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2026年高考物理专题训练:动量
一、选择题
1.在课间活动中,某位同学用两只手分别撑住等高的桌面使自己悬空,并处于静止状态,伸直的两手臂和桌面夹角均为,如图所示。设手臂的作用力沿手臂方向,当增大,该同学再次静止时,下列说法正确的是( )
A.该同学所受合力增大
B.每只手掌所承受桌面的支持力变小
C.每只手掌所受桌面的摩擦力变小
D.地面对每张桌子的摩擦力变大
2.高压水枪在现代生活中应用越来越广泛,当高速水流射向物体时,会对物体表面产生冲击力,从而达到清洗污垢的目的。图示为水枪喷水清洗车玻璃示意图,已知水枪出水口直径为d,水密度为,设水流垂直打到玻璃表面后不反弹,测出水枪出口的流量为Q(单位时间内水流体积),不考虑水内部的阻力、空气阻力及高度变化,下列说法正确的是( )
A.水枪管口喷出水流速度大小为
B.水枪对管口水柱做功的功率为
C.水流对水枪的作用力大小为
D.水流与玻璃冲击压强为
3.如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为M的光滑弧形槽静置在光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一个质量为m的小物块(可视为质点)从槽上高为h处由静止释放,已知弹簧始终处于弹性限度内,下列说法正确的是( )
A.小物块下滑过程中,物块和槽组成的系统动量守恒
B.小物块下滑过程中,槽对物块的支持力不做功
C.若,物块能再次滑上弧形槽
D.若物块再次滑上弧形槽,则物块能再次回到槽上的初始释放点
4.如图(a)所示,为“蹦极”的简化情景:某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空处自由下落。质量为60kg的人可看成质点,从点由静止下落到最低点所用时间为9s,重力加速度取,不计空气阻力。第一次下落过程中橡皮绳弹力与时间的关系图像如图(b)所示,则图像中阴影部分的面积为( )
A. B.
C. D.
5.如图所示为某静电场中的电场线,一带电粒子从电场中的A点运动到B点,虚线为粒子的运动轨迹,若粒子仅受电场力的作用,下列说法正确的是( )
A.该粒子带正电 B.粒子的动量变化率增大
C.电场力对粒子做正功 D.粒子的电势能减小
6.在光滑水平面上有一表面光滑的斜面,质量为M、高度为h、倾角为θ,一质量为m的物块(视为质点)从斜面底端以一定的初速度沿斜面向上运动,如图所示。若斜面固定,则物块恰好能到达斜面顶端;若斜面不固定,则物块沿斜面上升的最大高度为( )
A. B.
C. D.
7.将一个小球以速度竖直向上抛出,已知小球经t时间上升到最高点,再经一段时间匀速经过抛出点时,速度大小为。空气阻力大小与小球速度大小成正比,重力加速度为g,则下列判断正确的是( )
A.小球运动到最高点速度为零处于平衡状态
B.小球上升的最大高度为
C.小球从抛出到落回抛出点上升过程中阻力的冲量大于下降过程中阻力的冲量
D.小球运动的最大加速度大小为
8.如图所示,两个质量分别为、的小球A、B在光滑的水平面上沿同一直线向右运动,,经过一段时间后两球发生正碰,碰前速度分别为,,碰撞后的速度分别为、,则下列选项中可能正确的是( )
A., B.,
C., D.,
9.一般河流的河道是弯曲的,外侧河堤会受到流水冲击产生的压强。如图所示,河流某弯道处可视为半径为的圆弧的一部分。假设河床水平,河道在整个弯道处宽度和水深均保持不变,水的流动速度大小恒定,,河水密度为,忽略流水内部的相互作用力。取弯道某处一垂直于流速的观测截面,则在一段极短时间内( )
A.流水速度改变量的方向沿河道的切线方向
B.流水速度改变量的大小为
C.外侧河堤受到的流水冲击产生的压强为
D.通过观测截面水的动量改变量大小为
10.如图所示,轻质弹簧的两端分别与小物块A、B相连,并放在倾角为θ的固定斜面上,A靠在固定的挡板P上,弹簧与斜面平行,A、B均静止。将物块C在物块B上方与B相距x处由静止释放,C和B碰撞的时间极短,碰撞后粘在一起不再分开,已知A、B、C的质量均为m,弹簧劲度系数为k,且始终在弹性限度内,不计一切摩擦,则为保证A不离开挡板,x的最大值为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题
11.质量为0.1kg的小球从距离地面3.2m高处自由下落到水平的水泥地面上,从接触地面到速度减为零经历了0.001s,规定竖直向下的方向为正方向,重力加速度g取。则下列关于小球的说法正确的是( )
A.小球落地时的速度大小为8m/s
B.小球落地时的动量为kg·m/s
C.0.001s内小球所受的平均力为-800N
D.0.001s内地面对小球的平均力为N
12.质量为m=2kg的物体放在水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2。现对物体施加一水平外力F,使物体从静止开始做直线运动,已知物体运动的图像如图所示,重力加速度g取10m/s2。则在0~8s时间内,以下说法正确的是( )
A.位移大小为25m B.摩擦力的冲量大小为16N·s
C.外力F的冲量大小为6N·s D.合外力的冲量大小为8N·s
13.某同学利用手机加速度传感器研究手机沿竖直方向的运动情况。该同学进行了如下操作:打开加速度传感器应用程序,将手机屏幕向上平放在手掌上,手掌迅速向下运动。让手机脱离手掌自由下落一段距离,再接住手机。加速度传感器记录了手机沿竖直方向运动的加速度随时间的变化图线,如图所示。下列说法正确的是( )
A.时间内,手机做匀加速直线运动
B.时间内,手机处于失重状态
C.时刻,手机的速度达到最大值
D.时间内手掌对手机的冲量大于时间内手掌对手机的冲量
14.如图所示,质量为的木板C静置在水平地面上,右端紧挨挡板P(初始被锁定),木板C与地面间的动摩擦因数为,质量为的物块A、质量为的物块B(均可视为质点)分别置于木板C的左端和中点处,物块A、B与木板C之间的动摩擦因数均为,现给物块A一水平向右的初速度,物块A、B发生碰撞后瞬间撤去挡板P,物块B最终恰好未从木板C上滑落。碰撞为弹性碰撞,碰撞时间极短,重力加速度大小为。则在上述过程中( )
A.木板C加速运动的加速度大小为
B.木板C的长度为
C.木板C的最大速度大小为
D.物块A与木板C之间由于摩擦产生的热量为
三、非选择题
15.某同学用如图所示的实验装置验证动量守恒定律,滑块a和小球b用细线连接中间夹一被压缩的轻弹簧,整个装置放在粗糙的水平地面上。在滑块a的左侧x处放置一光电门,滑块a与地面间的动摩擦因数为,小球b用轻质细线悬挂于O点,已知小球的球心到悬点O的距离为L,忽略弹簧长度对问题的影响,重力加速度为g。实验步骤如下:
a.在滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片;
b.用天平分别测出滑块a(含挡光片)和小球b的质量为;
c.烧断细线,滑块a和小球b瞬间被弹开,朝相反方向运动;
d.记录滑块a经过光电门时挡光片的遮光时间为t;
e.记录小球b向右摆起的最大角度为;
f.改变弹簧的压缩量,进行多次测量。
(1)滑块a经过光电门时的速度大小为 ;
(2)小球b被弹开瞬间的速度大小为 ;
(3)该实验要验证动量守恒,需满足的表达式为: 。(用题目中给出的物理量表示)
16.A、B两个硬质球发生一维碰撞,两球从碰撞前到碰撞后的速度(v)随时间(t)变化的关系如图所示,已知A的质量为2kg。
(1)根据图像,试分段指出A、B两球何时碰撞??何时接近中?何时最接近?何时分离?
(2)求B球的质量;
(3)请通过计算判断A、B两球的碰撞是否为弹性碰撞;
(4)求A、B两球在最接近时的总动能。
17.如图所示,在足够长水平轨道上有小物块A和足够长的木板B,小物块C放在长木板B的最右端,A、B与地面间的动摩擦因数为,C和B间的动摩擦因数为。三个物体质量分别为,开始时整个装置处于静止状态;A和B之间有少许塑胶炸药,现在引爆塑胶炸药(爆炸时间极短),若炸药爆炸产生的能量有转化为A和B的动能,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取。求炸药爆炸后:
(1)A在水平面上滑行的最大距离;
(2)C运动的时间。
18.质量m = 1 kg的物体A沿水平面向右做直线运动,0时刻物体A运动到О位置,此时给物体A一个水平向左的恒力F,如图甲所示,此后物体A的v t图像如图乙所示,取水平向右为正方向,10 s末撤去恒力F,此时物体A与质量M = 1.4 kg、静止在水平面上的物体B发生弹性碰撞,碰撞时间极短,取重力加速度大小g = 10 m/s2,求:
(1)恒力F的大小及物体A与水平面间的动摩擦因数;
(2)0 ~ 10 s内物体A克服摩擦力做的功;
(3)物体A停止运动时与О点之间的距离。
19.如图所示,一个右端带有光滑四分之一圆弧(半径R=1m)的长木板(质量M=4kg)停放在光滑水平面上,木板左端紧靠竖直墙面,上面放一轻弹簧(劲度系数k=800N/m),弹簧的左端固定在墙面上,右端紧挨着放一小物块(m=2kg),木板上表面的AB段(长度L=2m)与物块间的动摩擦因数为 ,其余部分均光滑。现对物块施加水平向左的推力F,缓慢将弹簧压缩x0=30cm,然后由静止释放物块。已知弹簧弹性势能表达式,物块到达A点前已脱离弹簧,重力加速度g=10m/s2。
(1)求推力F做的功和物块第一次到达A点时的速度大小;
(2)如果物块恰好能够到达四分之一圆弧最高点,求AB段与物块间的动摩擦因数 ;
(3)通过分析说明(2)中物块滑下后能否停在AB段某处?如果能,求出物块相对木板静止时与B端的距离;如果不能,则在物块第一次经过B点后立即改变AB段与物块间的动摩擦因数为 ',为了使物块刚好停在距离B端处,求 '。
答案解析部分
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】B
5.【答案】B
6.【答案】C
7.【答案】B
8.【答案】B
9.【答案】C
10.【答案】B
11.【答案】A,C
12.【答案】A,B,C
13.【答案】B,D
14.【答案】C,D
15.【答案】(1)
(2)
(3)
16.【答案】(1)解:AB在0.3s开始碰撞,两球接近中,0.4s两球最近,0.4s开始分离,0.5s分离结束。
(2)解:图像可知A碰撞前后的速度大小分别为,B碰撞前后的速度大小分别为,由动量守恒有,代入题中A得质量,联立以上,解得B的质量
(3)解:若为弹性碰撞,则碰前后机械能守恒,AB碰前机械能
AB碰后机械能,故,所以A、B两球的碰撞为弹性碰撞。
(4)解:题图可知最接近时二者速度大小,故A、B两球在最接近时的总动能
17.【答案】(1)解:炸药爆炸过程,内力远大于外力,由动量守恒可得
根据能量守恒可得
解得
对A用动能定理
解得
(2)解:炸药爆炸后,C向右由静止开始加速
B向右减速
解得,
设经过时间,B和C速度相等,有
解得,
之后B和C一起在水平面减速,有
解得
C运动的时间
18.【答案】(1)解:设物体A向右做匀减速直线运动的加速度大小为a1,由题图乙可知
设物体A向左做匀加速直线运动的加速度大小为a2,由题图乙可知
根据牛顿第二定律有,
解得,
(2)解:0 ~ 10 s内,物体A先向右运动,运动的距离
后向左运动,运动的距离
0 ~ 10 s内,物体A克服摩擦力做的功
解得
(3)解:根据动量守恒定律和能量守恒定律有,
解得,
碰撞后物体A向右运动的距离
物体A停止运动时与O点之间的距离
解得
19.【答案】(1)解:由功能关系可得推力F做的功
设物块第一次到达A点时的速度大小为v0,由动能定理得
解得
(2)解:物块恰好能够到达四分之一圆弧最高点,即物块到达圆弧的最高点时与木板恰好具有相同的速度,设为v1,对系统由水平方向动量守恒得
解得
对系统由能量守恒定律得
解得
(3)解:假设物块恰好停在A处,对系统由水平方向动量守恒得
解得
对系统根据能量守恒定律有
而实际情况是
故物块滑下后不能停在AB段某处,为了使物块刚好停在距离B端处,则有
解得
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