球做平抛运动的水平速度,代入题中数据得
若碰撞过程动量守恒,则 m1v0 = m1v1 + m2v2,联立解得
【分析】详细易错点
1. 打点计时器实验
平衡摩擦力:易忘记或误解为“不需要”,导致动量不守恒。
打点顺序:易记成“先运动后通电”,正确是“先通电后释放”。
速度计算:用相邻计数点间距除以 ,注意单位换算(cm → m)。
有效数字:题目要求三位有效数字,中间计算可多保留一位。
2. 平抛实验的质量关系
错误:认为质量可以任意或 。
正确:必须 ,否则入射球可能反弹后速度反向,平抛水平位移为负,无法直接测量。
3. 平抛实验的落点混淆
不放球 2 时,球 1 落点是P(不是 B,B 是木条竖直放在轨道末端时的撞击点,用于确定末端投影点 O)。
放球 2 时:球 1 落点 (若 ,碰后球 1 仍向前)。球 2 落点 。易将 M、N 与 P 的角色混淆。
4. 动量守恒式的推导
错误:直接写 (忽略了各点高度不同 时间不同)。
正确:设 为水平轨道末端在纸上的投影。各点高度 不同 不同。
动量守恒:代入 得:
关键:不能直接用水平位移代替速度,除非所有高度相同。
12.【答案】解:(1)取竖直向下为正方向,儿童在接触施救人手臂前下落的高度h=14m-1.2m=12.8m
由v2=2gh
根据动量定理,儿童受到的合力的冲量I=0-mv
联立解得I=240Ns
(2)儿童与施救者之间的相互作用时间t=0.1s,则I=Ft
竖直方向上儿童所受施救人员的平均作用力为FN,由FN-mg=F
联立解得
【知识点】动量定理
【解析】【分析】详细易错点
1. 速度方向与正方向的规定
错误:不规定正方向,导致冲量符号混乱。
正确:若取向下为正,则 为正,末速度 0。
动量变化: 合力冲量方向向上。
若取向上为正,则 为负, 为正 合力冲量方向向上。
关键:无论正方向如何,冲量方向向上,大小 。
2. 冲量是合力冲量,不是某个力的冲量
错误:把第(1)问的冲量 I 直接当作施救者的冲量。
正确:第(1)问求的是合力冲量 。第(2)问用同样的动量定理,但 (取向上为正)或 (取向下为正),解出 。
关键:区分合力冲量与某个力的冲量。
3. 平均作用力计算时的符号错误
常见错误列式(取向下为正):
得:,解得 (正确结果,但符号推导易错)。
更稳妥做法(取向上为正):
,得:
关键:选一个正方向并保持一致。
13.【答案】解:(1)当A、B、C三者的速度相同时弹簧的弹性势能最大。由A、B、C组成的系统动量守恒得
解得
(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒,设碰后瞬间B、C两者速度为vBC,则

物块A、B、C速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep,根据能量守恒定律,则
Ep=(mB+mC)vBC2+mAv2(mA+mB+mC)vABC2
代入数据可得Ep=12J
【知识点】碰撞模型;动量与能量的综合应用一弹簧类模型
【解析】【分析】一、考点:
1、动量守恒的分阶段应用:B、C 碰撞瞬间动量守恒(A 不参与);之后 A、B、C 系统动量守恒。
2、弹簧最长或最短的临界条件:弹簧弹性势能最大时,相关联物体速度相等(相对速度为零)。
3、机械能守恒的应用:在碰撞后阶段,系统机械能守恒(弹性势能 + 动能)。
二、易错点:
1、错误使用碰撞前状态计算总能量:不能从最初状态(A、B 都 6 m/s)直接算最大弹性势能,因为 B、C 碰撞有机械能损失,这个损失不能算进弹簧势能里。
2、混淆“系统”的范围:B、C 碰撞时若错误地包括 A 在动量守恒里,会得到错误的速度。
最大弹性势能时刻的判断:有些学生误以为 B 与 C 碰撞时弹簧势能最大,实际上碰撞后 A 比 B、C 快,弹簧继续压缩才到最大势能。
3、计算动能时质量加错:如把 B、C 共同质量算成 4 kg 而不是 6 kg 等。
1 / 1浙江省宁波市宁波中学2025-2026学年高二上学期开学考试物理试卷
1.(2025高二上·宁波开学考)对于一个质量不变的物体,下列说法中正确的是(  )
A.做匀速直线运动的物体,其动量可能变化
B.做匀速圆周运动的物体,其动量一定不变
C.物体的速度发生变化时,其动量一定变化
D.物体的动能发生变化时,其动量可能不变
【答案】C
【知识点】动量
【解析】【解答】A.动量公式为,匀速直线运动时速度大小和方向都不变,所以动量不变,故A错误。
B. 匀速圆周运动速度大小不变,但方向时刻改变,动量是矢量,方向变则动量变 ,故B错误。
C. 速度是矢量,速度变化(大小或方向任一改变)则动量是矢量,因此,只要速度变化,动量必然变化,故C正确。
D.动能公式为,质量不变,动能变化意味着速度大小变化。动量的大小与速度大小成正比,因此动能变化时动量大小必然变化,动量不可能不变,故D错误。
故选C。
【分析】1. 核心概念
动量,动量是矢量,既有大小又有方向。
动量变化的条件:速度的大小 或 方向任一发生变化。
动能,动能是标量,只与速度的大小有关,与方向无关。
2、解题关键
判断动量是否变化:看速度矢量是否变化。
判断动能是否变化:看速度大小是否变化。
动能变 动量一定变;动量变 动能变(例如匀速圆周运动:动量变,动能不变)。
2.(2025高二上·宁波开学考)一物体在地面附近的空中做抛体运动,不计空气阻力,在相同时间间隔内,一定相同的是(  )
A.动量的变化 B.动能的变化
C.重力势能的变化 D.速率的变化
【答案】A
【知识点】动能;重力势能;动量
【解析】【解答】A. 动量变化 ,只受重力 ,相同 内, Δt 恒定(大小方向都不变) 物体运动过程只受重力,即在相同时间间隔内,合外力的冲量保持不变,动量的变化相同,故A正确;B.相同时间内,竖直方向的位移不同,合外力做的功不同,动能变化不同,故B错误;
C.相同时间内,竖直方向的位移不同,重力做的功不同,重力势能变化不同,故C错误;
D. 速率 ,在Δt 内速率变化取决于初末速度的竖直分量变化,但变化量在不同时间段会因为 不同而不同。例如上抛时,上升段速率减少,下降段速率增加,变化量不同,故D错误。
故选A。
【分析】1、本题关键辨析
“相同时间间隔” 在高中物理题中,如果未强调“连续相等时间间隔”,则必须考虑任意选取的两个相同长度的时间段。
动量变化只依赖于合外力与时间,与位移、初速度等无关 A 一定成立。
动能变化与重力做功相关,而重力做功依赖于竖直位移,竖直位移在不相邻的等长时间段内一般不同 B 不一定成立。
2、常见错误
混淆“动量变化”与“动能变化”的决定因素。
误以为抛体运动中任意相等时间间隔内动能变化相同(其实只在连续相等时间段才成立,且是变化量相同,不是动能相同)。
忽略题设的“一定”二字,未考虑一般性。
3.(2025高二上·宁波开学考)张家界天门山索道,全长为7455米,高差为1279米。一位质量为m的乘客乘索道上山,在一段索道上以速度v匀速运动,该段索道钢绳与水平方向夹角为θ,已知吊厢质量为M,悬臂竖直,重力加速度为g,则(  )
A.吊厢对乘客的作用力为
B.在时间t内,重力对乘客做的功为mgvtsinθ
C.在时间t内,索道钢绳对吊厢的冲量为(M+m)gtsinθ
D.索道钢绳对吊厢做功功率为(M+m)gvsinθ
【答案】D
【知识点】共点力的平衡;功的计算;功率及其计算;冲量
【解析】【解答】A.由于乘客匀速运动,受力平衡,则吊厢对乘客的作用力大小等于其重力大小,故A错误;
B.重力做功为,,则,故B错误;
C.在时间t内,索道钢绳对吊厢的冲量,故C错误;
D.索道钢绳对吊厢做功功率为,故D正确。
故选D。
【分析】一、详细易错点
1. 乘客受力分析
错误:认为乘客速度方向倾斜,就需要吊厢给一个倾斜的合力。
正确:乘客在吊厢内,吊厢底板水平,支持力竖直向上与重力平衡,水平方向无摩擦力(因水平方向匀速运动不需要力)。
关键:运动方向 ≠ 受力方向。惯性可以保持水平速度,不需要水平力。
2. 重力做功的符号
错误:写出 当作重力做功,忽略负号。
正确:上升过程重力做负功:。
3. 钢绳拉力的计算
对“吊厢+乘客”系统:竖直方向: 。
易错:错误写成 (那是θ 为与竖直方向夹角的情况)。
4. 冲量的方向与大小
错误:用重力乘以时间再乘 当作钢绳冲量。
正确:钢绳冲量大小 ,方向沿钢绳斜向上。
5. 功率表达式
错误:功率 = ,这是错误地将“重力沿绳方向的分力”当作钢绳拉力。
正确:功率 。
二、总结避免错误的方法
画受力图:明确每个物体的受力方向,特别是支撑面方向与运动方向。
区分矢量与标量:冲量、力是矢量;功、功率计算注意方向。
重力做功:先求竖直位移,再判断正负。
拉力分解:根据竖直方向平衡求拉力 T,不要混淆夹角 θ 是跟水平还是竖直方向夹角。
功率公式: 要求F 与 v 同方向,否则用点乘 。
4.(2025高二上·宁波开学考)冲天炮飞上天后在天空中爆炸。当冲天炮从水平地面斜飞向天空后且恰好沿水平方向运动的瞬间,突然炸裂成一大一小P、Q两块,且质量较大的P仍沿原来方向飞出去,则(  )
A.质量较大的P先落回地面
B.炸裂前后瞬间,总动量守恒
C.炸裂后,P飞行的水平距离较大
D.炸裂时,P、Q两块受到的内力的冲量大小相等
【答案】B,D
【知识点】爆炸;平抛运动
【解析】【解答】AB. 炸裂时,P 和 Q 的竖直方向初速度均为零(因为爆炸发生在最高点,此时冲天炮速度是水平的,竖直分速度为零)。炸裂后,两者在竖直方向都只受重力,初速度为零,因此它们从同一高度做自由落体运动,同时落地。 爆炸时间极短,内力远大于外力(重力),因此水平方向动量守恒。由于爆炸前速度沿水平方向,所以炸裂后总动量仍等于爆炸前的水平动量,故A错误,B正确;
C. 炸裂后,P 和 Q 的竖直运动情况相同(同时落地),水平飞行距离取决于水平速度。已知 P 质量较大且沿原方向运动,由动量守恒可知,质量较小的 Q 水平速度可能比 P 大,也可能反向,具体取决于爆炸释放的能量,因此无法确定 P 的水平位移一定更大,故C错误;
D. 爆炸时 P 和 Q 之间的相互作用力大小相等、方向相反,作用时间相同,因此它们受到的冲量大小相等、方向相反,故D正确。
故选BD。
【分析】详细易错点
1. 落地时间判断
错误:认为质量大的先落地。
正确:若爆炸后竖直初速度均为 0 同时落地。
若爆炸给了竖直速度 向下初速度的先落地。
关键:仔细看题中是否说明爆炸给予竖直方向速度。本题未说明,一般按无竖直初速度处理。
2. 动量守恒的理解
错误:认为爆炸后总动量变大或系统动量不守恒。
正确:爆炸是内力作用,系统总动量守恒(矢量)。
关键:爆炸增加的只是动能(化学能转为机械能),不是动量。
3. 水平位移比较
错误:认为"沿原方向飞行"的物体水平位移一定更大。
正确:水平位移由水平速度和空中时间共同决定:
若另一块速度更大或空中时间更长,可能水平位移更大。
关键:必须综合考虑速度和时间两个因素。
4. 冲量概念
错误:认为质量不同所以受到的冲量不同。
正确:相互作用力大小相等、时间相同 冲量大小相等。
关键:冲量改变动量,但质量大的速度变化小。
5. 速度方向假设
错误:默认另一块速度方向与原来相反。
正确:由动量守恒确定:
可能正向(但小于 )或反向。
关键:不要主观臆断,要依据动量守恒计算。
5.(2025高二上·宁波开学考)如图所示,某人用水管冲洗竖直墙面,水龙头的流量(单位时间流出水的体积)可视为一定,水管的入水口与水龙头相连接,水从出水口水平出射,水打到墙面后不反弹顺墙面流下。若用手挤压出水口,使出水口的横截面积变为原来的一半,则被水流冲击部分的墙面所受压强约为原先的多少倍(  )
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】C
【知识点】动量定理
【解析】【解答】由题知,水龙头的流量(单位时间流出水的体积)可视为一定,设为,水流速度为,横截面积为,则有,设时间内有V体积的水打在煤层上,则这些水的质量为,以这部分水为研究对象,它受到煤层的作用力为F,以水运动的方向为正方向,由动量定理有,解得,则被水流冲击部分的墙面所受压强
可知压强正比于水流速度的平方;当出水口的横截面积变为原来的一半时,设此时水流速度为,则有
,解得,可知水流速度变化原来的2倍,根据压强正比于水流速度的平方,当出水口的横截面积变为原来的一半时,则被水流冲击部分的墙面所受压强约为原先的4倍。故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】一、考点:
1、流量守恒 的应用。
2、动量定理计算流体冲击力:(完全非弹性碰撞,水在冲击方向速度降为 0)。
3、压强的定义 ,并判断冲击面积 的变化情况。最终得出 的关系。
二、易错点:
1、错误认为冲击面积不变:如果错误地认为冲击面积 不变,直接用 比较力,会得到 ,从而选 2 倍(错误选项 B)。
但冲击面积 A 与水柱出口横截面积 成正比,减半则 A 减半,所以 中分母也减半,分子 变为 2 倍(因为 不变,加倍, 加倍),所以 变为 。
2、忽略动量定理的使用:用水的动能来算压力,会得到 但可能系数不对,不过本题比例结果一样,但推导依据不正确。
3、混淆水冲击反弹与不反弹的情况:若水反弹,则动量变化更大,力更大。本题明确“不反弹顺墙面流下”,即水平方向速度变为 0,不是竖直方向。
6.(2025高二上·宁波开学考)如图所示,质量为2m的滑块带有半圆弧槽N,且圆弧槽的半径为r,所有接触面的摩擦力均可忽略。在下列两种情况下均将质量为m且可视为质点的小球M由右侧的最高点无初速释放,第一种情况滑块固定不动;第二种情况滑块可自由滑动。下列说法正确的是(  )
A.只有第一种情况,小球可运动到左侧最高点
B.两种情况下,小球滑到圆弧槽最低点时的速度之比为
C.第二种情况,小球滑到圆弧槽最低点时,圆弧槽的速度为
D.第二种情况,圆弧槽距离出发点的最远距离为
【答案】C
【知识点】碰撞模型;动量与能量的其他综合应用
【解析】【解答】A.当圆弧槽固定时,由机械能守恒定律可得,小球M能运动到圆弧槽左侧的最高点;当圆弧槽自由滑动时,对于M、N组成的系统,水平方向动量守恒,小球M从圆弧槽的右端最高点由静止释放时,系统水平方向动量为零,设小球M到达左侧最高点的速度,则小球M运动到圆弧槽左侧的最高点时,有,又由机械能守恒定律可知,小球M同样可以运动到圆槽左侧的最高点,故A错误;
BC.当圆弧槽固定时,小球M到最低点时的速度为,则由机械能守恒定律得
解得,当圆弧槽自由滑动时,设小球M到达最低点时的速率为,此时圆弧槽的速率为,根据水平方向动量守恒可得,根据机械能守恒定律得,联立解得,,两种情况下,小球滑到圆弧槽最低点时的速度之比为,故 B错误,C正确;
D.小球M和圆弧槽组成的系统在水平方向上动量守恒,当小球运动到左侧最高点时,圆弧槽向右运动的位移最大,设圆弧槽向右的最大位移为x,根据水平方向动量守恒定律得
解得,故D错误。
故选C。
【分析】详细易错点
1. 最高点速度的误解
错误:认为自由滑动时小球不能到达等高点。
正确:固定槽时,小球到左侧等高点的速度为零。自由滑动时,小球到左侧最高点时相对地面的水平速度与圆弧槽相同(否则会继续上升或下降),由水平动量守恒:
,所以小球仍能到达等高点。
关键:自由滑动时在最高点两者水平速度相等(且为零),机械能守恒仍允许小球到达等高点。
2. 最低点速度的计算
错误:自由滑动时仍用固定槽的速度公式 。
正确:动量守恒:,机械能守恒:
联立解得:
关键:自由滑动时小球在最低点的速度比固定槽时小,因为一部分能量转为圆弧槽的动能。
3. 位移关系应用错误
错误:直接用人船模型但符号弄错或漏掉相对位移。
正确:水平位移关系:
相对位移:(小球从最右到最左相对槽的水平位移是 ,但注意方向)
实际上,小球相对槽的水平位移为 ,设槽位移 ,则小球对地位移为 (取槽向右位移为正)。代入:解得
关键:正确写出相对位移与绝对位移的关系。
4. 动量守恒方向混淆
错误:列动量守恒方程时忽略方向,导致速度符号错误。
正确:规定正方向(如向右为正),则 中 与 反向。
关键:解出的速度符号表示方向。
7.(2025高二上·宁波开学考)以下四个图中,系统动量守恒的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A,C
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】A.在光滑水平面上,子弹射入木块过程中,系统动量守恒,A正确;
B.物块所受外力的合力不为0,等于弹簧的弹力,动量不守恒,B错误;
C.两球体匀速下滑,即两球体组成的系统所受外力的合力为0,该系统动量守恒,C正确;
D.合外力沿斜面向下,物块所受外力的合力不为0,动量不守恒,D错误。
故选AC。
【分析】子弹与木块组成的系统所受外力的合力为0,该系统动量守恒,木块沿光滑固定斜面下滑过程中,合外力沿斜面向下,动量不守恒。
8.(2025高二上·宁波开学考)某同学拍摄了台球碰撞的频闪照片如图所示,在水平桌面上,台球1向右运动,与静止的台球2发生碰撞。已知两个台球的质量相等,他测量了台球碰撞前后相邻两次闪光时间内台球运动的距离AB、CD、EF,其中EF与AB连线的夹角为α,CD与AB连线的夹角为β。下列说法中正确的是(  )
A.若满足,说明两球碰撞前、后机械能守恒
B.若满足,说明两球碰撞前、后动量守恒
C.若满足和,说明两球碰撞前、后动量守恒
D.若满足说明是弹性碰撞
【答案】A,C,D
【知识点】碰撞模型
【解析】【解答】BC.若两球碰撞前、后动量守恒,则有,,整理可得,,故B错误,C正确;
AD.两球碰撞前、后若是弹性碰撞,则有
整理可得,结合,
可得,化简可得
根据数学知识可得,解得,故AD正确。
故选ACD。
【分析】详细易错点
1. 动量守恒的矢量性
错误:只写 ,忽略垂直方向。
正确:x 方向(沿AB):
y 方向(垂直AB):
(注意符号:假设 ' 在 x 轴上方,' 在 x 轴下方或反之,由几何确定)
关键:动量守恒必须两个方向同时满足。
2. 动能守恒的几何形式
错误:直接写 就说是动能守恒,这仅在 时才成立,但这里 与 不一定垂直。
正确:动能守恒:,即
确实成立(因为时间相同,位移大小比例于速度大小)。
但题目中这个关系是动能守恒的直接结果,不需要垂直条件。
关键:质量相等时,动能守恒 初速度平方等于两末速度平方和。
3. 角度关系的来源
错误:认为 是动量守恒的结果。
正确:由动量守恒两个分量式:

由(2)得 。动能守恒:。联立可推出 。
关键: 是动量守恒 + 动能守恒(弹性碰撞)的共同结果,不是单独动量守恒的结果。
9.(2025高二上·宁波开学考)如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为80m0、20m0两船沿同一直线相向运动,速度大小分别为2v0、v0。为避免两船相撞,甲船上的人不断地将质量为m0的货物袋以相对地面6.2v0的水平速度抛向乙船,且被乙船上的人接住,假设某一次甲船上的人将货物袋抛出且被乙船上的人接住后,刚好可保证两船不致相撞,不计水的阻力。试求此时(  )
A.甲、乙两船的速度大小1.4v0 B.甲、乙两船的速度大小1.25v0
C.从甲船抛出的总货物袋数12个 D.从甲船抛出的总货物袋数10个
【答案】A,D
【知识点】碰撞模型
【解析】【解答】AB.刚好保证两船不致相撞,可知两船此时速度相等,设为v,以甲船运动方向为正方向,整个过程据动量守恒定律可得,解得甲、乙两船的速度大小为v=1.4v0,故A正确,B错误;
CD.设从甲船抛出的总货物袋数为n,对甲船抛出货物袋的过程由动量守恒定律可得
,解得n=10,故C错误,D正确。
故选AD。
【分析】详细易错点
1. 系统选取错误
错误:对甲船抛货物时,把乙船纳入动量守恒系统。
正确:单次抛货物时,只有甲船和抛出的货物动量守恒(短时间内,乙船未参与)。
关键:抛货过程只涉及甲船和货物;接货过程只涉及乙船和货物。
2. 总动量守恒列式错误
错误:忽略货物最终在乙船上,总质量是 。
正确:初态:
末态(货物全在乙船,两船速度相等 v,总质量 ):
所以:
关键:货物从甲移到乙,总质量不变,但分布变化。
3. 抛货物动量守恒列式错误
错误:用甲船最初质量 一直计算。
正确:设抛了n 袋货物,甲船最终质量 ,乙船最终质量 。
对甲船抛货全过程(从初态到末态)用动量守恒:
其中 是货物对地速度(已知 )。
关键:对甲船列动量守恒时,要包括所有从甲船抛出的货物对地速度。
4. 符号与方向错误
错误:速度方向未统一正方向(甲船方向为正,乙船初速为 )。
正确:严格规定正方向,代入符号计算。
关键:动量是矢量,方向用正负号表示。
10.(2025高二上·宁波开学考)如图所示,质量M=1kg的平板车A放在光滑的水平面上,质量m=0.5kg的物块B放在平板车右端上表面,质量m=0.5kg的小球C用长为6.4m的细线悬挂于O点,O点在平板车的左端正上方,距平板车上表面的高度为6.4m,将小球向左拉到一定高度,悬线拉直且与竖直方向的夹角为60°,由静止释放小球,小球与平板车碰撞后,物块刚好能滑到平板车的左端,物块相对平板车滑行的时间为0.5s,物块与平板车间的动摩擦因数为0.6,忽略小球和物块的大小,重力加速度g取,下列说法正确的是(  )
A.小球与平板车碰撞后,小球C继续向右摆起
B.小球与平板车碰撞后,平板车获得4.5m/s的速度
C.物块B滑到平板车的左端时速度大小为3m/s
D.平板车的长度为3.08m
【答案】B,C
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型;动量与能量的其他综合应用
【解析】【解答】BC.物块与平板车动量守恒,物块滑到平板车的左端时刚好共速,有
对物块有,解得物块B滑到平板车的左端时速度大小为,小球与平板车碰撞后,平板车获得的速度为,故BC正确;
A.设小球与平板车碰撞前瞬间速度为v0,根据机械能守恒
小球与平板车碰撞动量守恒,解得,负号表示与为v0方向相反,说明碰撞后,小球C继续向左摆起,故A错误;
D.物块B与平板车系统能量守恒,有,解得,故D错误。
故选BC。
【分析】详细易错点
1. 动量守恒系统选取错误
错误:小球下摆过程中,把小球和平板车当成水平动量守恒。
正确:小球下摆时,系统水平方向受墙的力(绳的拉力有水平分量),所以水平动量不守恒;只有小球与平板车碰撞瞬间可认为水平动量守恒。
关键:分清过程,碰撞瞬间才用动量守恒。
2. 速度方向的符号处理
错误:碰撞后速度方向判断错误,忽略负号。
正确:设向右为正。小球碰前速度 水平向右,平板车速度 vA 向左(若解出为负)。
碰撞动量守恒: 解出 可能为负,表示向左。
关键:严格规定正方向,结果负号表示反向。
3. 物块与平板车共速的条件
错误:认为物块滑到左端时速度为零。
正确:物块与平板车动量守恒:
且相对位移等于车长L,用能量守恒求 或 。
关键:共速时相对位移等于板长是临界条件。
4. 能量守恒中漏掉内能
错误:对物块与平板车系统列机械能守恒,忽略摩擦生热。
正确:系统初动能 = 共速时的动能 + 摩擦生热 。
关键:有滑动摩擦力且相对位移已知时,可用能量守恒求初速或摩擦因数。
5. 小球与车碰撞后的运动判断
错误:认为小球碰后一定向右摆。
正确:由动量守恒解出小球碰后速度,若为负则向左摆。
关键:速度符号决定摆动方向。
11.(2025高二上·宁波开学考)为了验证动量守恒定律,小芦和小付分别采用了两套实验方案来完成该实验。
Ⅰ.小芦采用如图甲所示的实验装置完成实验。已知打点计时器的电源周期为0.02s。
(1)下列说法正确的是   。
A.本实验中应平衡摩擦力
B.实验时先推动小车A,再接通打点计时器电源
(2)若获得的纸带如图乙所示,从a点开始,每5个点取一个计数点,其中a、b、c、d、e都为计数点,并测得相邻计数点间距分别为ab=20.3cm、bc=36.2cm、cd=25.1cm、de=20.5cm,已测得小车A(含橡皮泥)的质量mA=0.4kg,小车B(含撞针)的质量mB=0.3kg。由以上测量结果可得碰前系统总动量为   kg·m/s,碰后系统总动量为   kg·m/s。(结果均保留三位有效数字)
Ⅱ.小付利用如下实验装置完成实验。实验步骤如下:
①如图所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球1、球2与木条的撞击点;
②将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,撞击点为B;
③将木条平移到图中所示位置,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,撞击点为P;
④把球2静止放置在水平轨道的末端,让入射球1从斜轨上A点由静止释放,确定球1和球2相撞后的撞击点;
⑤测得B与N、P、M各点的高度差分别为。根据该同学的实验,回答下列问题:
(1)两小球的质量关系为   (填“>”“=”或“<”)。
(2)把小球2放在斜轨末端边缘B处,让小球1从斜轨上A处由静止开始滚下,使它们发生碰撞,碰后小球1的落点在图中的   点。
(3)若再利用天平测量出两小球的质量分别为,则满足   时表示两小球碰撞前后动量守恒。
【答案】A;1.45;1.44;;M;
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】Ⅰ.(1)A.本实验中要平衡摩擦力,这样可减小实验误差,故A正确;
B.实验时应先接通打点计时器电源,再推动小车A,故B错误。
故选 A。
(2)碰前A车做匀速直线运动,速度由bc 段求得
则碰前系统总动量p0=mAv0≈1.45 kg·m/s
碰后A、B车一起做匀速直线运动,速度由de 段求得
则碰后系统总动量p=(mA+mB )v≈1.44 kg·m/s
Ⅱ. (1)为了防止两球碰后球 1 出现反弹现象,入射球 1 的质量一定要大于被碰球 2 的质量, 即m1 >m2。
(2)由图可知,两小球撞击在竖直木条上,三次平抛运动的水平位移相等,由平抛运动的规律可 知,水平速度越大,竖直方向下落的高度越小;碰后小球 1 的速度减小,则碰后小球 1 落到M 点。
(3)根据平抛运动规律,可知小球撞击在木条上时,下落的时间,则可知小球做平抛运动的水平速度,代入题中数据得
若碰撞过程动量守恒,则 m1v0 = m1v1 + m2v2,联立解得
【分析】详细易错点
1. 打点计时器实验
平衡摩擦力:易忘记或误解为“不需要”,导致动量不守恒。
打点顺序:易记成“先运动后通电”,正确是“先通电后释放”。
速度计算:用相邻计数点间距除以 ,注意单位换算(cm → m)。
有效数字:题目要求三位有效数字,中间计算可多保留一位。
2. 平抛实验的质量关系
错误:认为质量可以任意或 。
正确:必须 ,否则入射球可能反弹后速度反向,平抛水平位移为负,无法直接测量。
3. 平抛实验的落点混淆
不放球 2 时,球 1 落点是P(不是 B,B 是木条竖直放在轨道末端时的撞击点,用于确定末端投影点 O)。
放球 2 时:球 1 落点 (若 ,碰后球 1 仍向前)。球 2 落点 。易将 M、N 与 P 的角色混淆。
4. 动量守恒式的推导
错误:直接写 (忽略了各点高度不同 时间不同)。
正确:设 为水平轨道末端在纸上的投影。各点高度 不同 不同。
动量守恒:代入 得:
关键:不能直接用水平位移代替速度,除非所有高度相同。
12.(2025高二上·宁波开学考)据某地一则新闻报道,三位男子徒手接住了一个不慎从五楼坠落的儿童,再次引起人们对见义勇为的赞扬和对类似意外坠窗事件的关注。若儿童质量儿童坠窗点高出地面14m,三人接到儿童时手离地面高度为1.2m,g取,忽略空气阻力。
(1)请计算徒手接儿童过程中儿童所受合力的冲量;
(2)若儿童与施救者之间的相互作用时间为0.1s,则儿童所受施救人员的平均作用力有多大?
【答案】解:(1)取竖直向下为正方向,儿童在接触施救人手臂前下落的高度h=14m-1.2m=12.8m
由v2=2gh
根据动量定理,儿童受到的合力的冲量I=0-mv
联立解得I=240Ns
(2)儿童与施救者之间的相互作用时间t=0.1s,则I=Ft
竖直方向上儿童所受施救人员的平均作用力为FN,由FN-mg=F
联立解得
【知识点】动量定理
【解析】【分析】详细易错点
1. 速度方向与正方向的规定
错误:不规定正方向,导致冲量符号混乱。
正确:若取向下为正,则 为正,末速度 0。
动量变化: 合力冲量方向向上。
若取向上为正,则 为负, 为正 合力冲量方向向上。
关键:无论正方向如何,冲量方向向上,大小 。
2. 冲量是合力冲量,不是某个力的冲量
错误:把第(1)问的冲量 I 直接当作施救者的冲量。
正确:第(1)问求的是合力冲量 。第(2)问用同样的动量定理,但 (取向上为正)或 (取向下为正),解出 。
关键:区分合力冲量与某个力的冲量。
3. 平均作用力计算时的符号错误
常见错误列式(取向下为正):
得:,解得 (正确结果,但符号推导易错)。
更稳妥做法(取向上为正):
,得:
关键:选一个正方向并保持一致。
13.(2025高二上·宁波开学考)两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为2kg,初始时弹簧处于原长,A、B两物块都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动,质量为4kg的物块C静止在前方,如图所示。B与C碰撞后二者会粘在一起运动。则在以后的运动中:
(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度为多大?
(2)系统中弹性势能的最大值是多少?
【答案】解:(1)当A、B、C三者的速度相同时弹簧的弹性势能最大。由A、B、C组成的系统动量守恒得
解得
(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒,设碰后瞬间B、C两者速度为vBC,则

物块A、B、C速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep,根据能量守恒定律,则
Ep=(mB+mC)vBC2+mAv2(mA+mB+mC)vABC2
代入数据可得Ep=12J
【知识点】碰撞模型;动量与能量的综合应用一弹簧类模型
【解析】【分析】一、考点:
1、动量守恒的分阶段应用:B、C 碰撞瞬间动量守恒(A 不参与);之后 A、B、C 系统动量守恒。
2、弹簧最长或最短的临界条件:弹簧弹性势能最大时,相关联物体速度相等(相对速度为零)。
3、机械能守恒的应用:在碰撞后阶段,系统机械能守恒(弹性势能 + 动能)。
二、易错点:
1、错误使用碰撞前状态计算总能量:不能从最初状态(A、B 都 6 m/s)直接算最大弹性势能,因为 B、C 碰撞有机械能损失,这个损失不能算进弹簧势能里。
2、混淆“系统”的范围:B、C 碰撞时若错误地包括 A 在动量守恒里,会得到错误的速度。
最大弹性势能时刻的判断:有些学生误以为 B 与 C 碰撞时弹簧势能最大,实际上碰撞后 A 比 B、C 快,弹簧继续压缩才到最大势能。
3、计算动能时质量加错:如把 B、C 共同质量算成 4 kg 而不是 6 kg 等。
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