高中物理动量定理真题汇编(含答案)含解析.docx

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1、高中物理动量定理真题汇编(含答案)含解析一、高考物理精讲专题动量定理1．如图甲所示，平面直角坐标系中，0≤x≤l、0≤y≤2l的矩形区域中存在交变匀强磁场，规定磁场垂直于纸面向里的方向为正方向，其变化规律如图乙所示，其中B00均未知。和T比荷为c的带正电的粒子在点（0，l）以初速度v0沿+x方向射入磁场，不计粒子重力。（1）若在t=0时刻，粒子射入；在tl的区域施加一个沿-x

2、方向的匀强电场，在tT0时刻lcv04入射的粒子，最终从入射点沿-x方向离开磁场，求电场强度的大小。【答案】（1）B0v0；（2）T0l4v02cl；（3）En0,1,2L.v02n1cl【解析】【详解】设粒子的质量为m，电荷量为q，则由题意得cqm（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，设运动半径为R，根据几何关系和牛顿第二定律得：Rlqv0B0mv02Rv0解得B0cl（2）设粒子运动的半径为R1，由牛顿第二定律得qv0B0mv02R1l解得R12临界情况为：粒子从t0时刻射入，并且轨迹恰好过0,2l点，粒子才能从y轴射出，如图所示设粒子做圆周运动的周期为T，则T2mlqB0v0由几

3、何关系可知，在tT0内，粒子轨迹转过的圆心角为2对应粒子的运动时间为t1T1T22分析可知，只要满足t1≥T0，就可以使粒子离开磁场时的位置都不在y轴上。2联立解得T0lT，即T0；v0（3）由题意可知，粒子的运动轨迹如图所示设粒子的运动周期为T，则T2mlqB0v0在磁场中，设粒子运动的时间为t2，则t21T1T44由题意可知，还有t2T0T044解得T0lT，即T0v0设电场强度的大小为E，在电场中，设往复一次所用的时间为t3，则根据动量定理可得Eqt32mv0其中t3n1T0n0,1,2L24v02n0,1,2L解得E2n1cl2．如图所示，一质量m1=0.45kg的平顶小车静止

4、在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量m2=0.4kg的小物体，小物体可视为质点．现有一质量m0=0.05kg的子弹以水平速度v0=100m/s射中小车左端，并留在车中，已知子弹与车相互作用时间极短，小物体与车间的动摩擦因数为μ=0.5，最终小物体以5m/s的速度离开小车．g取10m/s2．求：（1）子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小．（2）小车的长度．【答案】（1）4.5Ns（2）5.5m【解析】①子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，有：m0vo(m0m1)v1，可解得v110m/s；对子弹由动量定理有：Imv1mv0，I4.5Ns(或kgm/s)；②

5、三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有：(m0m1)v1(m0m1)v2m2v；设小车长为L，由能量守恒有：m2gL1(m0m1)v121(m0m1)v221m2v2222联立并代入数值得L＝5.5m；点睛：子弹击中小车过程子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出小车的速度，根据动量定理可求子弹对小车的冲量；对子弹、物块、小车组成的系统动量守恒，对系统应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出小车的长度．3．一质量为m的小球，以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30°的固3定斜面上，并立即沿反方向弹回．已知反弹速度的大小是入射速度大小的.求在碰撞过程4中斜面对

6、小球的冲量的大小．【答案】7mv02【解析】【详解】小球在碰撞斜面前做平抛运动，设刚要碰撞斜面时小球速度为v，由题意知v的方向与竖直线的夹角为30°，且水平分量仍为v0，由此得v＝2v0.碰撞过程中，小球速度由v变为反3向的v，碰撞时间极短，可不计重力的冲量，由动量定理，设反弹速度的方向为正方4向，则斜面对小球的冲量为I＝m(3v)－m·(－v)4解得I＝7mv0.24．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

7、，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，