专题05 动量-2021年高考北京市高三下学期4月一模物理试题汇编

2021年高考北京市高三下学期4月一模物理试题汇编 专题05 动量及其守恒定律 1、（2021·北京市朝阳区高三下学期4月一模）如图所示，两个摆长均为L的单摆，摆球A、B质量分别为m1、m2，悬点均为O。在O点正下方0.19L处固定一小钉。初始时刻B静止于最低点，其摆线紧贴小钉左侧，A从图示位置由静止释放（θ足够小），在最低点与B发生弹性正碰。两摆在整个运动过程中均满足简谐运动条件，悬线始终保持绷紧状态且长度不变，摆球可视为质点，不计碰撞时间及空气阻力，重力加速度为g。下列选项正确的是 A．若m1=m2，则A、B在摆动过程中上升的最大高度之比为9:10 B．若m1=m2，则每经过时间A回到最高点 C．若m1>m2，则A与B第二次碰撞不在最低点 D．若m1<m2，则A与B第二次碰撞必在最低点 【答案】B 【解析】若m1=m2，则A、B在最低点碰撞时会交换速度，B球的动能等于A球的动能，再根据机械能守恒可知，B球也会摆动到与A球相同的高度，即摆动过程中上升的最大高度之比为1:1，选项A错误； 若m1=m2，则A球回到A点的时间是t=t1+t2==，选项B正确； 若m1>m2，则碰后A与B的运动方向相同，都向右运动，故它们摆动的摆长相等，周期相等，所以它们第二次碰撞还是在最低点，选项C错误； 若m1<m2，则A与B碰后，A、B的运动方向相反，A向左运动，B向右运动，但是它们的摆长不相等，所以周期不相等，故它们第二次碰撞一定不在最低点，选项D错误。 2、（2021·北京市石景山区高三下学期4月一模）如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球从静止开始下落20cm，被竖直顶起，离开头部后上升的最大高度仍为20cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是 A．头部对足球的平均作用力为足球重力的8倍 B．与头部作用过程中，足球动量变化量大小为1.6kg·m/s C．下落到与头部刚接触时，足球动量大小为1.6kg·m/s D．从最高点下落至重新回到最高点的过程中，足球重力的冲量为0 【答案】B 【解析】因为v2=2gh，故足球落到头顶时的速度大小为v=2m/s，而球反弹的高度仍是20cm，故反弹的速度大小也是2m/s，方向向上，对球受力分析并利用动量定理得：（F-mg）t=m△v，解得F=20N，故F=5mg，即头部对足球的平均作用力为足球重力的5倍，选项A错误； 与头部作用过程中，足球动量变化量大小为m△v=0.4kg×[2-(-2)]m/s=1.6kg·m/s，选项B正确； 下落到与头部刚接触时，足球动量大小为mv==0.4kg×2m/s=0.8kg·m/s，选项C错误； 从最高点下落至重新回到最高点的过程中，足球重力的冲量I=mgt，而mgt均不为0，故冲量不为0，选项D错误。 3、（2021·北京市海淀区高三下学期4月一模）如图9甲所示，质量为0.4kg的物块在水平力F作用下可沿竖直墙面滑动，物块与竖直墙面间的动摩擦因数为0.5，力F随时间变化的关系如图9乙所示。若t=0时物块的速度为0，设物块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。下列图像中，能正确反映物块所受摩擦力f大小与时间t变化关系的是 【答案】C 【解析】由图可知，刚开始压力比较小，摩擦力小，物块的重力大于摩擦力，物块向下加速运动，待压力增大，则摩擦力也增大，当到F×μ=mg时，即F=8N，f=4N时，摩擦力与重力相平衡，此时物块的速度最大，当压力再增大，摩擦力大于物重时，物块的合力向上，物块做减速向下的运动；那么物块何时静止呢？对物块根据动量定理，设从开始经过时间t物块的速度变为0，则重力的冲量与摩擦力的冲量之和等于物块动量的变化量，即mgt+If=0-0，再由图发现，选项C中的摩擦力的冲量If，即图像与时间轴围成的面积刚好等于重力的冲量mgt=4N×4s，故t=4s，物块在4s时速度为0，以后物块就停止在墙面上了，摩擦力属于静摩擦力了，则根据平衡的知识，静摩擦力等于物块的重力4N，所以选项C正确。 4、（2021·北京市门头沟区高三下学期4月一模）如图所示，为研究平抛运动的实验装置，金属小球A、B完全相同。用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开自由下落。图中虚线1、2代表离地高度不同的两个水平面，则下列说法正确的是（　　） A. 两球同时经过水平面1，且速率相同 B. 两球同时经过水平面1，且重力做功的瞬时功率相同 C. 两球从水平面1到2的过程，B球动量变化量比A球大 D. 两球从水平面1到2的过程，A球动能变化量比B球大 【答案】B 【解析】两球同时经过水平面1，B球只有一个竖直向下的速度，A球不但有一个与了球一样的竖直向下的速度，还有一个水平招出的速度，它是这两个速度的