专题5 动量相关-【好题汇编】1年（2022-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（上海专用）

专题5 动量相关 （上海市2024年等级考物理试卷）引力场中的运动 包括太阳、地球在内的所有物体都会在其周围产生引力场。在不同尺度的空间，引力场中的物体运动具有不同的表象。牛顿揭示了苹果下落和行星运动共同的物理机制。意味着天上的物理和地上的物理是一样的，物理规律的普适性反映了一种简单的美。 7. 如图，小球a通过轻质细线Ⅰ，Ⅱ悬挂，处于静止状态。线Ⅰ长，Ⅱ上端固定于离地的O点，与竖直方向之间夹角；线Ⅱ保持水平。O点正下方有一与a质量相等的小球b，静置于离地高度的支架上。（取，，） （1）（2分）在线Ⅰ，Ⅱ的张力大小，和小球a所受重力大小G中，最大的是______。 （2）烧断线Ⅱ，a运动到最低点时与b发生弹性碰撞。求： ①（4分）与b球碰撞前瞬间a球的速度大小；（计算） ②（4分）碰撞后瞬间b球的速度大小；（计算） ③（4分）b球的水平射程s。（计算） 8. 图示虚线为某慧星绕日运行的椭圆形轨道，a、c为椭圆轨道长轴端点，b、d为椭圆轨道短轴端点。慧星沿图中箭头方向运行。 （1）（3分）该彗星某时刻位于a点，经过四分之一周期该慧星位于轨道的______。 A．ab之间 B．b点 C．bc之间 D．c点 （2）（6分）已知太阳质量为M，引力常量为G。当慧日间距为时，彗星速度大小为。求慧日间距为时的慧星速度大小。（计算） 【牛顿定律、万有引力定律、机械能守恒、动量守恒】 【答案】7. ①. ②. ③. ④. 8. ①. C ②. 【7题详解】 （1）[1]以小球a为对象，根据受力平衡可得 可知在线Ⅰ，Ⅱ的张力大小，和小球a所受重力大小G中，最大的是。 （2）①[2]由动能定理可得 可得 ②[3]由动量守恒定律和能量守恒可得 联立解得 ③[4]由平抛运动的规律有 ， 联立解得 【8题详解】 （1）[1]根据开普勒第二定律可知，某慧星绕日运行的椭圆形轨道上近日点a点速度最大，远日点c点速度最小，根据对称性可知，从a点到c点所用时间为二分之一周期，且从a点到b点所用时间小于从b点到c点所用时间，则该彗星某时刻位于a点，经过四分之一周期该慧星位于轨道的bc之间。 故选C。 （2）[2]引力势能的表达式为 彗星在运动过程中满足机械能守恒，则有 解得 （上海市松江区2024届高三物理二模试卷）冰雪运动 滑雪、滑冰、雪地摩托等，让您在欣赏美景的同时，也能尽情体验冰雪带来的刺激与乐趣。 1．如图，拖拉机通过缆绳拉着一群坐在雪圈上的游客在冰面上绕O点做匀速圆周运动： （1）游客所受合力的方向为 ； （2）距离O点越远的游客，刺激感会 。 A．强                   B．弱 C．与其他人相同          D．不确定 2．如图，雪圈滑道为高h的斜坡。质量为m的游客坐雪圈从滑道上由静止滑下，最终停在水平冰面上，整个下滑过程中只与冰面接触，则阻力对游客做的功为 。 3．速度为v的甲游客遇到另一个静止在雪圈上的乙游客，两雪圈发生了对心碰撞。每位游客与雪圈的总质量均为M。 （1）若两雪圈发生了速度交换，则碰撞过程中，动量 ；机械能 （均选涂：A．守恒B．不守恒）；若碰撞时间为t，则两雪圈之间平均作用力的大小为 ； （2）若碰撞时，游客抓住对方一起运动，则碰撞过程中损失的机械能为 。 4．雪圈空载时体积为V，压强为p，载人后体积减少了，则压强为 。 5．游客在某平整冰面观察水下的鱼，则鱼的实际位置应在目测位置的（　　） A．上方 B．同一位置 C．下方 【机械能与动量、热学、光学】 【答案】1．指向O点或沿半径指向圆心 A 2． 3．A A 4． 5．C 【解析】1．[1]因为游客在冰面上绕O点做匀速圆周运动，合外力提供向心力，则游客所受的合力方向指向O点； [2]根据牛顿第二定律 可知距离O点越远的游客，所需要的向心力越大，则刺激感会越强。 故选A。 2．对游客由动能定理 可得阻力对游客做的功为 3．[1]由于碰撞过程时间极短，内力远大于外力，所以碰撞过程中，动量守恒。 故选A。 [2]根据甲、乙游客的质量相等，碰撞后速度发生交换，属于弹性碰撞，则碰撞过程中机械能守恒。 故选A。 [3]规定甲游客的初速度方向为正方向，对甲游客由动量定理可得 可得两雪圈之间平均作用力的大小为 [4]由动量守恒定律 由能量守恒定律 可得碰撞过程中损失的机械能为 4．由玻意耳定律可知 可得此时压强为 5．如图所示画出光路图 所以鱼的实际位置应在目测位置的下方。 故选C。 （上海市松江区2024届高三物理一模试卷）冰上运动 冰上运动是人们借助冰刀或其他器材在冰面上进行的一种运动。它主要包括速度滑冰、短道速度滑冰、花样滑冰、冰球和冰壶等。 1．短道速滑比赛中，运动员起跑时冰刀用力向后蹬冰面，运动员向前跑出，这是因为力的作用是 的；冲过终点后运动员并不能立刻停下来，其原因是运动员具有 。 2．如图是速滑比赛中正常滑行的情景。水平冰面受到运动员的作用力方向可能是（　　） A．   B．   C．   D．   3．如图短道速滑接力，两人的速度方向相同，“交棒”运动员用力推前方“接棒”运动员，不计冰面和空气阻力，对于两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是（　　） A．两运动员的加速度大小相同 B．两运动员相互作用力冲量的矢量和一定等于零 C．两运动员相互作用力做功之和一定等于零 D．两运动员组成的系统动量守恒，机械能守恒 4．质量为0.105kg的冰球以24m/s的速度被质量为75kg的守门员抓住。不计守门员与冰面的摩擦，守门员抓住冰球后的速度大小为 m/s（结果保留2位有效数字）。 5．运动员比赛中带上头盔除了减小风阻外，还具有在摔倒和碰撞中保护头部的作用，其中包含的物理原理： 。 【牛顿定律、静力学、动量和机械能】 【答案】1．相互 惯性 2．C 3．B 4．0.034 5．见解析 【解析】1．[1]短道速滑比赛中，运动员起跑时冰刀用力向后蹬冰面，运动员向前跑出，这是因为力的作用是相互的。 [2]冲过终点后运动员并不能立刻停下来，其原因是运动员具有惯性。 2．运动员给水平冰面竖直向下的压力和沿冰面向后的摩擦力，根据平行四边形定则可知，二者的合力方向斜向后下方。 故选C。 3．A．两运动员交接棒过程中，他们之间的相互作用力大小相等，方向相反，根据 可知，二者质量关系不明，则无法比较他们的加速度。故A错误； B．由牛顿第三定律可知，两运动员之间的相互作用力大小相等，方向相反，且作用时间相等，根据 可知，两运动员相互作用力的冲量大小相等，方向相反，矢量和一定等于零。故B正确； C．两运动员相互作用过程中，相对地面的位移不一定相同，因此两运动员相互作用力做功之和不一定等于零。故C错误； D．两运动员组成的系统动量守恒，但交接棒过程，后面的运动员从后面推前面的运动员要消耗人体的化学能，转化为系统的机械能，所以机械能不守恒。故D错误。 故选B。 4．取冰球初速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得 解得 5．由动量定理 可知，当物体动量改变量不变时，缓冲的时间越长，则所受平均作用力越小。所以运动员比赛中带上头盔除了减小风阻外，还具有在摔倒和碰撞中保护头部的作用。 （上海市青浦区2024届高三物理二模试卷）四、排球运动 排球运动是球类运动之一，在我国具有非常高的欢迎度，我国女排曾获得世界五连冠的辉煌记录。 15．如图所示，小王同学正在垫质量为m的排球。排球离开手臂后先竖直向上运动高度h后，再落回原位置，设空气阻力大小恒为f，则此过程中（　　） A．重力对排球所做总功为 B．排球的机械能变化量为 C．合力对排球做功为零 D．合力对排球的冲量为零 16．在排球比赛中，某运动员抓住机会打了一个“探头球”，已知来球速度，击回的球速度大小为，击球时间为0.2s，排球的质量为270 g，则击球时手对球作用力大小为 N，此力方向与 （“v1”或“v2”）相同。（忽略击球时重力的影响） 17．如图所示为某排球场尺寸，网高2.24m。某队员在距网水平距离为3.0m、边界为4.5m的O点自距地面3.2m高处将排球击出。已知排球的质量为270g，重力加速度g取10m/s2，忽略空气对排球的作用力。 （1）若该队员用400N的力将排球沿水平方向击出，扣球点与球落地点的水平距离为8m。在球离开手到落地的过程中，合力的冲量为 N·s。运动员击打排球时，运动员的手对排球做了 J的功。 （2）调整恰当的击球方向，击球后瞬间，球水平飞出。排球视为质点。下列速度可使排球不会触网，也不会出界的是( ) A．6.0m/s        B．7.0m/s         C．17m/s         D．18m/s 【机械能与动量、曲线运动】 【答案】15．B 16．18.9 v2 17．2.16 13.5 B 【解析】15．A．排球离开手臂后先竖直向上运动高度h后，再落回原位置，故重力做功为0，故A错误； B．排球的机械能变化量为 故B正确； C．重力做功为0，阻力做功为负功，故合力做功不为0，故C错误； D．由于此过程排球动量变化不为零（末速度与初速度反向），由动量定理可知合外力的冲量不为0，故D错误。 故选B。 16．[1][2]规定的方向为正方向，根据动量定理可得 解得 此力方向与v2方向相同。 17．（1）[1]在球离开手到落地的过程中，合力的冲量为 [2]球下落的时间为 扣球点与球落地点的水平距离为8m，则 故运动员的手对排球做功 （2）速度较小时容易触网，临界速度 落点在边界角位置为最大速度 只要方向恰当，大于6.8m/s小于16m/s的速度均可落在场内。 故选B。 （上海市青浦区2024届高三物理一模试卷）在体育运动项目中，包含着丰富的物理原理。只要你善于观察，都能用物理知识解决实际问题。 10．篮球训练中，某同学伸出双手迎接飞来的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前。这样接球有助于减小接球过程中（    ） A．篮球动量的变化量 B．篮球动能的变化量 C．篮球对手的作用力 D．篮球对手作用力的冲量 11．体操运动员在上下抖动一轻质丝带，形成一列“绳波”，如图所示。其中P点恰处于平衡位置，a、b两点沿波的传播方向相距1.5m、沿振动方向相距0.5m，运动员手中小棍上下抖动的频率为3Hz。波形沿丝带传播的速度大小应为 m/s，小棍的起振方向向 。从图示时刻起的0.1s内，P点振动的速度大小变化情况为 。 12．跳水运动员在跳台上腾空而起。跳台距水面高度为10m,运动员恰好到达最高位置时，他的重心离跳台台面的高度为1米,当他下降到手触及水面时要伸直双臂做一个反掌压水花的动作,这时他的重心离水面也是1m。从最高点到手触及水面的过程中，其重心的运动可以看作自由落体运动，则他在此过程中完成一系列动作可利用的时间为 s（保留两位小数），忽略运动员进入水面后的受力变化，从手掌触及水面入水之后，他的重心能下沉到水面下约2.5m处，假设运动员质量为50kg，入水过程中，试计算他克服水的平均阻力做功为 J。（g取10m/s2） 13．如图所示，在某次3000m短道速滑接力赛练习中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙的速度大小为12m/s，甲的速度大小为10m/s，此时乙沿水平方向猛推甲一把，使甲以15m/s的速度向前冲出。已知甲、乙运动员的质量均为60kg，乙推甲的时间为0.8s，冰面阻力足够小，求： （1）在乙推甲的过程中，乙对甲的平均作用力大小； （2）乙推甲后两人分开时乙的速度。 【动量定理、动量守恒定律、机械振动与机械波、功】 【答案】10．C 11．1.8 上 先变小再变大 12．1.41 6750 13．（1）375N；（2）7m/s，方向与甲运动员初始运动方向相同 【解析】10．某同学伸出双手迎接飞来的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前的过程两球动能变化量相同，动量变化量相同，篮球对手作用力的冲量相同，但是作用时间变长，根据动量定理可知篮球对手的作用力变小。 故选C； 11．[1]由题意可知波长为 波形沿丝带传播的速度大小 [2]根据上下坡法可知小棍的起振方向向上； [3]波的传播周期为 图示时刻，P正在向上振动远离平衡位置，而0.1s大于四分之一个周期，所以从图示时刻起的0.1s内，P点振动的速度先变小再变大； 12．[1]由 可得 [2]由动能定理 可得他克服水的平均阻力做功为 13．（1）取甲运动员初始运动方向为正方向，乙推甲的过程中，对运动员甲，由动量定理有 解得 F=375N （2）取甲运动员初始运动方向为正方向，乙推甲的过程中，两者所组成的系统动量守恒，有 解得 速度方向与甲运动员初始运动方向相同。 （上海市闵行区2024届高三物理一模试卷）三、荡秋千 荡秋千是中华传统游戏竞技项目，常在节日庆典举行比赛，如图甲，深受各族人民的喜爱。现在荡秋千已成为儿童的专项活动，常见于校园操场旁或公园中，如图乙。 9．一种荡秋千的方式如图丙，小朋友坐姿基本不变，大人用水平力F缓慢将秋千由最低点O点拉至图示B点再由静止释放。在B点时秋千绳与竖直方向的夹角为，C点为左端最高点，忽略秋千绳的质量和空气阻力，重力加速度为g。 （1）大人缓慢拉秋千的过程中，秋千绳上的拉力大小如何变化 ；（选涂：A．变小    B．不变        C．变大） （2）从B点至C点过程中，秋千绳子拉力的冲量的方向为 ；（选涂：A．冲量为零   B．竖直向上   C．竖直向下） （3）从B点到C点的时间为，若，试估算小朋友和座椅的重心到秋千悬点的距离为 。 10．有一种极限秋千运动，运动员通过蹲下和站起动作，可以越荡越高，直至实现360°翻转。 （1）运用所学物理知识分析，若秋千绳换为铁链或铁杆， （选涂：A铁链秋千    B铁杆秋千）更容易实现360°极限翻转。 （2）简要说明理由。 11．某科学up主用假人、小火箭（火箭箭体、燃料）和铁链秋千，完成极限360°翻转荡秋千实验。若不计铁链质量，假人、小火箭的总质量为M，重心到悬点的距离始终为L；火箭发射喷气时间极短，瞬间喷出气体的质量为Δm；最后恰好实现了360°翻转，求： （1）如图丁，火箭在O点发射瞬间假人和火箭箭体获得的初速度v0； （2）火箭发射瞬间气体的喷射速度u。 【牛顿定律、动量定理、机械能和动量守恒定律】 【答案】9．C B 10．B 见解析 11．（1）；（2） 【解析】9．（1）[1]受力分析如图所示： 根据平衡条件可得绳子的拉力为 在缓慢拉秋千的过程中，夹角逐渐增大，则绳上的拉力变大。 故选C。 （2）[2]由题知，从B点至C点动量变化为0，则此过程绳子拉力的冲量与重力的冲量大小相等，方向相反。由于重力的冲量方向竖直向下，则绳子拉力的冲量的方向为竖直向上。 故选B。 （3）[3] 若，此过程可看作单摆，由单摆的周期公式可得 可得 10．直杆秋千通过最高点的速度大于零即可，铁链秋千通过最高点的速度需要大于，这意味着运动员要做更多的功，使更多的人的生物能转为为机械能 11．（1）忽略上升过程中的空气阻力，假人和火箭体机械能守恒，以最低点为零势能面： （M-Δm）（M-Δm）+（M-Δm）g×2L            ∴    （2）    火箭发射时，动量守恒： （上海市松江二中2024届高三物理三模试卷）光 人类对光的认识经历了非常曲折的过程，从最初的微粒说、波动说，到电磁波理论的建立，到最后的光子说，人类最终认识到不能用一种性质去描述光的所有行为，只能认为光具有波粒二象性。 19．如图为富兰克林使用X射线拍摄的DNA晶体，这是利用了光的 现象。（选涂：“A：干涉”、“B：衍射”） 20．给如图所示的莱顿瓶甲充电，当两金属球之间的电压达到一定值时，金属球A、B间开始放电，出现电火花。该实验能够证明 的存在。移动莱顿瓶乙的矩形线框中可移动的带有氖管的金属棒到 时，氖管发光最亮。 21．不同的电磁波有不同的应用。图中病人正进行伽玛刀手术，该手术是使用钴-60产生的射线进行一次性大剂量地聚焦照射，使之产生局灶性的坏死或功能改变而达到治疗疾病的目的。 （1）射线本质上是 （A．光子　B．中子　C．电子） （2）下列哪些情况下不能释放出射线( ) A．原子核发生衰变        B．原子弹爆炸 C．用紫外线照射锌板        D．氢原子从基态跃迁到激发态 22．用光子能量为的光照射图示光电管极板K时发生光电效应，产生光电流。若K的电势高于A的电势，且电势差为0.9V，此时光电流刚好截止。此金属的逸出功是 那么，当A的电势高于K的电势，且电势差也为0.9V时，光电子到达A极时的最大动能是 23．康普顿在研究石墨对X射线的散射时，提出光子不仅具有能量，而且具有动量，光子动量。假设射线中的单个光子与静止的无约束的自由电子发生弹性碰撞。碰撞后光子的方向与入射方向夹角为，电子的速度方向与入射方向夹角为，其简化原理图如图所示。光子和电子组成的系统碰撞前后动量守恒，动量守恒定律遵循矢量运算的法则。已知入射光波长，普朗克常量为h。则碰撞后光子的波长 。 24．科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的光子数为n，光子平均波长为，太阳帆面积为S，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m。 （1）求飞船加速度 ； （2）若太阳帆是黑色的，飞船的加速度 。 【光学、近代物理、动量】 【答案】19．B 20．电磁波 两矩形线框面积相同 21．A CD 22．2.2eV 1.8eV 23． 24． 【解析】19．如图为富兰克林使用X射线拍摄的DNA晶体，这是利用了光的衍射现象。 20．[1]给莱顿瓶甲充电，当两金属球之间的电压达到一定值时，金属球A、B间开始放电，出现电火花，电路中产生变化的电流，变化的电流又产生变化的磁场。该实验能够证明电磁波的存在。 [2]在实验中，两莱顿瓶是相同的，它们的电容相同，滑动接收框上的金属滑杆，使两个矩形线框的面积相同，它们的电感也相同。这时，两个电路的振荡频率相同，电磁波会使接收电路中产生最强的电流，氖管最亮。 21．（1）[1]射线本质上是光子。 （2）[2]原子核发生衰变和原子弹爆炸能释放出射线，用紫外线照射锌板可以产生光电子，氢原子从基态跃迁到激发态需要吸收光子。故AB不符合题意；CD符合题意。 故选CD。 22．[1]根据 解得 [2]根据 又 联立，解得 23．设碰撞后电子的动量为p，在水平方向上，由动量守恒定律可得 在竖直方向上，有 联立，解得 24．（1）[1]光子垂直射到太阳帆上再反射，动量变化量为 设光对太阳帆的压力为F，单位时间打到太阳帆上的光子数为N，则 取光子初速度方向为正方向，对飞船由动量定理，有 又 联立，解得 对飞船，由牛顿第二定律，可得 （2）[2]若太阳帆是黑色的，光子垂直打在太阳帆上不反弹，光子动量变化量为 太阳帆上受到的光压力为 对飞船，由牛顿第二定律，可得 （上海市长宁区2024届高三物理二模试卷）天宫课堂 我国航天员在空间站进行过多次太空授课，精彩纷呈的授课内容大大激发了我们对科学知识和太空探索的兴趣和动力。 11．航天员将天宫课堂内容传输到地面，使用了（　　） A．机械波 B．引力波 C．物质波 D．电磁波 12．航天员将空气注入水球中，形成一个正中央含有同心空气球的特殊水球。已知水的折射率为，气球半径r=3cm，水球半径R=8cm。若将一束单色光以入射角i射入水球，折射后光线恰好与空气球相切，如图所示，则入射角i= °，光线通过水球后，偏离原入射光线的角度是 °。（已知sin22°=） 13．航天员在空间站用小水球进行了一场类似于乒乓球的比赛，使用普通球拍击球时，水球被粘在球拍上，在球拍上包上毛巾后再击球，水球不仅没有被吸收，反而弹开了，下列说法正确的有（　　） A．水滴呈球形是由于水的表面张力 B．水球被粘在球拍上是因为球拍表面对水是浸润的 C．毛巾表面布满了疏水的微线毛，对水是不浸润的 D．水球弹开的原因是“毛巾球拍”对水球的力大于水球对“毛巾球拍”的力 14．航天员在方格背景前做了以下实验：将质量为m的小球以速度v撞向质量为6m的静止大球，经过时间Δt两球发生正碰碰撞（忽略两球碰撞时间），实验过程中，相机拍下了三个时刻球的位置，如图所示。则碰撞后大球的速度为 v，如果在2Δt时刻还拍摄到了大球的位置，则通过该实验可以验证 守恒定律。 【光学、热学、动量】 【答案】11．D 12．30 16 13．ABC 14．0.25 动量 【解析】11．航天员将天宫课堂内容传输到地面，使用了电磁波。 故选D。 12．[1]设折射角为，根据几何关系可知 解得 根据折射定律可知 解得 ° [2]光的折射如图 光线通过水球后，偏离原入射光线的角度为 13．A．水球形成球形是因为水具有表面张力，故A正确； B．水球被粘在球拍上是因为拍子表面对于水是浸润的，故B正确； C．毛巾的表面布满了疏水的微线毛，对于水是不浸润的，故C正确； D．用毛巾加工成的球拍打水球的力与水球对球拍的力是一对相互作用力，大小相等，故D错误。 故选ABC。 14．[1]设小方格的长度为s，碰前小球的速度 v= 碰后小球的速度为 根据动量守恒定律有 解得 [2] 如果在2Δt时刻还拍摄到了大球的位置，则通过该实验可以验证动量守恒定律。 （上海市奉贤区2024届高三物理二模试卷）小岩同学通过练习颠羽毛球来提高手眼协调能力和反应速度。在某次颠球时，羽毛球拍将质量为m的羽毛球以初速度v0竖直向上击出，若将羽毛球击出的瞬间确定为零时刻，且羽毛球在运动过程中所受空气阻力大小f与其速率v的关系满足f=kv（k为常数），当羽毛球落回至击出点时速度大小为vt，不计风力，则 4．k的单位为 （用国际制基本单位表示）； 5．在此次击球过程中，羽毛球拍对羽毛球做的功W与的大小关系是（　　） A．W= B．W> C．W< D．无法确定 6．对于羽毛球从被击出到落回至击出点的运动过程： （1）若规定竖直向上为正方向，则羽毛球的速度-时间（v-t）图像，可能的是 。 AB．C．D． （2）（论证）羽毛球受到的空气阻力的冲量If =0 ； （3）（计算）羽毛球的运动时间t 。 【单位制、机械能与动量、牛顿定律和直线运动】 【答案】4． 5．A 6．D 见解析 【解析】4．根据公式可知，结合单位的导出方法可知k的单位为 5．击球瞬间只有羽毛球拍对羽毛球做的功，根据功能关系可知 故选A。 6．（1）规定竖直向上为正方向，上升过程中，根据牛顿第二定律有 加速度向下，随着速度的减小，加速度逐渐减小； 下降过程中，根据牛顿第二定律有 加速度向下，随着速度的增大，加速度逐渐减小，且，图像的斜率反应了加速度。 故选D。 （2）小球运动的v-t图像如图所示，由于位移大小相等，因此图像中两阴影部分面积相等，因为f=kv，则f-t图像的两阴影部分的面积也相等，由I=ft可知上升和下降过程的冲量大小相等，方向相反，则If =0。 （3）取竖直向上为正方向，返回抛出点的速度大小为vt，则根据动量定理可得 -mgt=-mvt-mv0 解得 t= （上海市崇明区2024届高三物理二模试卷）钟摆力学原理 摆钟是最早能够精确计时的一种工具。十七世纪意大利天文学家伽利略研究了教堂里吊灯的运动，发现单摆运动具有等时性，后人根据这一原理制成了摆钟，其诞生三百多年来，至今还有很多地方在使用。 6．把摆钟的钟摆简化成一个单摆。如果一个摆钟，每小时走慢1分钟，可以通过调整钟摆来校准时间，则应该（　　） A．增加摆长 B．增加摆锤质量 C．缩短摆长 D．减小摆锤质量 7．如图，一单摆的摆长为L，摆球质量m，用力将摆球从最低点A在竖直平面内向右缓慢拉开一个偏角，到达B点后从静止开始释放。刚释放摆球的瞬间，摆球的回复力大小为 。摆球从释放开始到达最低点A的时间为 。 8．（计算）接上题，如摆球静止在A点时，给摆球一个水平向左的冲量I，使得摆球能够继续绕悬挂点O在竖直平面内做一个完整的圆周运动，则需要的最小冲量为多少？ 【机械振动与机械波、机械能与动量】 【答案】6．C 7． （2n-1）（n=1、2、3，…） 8． 【解析】6．根据单摆的周期公式 已知摆钟，每小时走慢1分钟，说明摆钟的周期变长，需要校准时间则应使周期变短，则应缩短摆长，改变摆锤的质量不会影响摆钟的周期。 故选C。 7．[1]对摆球受力分析如图所示 可知刚释放摆球的瞬间，摆球的回复力大小为 [2]根据单摆的周期公式 可知摆球从释放开始第一次到达最低点A的时间为 则摆球从释放开始到达最低点A的时间为 （） 8．设给摆球一个水平向左的冲量I，小球获得初速度为，由动量定理 小球在最高点时，由牛顿第二定律 从最低点到最高点，由机械能守恒定律 联立可得需要的最小冲量为 （上海市静安区2024届高三物理二模试卷）宇宙飞船进行长距离运行时，可采用离子发动机提供推力。在离子发动机中，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（离子初速度忽略不计），A、B间电压为U，离子经电场加速后，从飞船尾部高速连续喷出，飞船利用反冲获得恒定推力。已知某离子发动机中氙离子质量为m，电荷量为q。 19．飞船向后喷出的氙离子的速度大小v= 。 20．（计算）若飞船获得的推力为F1，求单位时间内飘入A、B间的正离子数目N为多少。 21．（简答）加速正离子束所消耗的功率P不同时，飞船获得的推力F也不同，为提高能量的转换效率需要使“”尽量大，请分析提出增大“”的两条建议。 【静电场】 【答案】19． 20． 21．可用质量大的离子；减小加速电压（或用带电量少的离子，合理即可） 【解析】19．离子经电场加速，根据动能定理 解得飞船向后喷出的氙离子的速度大小为 20．设时间内飘入A、B间的正离子数目为，根据动量定理 单位时间内飘入A、B间的正离子数目N为 21．设正离子束所受的电场力为，正离子束在电场中做匀加速运动，加速正离子束所消耗的功率为 根据牛顿第三定律 则 故为提高能量的转换效率，可用质量大的离子；减小加速电压；用带电量少的离子。 （上海市金山区2024届高三物理一模试卷）四、“天宫”中和地面上的实验 用相同的器材分别在地面和“天宫”中做实验，能观察到完全不同的现象。地球表面重力加速度为g。 实验一：如图a所示，用固定细杆悬挂一个质量为m的小球，轻绳长为L。给小球一个垂直于绳、较小的初速度v。 实验二：如图b所示，静止释放质量为3m的球A，同时给质量为m的球B初速度v向A球球心运动，通过背景中小方格观察两球运动情况。 13．在“天宫”中进行实验一，小球第一次回到出发点所用时间为 ，小球具有初速度的瞬间，绳子拉力大小为 。 14．在地球表面进行实验一，小球第一次回到出发点所用时间为 ，增加小球质量再次实验，该时间 （选涂：A。增大  B．减小  C．不变）。 15．在“天宫”中进行实验二，经过时间Δt两球发生碰撞，忽略两球碰撞时间，照相机拍下如图c所示的不同时刻的两球位置照片。 （1）在碰撞后A球的速度u＝ v； （2）（简答）两球间的碰撞是否为弹性碰撞？ 判断依据是什么？ 16．（计算）在地球表面进行实验二，两球释放时，A球底部距离地面h，且已知在“天宫”中进行实验二时的Δt和u，不计空气阻力。计算A球落地位置与其释放位置的水平间距x（用u、Δt、g、h表示）。 【万有引力定律、机械振动与机械波、动量、直线运动、机械能】 【答案】13． 14． C 15． 是 见解析 16． 【解析】13．[1]在“天宫”中进行实验一，小球只受绳子的拉力，做匀速圆周运动，轨道半径为,第一次回到出发点所用时间为一个周期，即 [2]绳上的拉力提供向心力，有 14．[1]在地球表面进行实验一，小球来回摆动，周期为 小球第一次回到出发点所用时间为 [2]由于单摆的周期与小球质量无关，所以再次实验，时间不变。 故选C。 15．[1]在“天宫”中进行实验二，A球释放后静止，B球以v匀速，设每个小方格边长为，则B球碰前速度为 B球碰后速度大小为 所以 去向左为正方向， 根据动量守恒定律，有 解得 [2][3]碰前两球的能量为 碰后两球的能量为 所以是弹性碰撞。 16．在地球表面进行实验二，竖直方向做自由落体运动，有 落地的时间为 落下Δt时间后，有水平速度u，则A球落地位置与其释放位置的水平间距为 （上海市嘉定区2024届高三物理二模试卷）大自然中喷瓜传播种子的方式比较特别。喷瓜结构如图（a）所示，茎通过果柄给果实输送水分和养分，成熟后的果实内部挤满了种子和黏性液体。果实一受到触动就会和果柄分开，断开处会出现一个小孔，浆液及种子就会从这个小孔里喷射出来，使果实飞出。 14．图（b）为静止低垂的果实的示意图，果实对果柄的作用力方向最接近的是（　　） A． B． C． D． 15．像喷瓜这样，系统在内力作用下向某一方向发射部分物质从而使系统的剩余部分向相反方向运动的现象，称为 现象，举出该现象的另一个例子 。 16．若向下喷出种子后瞬间，果实质量为m，获得向上的作用力为F，此时该果实的加速度大小为 。 17．假设两颗质量相同的种子，水平喷出时相对于果实的速度相同，有两种喷出情况：①两颗种子同时喷出；②两颗种子依次喷出。则果实所获得的水平速度（　　） A．情况①下更大 B．情况②下更大 C．两种情况一样大 18．若一果实喷完种子后飞出（忽略空气阻力的影响）： （1）假设果实水平射出，射程为x，要估算水平的初速度v0，还需要知道的物理量及其符号是 ，v0= 。 （2）若该果实以相同初速度大小，从同一高度分别竖直向上和水平飞出，落地瞬间果实的 。 A．动能相同　B．动能不同　C．动量相同　D．动量不同 （3）竖直向上和水平飞出两种情况中该果实所受重力的冲量分别为I1、I2，则 。 A．I1>I2     B．I1=I2     C．I1<I2 【直线运动、静力学、牛顿定律、机械能与动量】 【答案】14．D 15．反冲 例1，鱿鱼通过向后喷射水流使自身快速向前游动 例2，高温高压的气体以很大的速度从火箭尾部向后喷出，将火箭推向前方 例3，发射炮弹，炮身后退 例4，园林喷灌装置一边喷水一边旋转 16． 17．B 18．离地高度h AD A 【解析】14．由于果实处于静止状态，根据力的平衡，果实受到竖直向下的重力和果柄竖直向上的弹力，根据牛顿第三定律可得，果实对果柄的作用力方向应竖直向下。 故选D。 15．[1][2]系统在内力作用下向某一方向发射部分物质从而使系统的剩余部分向相反方向运动的现象，称为反冲现象，例如鱿鱼通过向后喷射水流使自身快速向前游动；高温高压的气体以很大的速度从火箭尾部向后喷出，将火箭推向前方；发射炮弹，炮身后退；，园林喷灌装置一边喷水一边旋转等。 16．根据牛顿第二定律可得 17．设果实和种子的总质量为M，每颗种子的质量为m，种子水平喷出时相对于果实的速度为v，若两颗种子同时喷出，有 所以 若先喷出一颗，后又喷出一颗，则有 所以 故选B。 18．[1][2]由于种子做平抛运动，则 联立可得 即还需要知道的物理量为种子距离地面的高度h； [3]由于种子在空中运动过程中只有重力做功，故机械能守恒，即落地时种子的动能相同，但由于落地时速度方向不同，所以种子的动量不同。 故选AD。 [4]两种情况下种子竖直位移相同，但竖直上抛运动时间较长，所以根据 可得，竖直上抛运动过程中重力的冲量较大，即 故选A。 （上海市2024届高三物理一模调研卷·杨浦区、徐汇区【部分】、嘉定区、奉贤区）从东方红一号到天宫空间站，我国的航天技术经过五十多年的发展，已达到了世界领先水平。 4．1970年，我国发射的第一颗人造地球卫星以某种波向太空发送《东方红》乐曲信号，该波属于（    ） A．机械波 B．引力波 C．物质波 D．电磁波 5．长征5号运载火箭长为L，发射初期火箭总质量为m，平均推力为F，估算火箭离地上升距离L所需的时间t。 6．天舟二号采用自主快速交会对接模式，成功对接天和核心舱后向端口。二者对接前、后瞬间的总动量大小分别为、；总动能分别为、，则（    ） A．， B．， C．， D．， 7．天宫空间站的质量为m，绕地球运行的线速度大小为v。以无穷远处为零势能面，求空间站的机械能E。 8．航天员在空间站做了一系列实验。 （1）地面环境下某液体可沿一竖直毛细管爬升高度d。若在空间站中将相同毛细管插入同种液体相同深度，管内、外液面间距为，则该液体对毛细管( ) A．浸润，大于d    B．浸润，小于d     C．不浸润，大于d    D．不浸润，小于d （2）若航天员用弹簧振子做振动实验，得到振子的振动图线如图所示。在0~1.0s内，振子速度大小不断增大的时间段是( ) A．0~0.25s    B．0.25~0.5s    C．0.5~0.75s    D．0.75~1.0s 【近代物理、牛顿定律、直线运动、动量、机械能、热学、机械振动与机械波】 【答案】4．D 5． 6．B 7． 8． A BD/DB 【解析】4．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，而机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，所以我国发射的第一颗人造地球卫星以某种波向太空发送《东方红》乐曲信号，该波属于电磁波，故选D。 5．对火箭，根据牛顿第二定律可得 结合 联立求得 6．二者对接前、后瞬间内力远大于外力，系统的总动量守恒，由于对接时存在能量损耗，所以可知 总动能 故选B。 7．设天宫空间站绕地球运行的轨道半径为，以无穷远处为零势能面，则空间站的引力势能为 空间站的机械能 空间站在轨道上运行时，根据牛顿第二定律有 联立可得 8．（1）[1]毛细现象是液体表面对固体表面的吸引力引起的。在附着层分子的分布要比液体内部稀疏些，分子之间的吸引力大于排斥力，因此分子力体现为液体表面层的吸引力，它的作用结果是使液体表面绷紧，形成表面张力。地面环境下液体沿竖直毛细管爬升高度d，若在空间站中将相同毛细管插入同种液体相同深度，由于液体处于完全失重状态，则管内、外液面间距为 故选A。 （2）[2]若航天员用弹簧振子做振动实验，得到振子的振动图线如题图所示。当弹簧振子向平衡位置运动时，振子的速度不断增大，所以在0~1.0s内，振子速度大小不断增大的时间段是0.25~0.5s和0.75~1.0s这连个时间段，故选BD。 （上海市2024届高三物理一模调研卷·杨浦区、徐汇区【部分】、嘉定区、奉贤区）弹弓是一种传统非遗技艺项目的器械。图（a）是一种“Y”型弹弓，两根完全相同的皮筋一端和弹兜相连，另一端分别固定在Y形支架的两个弓眼上，弹兜和皮筋质量均可忽略不计。使用者先拉伸皮筋，并保持弹丸静止，此时两皮筋长度相同，如图（b）所示，然后释放弹丸，让其弹出。 9．用力拉皮筋使弹丸处于静止状态时，两侧皮筋间夹角为。若仅增大弓眼间距，再用力拉皮筋使弹丸处于静止状态，此时两皮筋间的夹角仍为，则（    ） A． B． C． 10．在时，以初速度竖直向上射出一质量的弹丸，其上升的最大高度。弹丸在运动过程中所受空气阻力大小f与其速率v的关系满足，其中。 （1）弹丸从射出到运动至最高点的过程中，其图线可能为( ) （2）（论证）分析说明弹丸在整个上升过程中所受空气阻力的冲量大小 ； （3）（计算）求弹丸从射出到运动至最高点的时间t。（结果保留2位有效数字） 【静力学、直线运动、牛顿定律、冲量】 【答案】9．C 10． A 见解析 2.0s 【解析】9．保持两皮筋间的夹角为不变，仅增大弓眼间距，根据几何关系可知，两皮筋变长，则皮筋上的弹力变大，而两力夹角不变，根据力的合成可知，合力变大，弹丸处于静止状态，则外力与两皮筋合力等大反向，所以外力变大，则 故选C。 10．（1）[1]根据牛顿第二定律 随着速度减小，加速度减小，做加速度减小的减速运动，图像斜率变小。 故选A。 （2）[2] 空气阻力的冲量大小 根据图像面积代表位移可知 （3）[3]根据动量定理 其中，解得 ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题5 动量相关 （上海市2024年等级考物理试卷）引力场中的运动 包括太阳、地球在内的所有物体都会在其周围产生引力场。在不同尺度的空间，引力场中的物体运动具有不同的表象。牛顿揭示了苹果下落和行星运动共同的物理机制。意味着天上的物理和地上的物理是一样的，物理规律的普适性反映了一种简单的美。 7. 如图，小球a通过轻质细线Ⅰ，Ⅱ悬挂，处于静止状态。线Ⅰ长，Ⅱ上端固定于离地的O点，与竖直方向之间夹角；线Ⅱ保持水平。O点正下方有一与a质量相等的小球b，静置于离地高度的支架上。（取，，） （1）（2分）在线Ⅰ，Ⅱ的张力大小，和小球a所受重力大小G中，最大的是______。 （2）烧断线Ⅱ，a运动到最低点时与b发生弹性碰撞。求： ①（4分）与b球碰撞前瞬间a球的速度大小；（计算） ②（4分）碰撞后瞬间b球的速度大小；（计算） ③（4分）b球的水平射程s。（计算） 8. 图示虚线为某慧星绕日运行的椭圆形轨道，a、c为椭圆轨道长轴端点，b、d为椭圆轨道短轴端点。慧星沿图中箭头方向运行。 （1）（3分）该彗星某时刻位于a点，经过四分之一周期该慧星位于轨道的______。 A．ab之间 B．b点 C．bc之间 D．c点 （2）（6分）已知太阳质量为M，引力常量为G。当慧日间距为时，彗星速度大小为。求慧日间距为时的慧星速度大小。（计算） （上海市松江区2024届高三物理二模试卷）冰雪运动 滑雪、滑冰、雪地摩托等，让您在欣赏美景的同时，也能尽情体验冰雪带来的刺激与乐趣。 1．如图，拖拉机通过缆绳拉着一群坐在雪圈上的游客在冰面上绕O点做匀速圆周运动： （1）游客所受合力的方向为 ； （2）距离O点越远的游客，刺激感会 。 A．强                   B．弱 C．与其他人相同          D．不确定 2．如图，雪圈滑道为高h的斜坡。质量为m的游客坐雪圈从滑道上由静止滑下，最终停在水平冰面上，整个下滑过程中只与冰面接触，则阻力对游客做的功为 。 3．速度为v的甲游客遇到另一个静止在雪圈上的乙游客，两雪圈发生了对心碰撞。每位游客与雪圈的总质量均为M。 （1）若两雪圈发生了速度交换，则碰撞过程中，动量 ；机械能 （均选涂：A．守恒B．不守恒）；若碰撞时间为t，则两雪圈之间平均作用力的大小为 ； （2）若碰撞时，游客抓住对方一起运动，则碰撞过程中损失的机械能为 。 4．雪圈空载时体积为V，压强为p，载人后体积减少了，则压强为 。 5．游客在某平整冰面观察水下的鱼，则鱼的实际位置应在目测位置的（　　） A．上方 B．同一位置 C．下方 （上海市松江区2024届高三物理一模试卷）冰上运动 冰上运动是人们借助冰刀或其他器材在冰面上进行的一种运动。它主要包括速度滑冰、短道速度滑冰、花样滑冰、冰球和冰壶等。 1．短道速滑比赛中，运动员起跑时冰刀用力向后蹬冰面，运动员向前跑出，这是因为力的作用是 的；冲过终点后运动员并不能立刻停下来，其原因是运动员具有 。 2．如图是速滑比赛中正常滑行的情景。水平冰面受到运动员的作用力方向可能是（　　） A．   B．   C．   D．   3．如图短道速滑接力，两人的速度方向相同，“交棒”运动员用力推前方“接棒”运动员，不计冰面和空气阻力，对于两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是（　　） A．两运动员的加速度大小相同 B．两运动员相互作用力冲量的矢量和一定等于零 C．两运动员相互作用力做功之和一定等于零 D．两运动员组成的系统动量守恒，机械能守恒 4．质量为0.105kg的冰球以24m/s的速度被质量为75kg的守门员抓住。不计守门员与冰面的摩擦，守门员抓住冰球后的速度大小为 m/s（结果保留2位有效数字）。 5．运动员比赛中带上头盔除了减小风阻外，还具有在摔倒和碰撞中保护头部的作用，其中包含的物理原理： 。 （上海市青浦区2024届高三物理二模试卷）四、排球运动 排球运动是球类运动之一，在我国具有非常高的欢迎度，我国女排曾获得世界五连冠的辉煌记录。 15．如图所示，小王同学正在垫质量为m的排球。排球离开手臂后先竖直向上运动高度h后，再落回原位置，设空气阻力大小恒为f，则此过程中（　　） A．重力对排球所做总功为 B．排球的机械能变化量为 C．合力对排球做功为零 D．合力对排球的冲量为零 16．在排球比赛中，某运动员抓住机会打了一个“探头球”，已知来球速度，击回的球速度大小为，击球时间为0.2s，排球的质量为270 g，则击球时手对球作用力大小为 N，此力方向与 （“v1”或“v2”）相同。（忽略击球时重力的影响） 17．如图所示为某排球场尺寸，网高2.24m。某队员在距网水平距离为3.0m、边界为4.5m的O点自距地面3.2m高处将排球击出。已知排球的质量为270g，重力加速度g取10m/s2，忽略空气对排球的作用力。 （1）若该队员用400N的力将排球沿水平方向击出，扣球点与球落地点的水平距离为8m。在球离开手到落地的过程中，合力的冲量为 N·s。运动员击打排球时，运动员的手对排球做了 J的功。 （2）调整恰当的击球方向，击球后瞬间，球水平飞出。排球视为质点。下列速度可使排球不会触网，也不会出界的是( ) A．6.0m/s        B．7.0m/s         C．17m/s         D．18m/s （上海市青浦区2024届高三物理一模试卷）在体育运动项目中，包含着丰富的物理原理。只要你善于观察，都能用物理知识解决实际问题。 10．篮球训练中，某同学伸出双手迎接飞来的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前。这样接球有助于减小接球过程中（    ） A．篮球动量的变化量 B．篮球动能的变化量 C．篮球对手的作用力 D．篮球对手作用力的冲量 11．体操运动员在上下抖动一轻质丝带，形成一列“绳波”，如图所示。其中P点恰处于平衡位置，a、b两点沿波的传播方向相距1.5m、沿振动方向相距0.5m，运动员手中小棍上下抖动的频率为3Hz。波形沿丝带传播的速度大小应为 m/s，小棍的起振方向向 。从图示时刻起的0.1s内，P点振动的速度大小变化情况为 。 12．跳水运动员在跳台上腾空而起。跳台距水面高度为10m,运动员恰好到达最高位置时，他的重心离跳台台面的高度为1米,当他下降到手触及水面时要伸直双臂做一个反掌压水花的动作,这时他的重心离水面也是1m。从最高点到手触及水面的过程中，其重心的运动可以看作自由落体运动，则他在此过程中完成一系列动作可利用的时间为 s（保留两位小数），忽略运动员进入水面后的受力变化，从手掌触及水面入水之后，他的重心能下沉到水面下约2.5m处，假设运动员质量为50kg，入水过程中，试计算他克服水的平均阻力做功为 J。（g取10m/s2） 13．如图所示，在某次3000m短道速滑接力赛练习中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙的速度大小为12m/s，甲的速度大小为10m/s，此时乙沿水平方向猛推甲一把，使甲以15m/s的速度向前冲出。已知甲、乙运动员的质量均为60kg，乙推甲的时间为0.8s，冰面阻力足够小，求： （1）在乙推甲的过程中，乙对甲的平均作用力大小； （2）乙推甲后两人分开时乙的速度。 （上海市闵行区2024届高三物理一模试卷）三、荡秋千 荡秋千是中华传统游戏竞技项目，常在节日庆典举行比赛，如图甲，深受各族人民的喜爱。现在荡秋千已成为儿童的专项活动，常见于校园操场旁或公园中，如图乙。 9．一种荡秋千的方式如图丙，小朋友坐姿基本不变，大人用水平力F缓慢将秋千由最低点O点拉至图示B点再由静止释放。在B点时秋千绳与竖直方向的夹角为，C点为左端最高点，忽略秋千绳的质量和空气阻力，重力加速度为g。 （1）大人缓慢拉秋千的过程中，秋千绳上的拉力大小如何变化 ；（选涂：A．变小    B．不变        C．变大） （2）从B点至C点过程中，秋千绳子拉力的冲量的方向为 ；（选涂：A．冲量为零   B．竖直向上   C．竖直向下） （3）从B点到C点的时间为，若，试估算小朋友和座椅的重心到秋千悬点的距离为 。 10．有一种极限秋千运动，运动员通过蹲下和站起动作，可以越荡越高，直至实现360°翻转。 （1）运用所学物理知识分析，若秋千绳换为铁链或铁杆， （选涂：A铁链秋千    B铁杆秋千）更容易实现360°极限翻转。 （2）简要说明理由。 11．某科学up主用假人、小火箭（火箭箭体、燃料）和铁链秋千，完成极限360°翻转荡秋千实验。若不计铁链质量，假人、小火箭的总质量为M，重心到悬点的距离始终为L；火箭发射喷气时间极短，瞬间喷出气体的质量为Δm；最后恰好实现了360°翻转，求： （1）如图丁，火箭在O点发射瞬间假人和火箭箭体获得的初速度v0； （2）火箭发射瞬间气体的喷射速度u。 （上海市松江二中2024届高三物理三模试卷）光 人类对光的认识经历了非常曲折的过程，从最初的微粒说、波动说，到电磁波理论的建立，到最后的光子说，人类最终认识到不能用一种性质去描述光的所有行为，只能认为光具有波粒二象性。 19．如图为富兰克林使用X射线拍摄的DNA晶体，这是利用了光的 现象。（选涂：“A：干涉”、“B：衍射”） 20．给如图所示的莱顿瓶甲充电，当两金属球之间的电压达到一定值时，金属球A、B间开始放电，出现电火花。该实验能够证明 的存在。移动莱顿瓶乙的矩形线框中可移动的带有氖管的金属棒到 时，氖管发光最亮。 21．不同的电磁波有不同的应用。图中病人正进行伽玛刀手术，该手术是使用钴-60产生的射线进行一次性大剂量地聚焦照射，使之产生局灶性的坏死或功能改变而达到治疗疾病的目的。 （1）射线本质上是 （A．光子　B．中子　C．电子） （2）下列哪些情况下不能释放出射线( ) A．原子核发生衰变        B．原子弹爆炸 C．用紫外线照射锌板        D．氢原子从基态跃迁到激发态 22．用光子能量为的光照射图示光电管极板K时发生光电效应，产生光电流。若K的电势高于A的电势，且电势差为0.9V，此时光电流刚好截止。此金属的逸出功是 那么，当A的电势高于K的电势，且电势差也为0.9V时，光电子到达A极时的最大动能是 23．康普顿在研究石墨对X射线的散射时，提出光子不仅具有能量，而且具有动量，光子动量。假设射线中的单个光子与静止的无约束的自由电子发生弹性碰撞。碰撞后光子的方向与入射方向夹角为，电子的速度方向与入射方向夹角为，其简化原理图如图所示。光子和电子组成的系统碰撞前后动量守恒，动量守恒定律遵循矢量运算的法则。已知入射光波长，普朗克常量为h。则碰撞后光子的波长 。 24．科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的光子数为n，光子平均波长为，太阳帆面积为S，反射率100%，设太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质量为m。 （1）求飞船加速度 ； （2）若太阳帆是黑色的，飞船的加速度 。 （上海市长宁区2024届高三物理二模试卷）天宫课堂 我国航天员在空间站进行过多次太空授课，精彩纷呈的授课内容大大激发了我们对科学知识和太空探索的兴趣和动力。 11．航天员将天宫课堂内容传输到地面，使用了（　　） A．机械波 B．引力波 C．物质波 D．电磁波 12．航天员将空气注入水球中，形成一个正中央含有同心空气球的特殊水球。已知水的折射率为，气球半径r=3cm，水球半径R=8cm。若将一束单色光以入射角i射入水球，折射后光线恰好与空气球相切，如图所示，则入射角i= °，光线通过水球后，偏离原入射光线的角度是 °。（已知sin22°=） 13．航天员在空间站用小水球进行了一场类似于乒乓球的比赛，使用普通球拍击球时，水球被粘在球拍上，在球拍上包上毛巾后再击球，水球不仅没有被吸收，反而弹开了，下列说法正确的有（　　） A．水滴呈球形是由于水的表面张力 B．水球被粘在球拍上是因为球拍表面对水是浸润的 C．毛巾表面布满了疏水的微线毛，对水是不浸润的 D．水球弹开的原因是“毛巾球拍”对水球的力大于水球对“毛巾球拍”的力 14．航天员在方格背景前做了以下实验：将质量为m的小球以速度v撞向质量为6m的静止大球，经过时间Δt两球发生正碰碰撞（忽略两球碰撞时间），实验过程中，相机拍下了三个时刻球的位置，如图所示。则碰撞后大球的速度为 v，如果在2Δt时刻还拍摄到了大球的位置，则通过该实验可以验证 守恒定律。 （上海市奉贤区2024届高三物理二模试卷）小岩同学通过练习颠羽毛球来提高手眼协调能力和反应速度。在某次颠球时，羽毛球拍将质量为m的羽毛球以初速度v0竖直向上击出，若将羽毛球击出的瞬间确定为零时刻，且羽毛球在运动过程中所受空气阻力大小f与其速率v的关系满足f=kv（k为常数），当羽毛球落回至击出点时速度大小为vt，不计风力，则 4．k的单位为 （用国际制基本单位表示）； 5．在此次击球过程中，羽毛球拍对羽毛球做的功W与的大小关系是（　　） A．W= B．W> C．W< D．无法确定 6．对于羽毛球从被击出到落回至击出点的运动过程： （1）若规定竖直向上为正方向，则羽毛球的速度-时间（v-t）图像，可能的是 。 AB．C．D． （2）（论证）羽毛球受到的空气阻力的冲量If =0 ； （3）（计算）羽毛球的运动时间t 。 （上海市崇明区2024届高三物理二模试卷）钟摆力学原理 摆钟是最早能够精确计时的一种工具。十七世纪意大利天文学家伽利略研究了教堂里吊灯的运动，发现单摆运动具有等时性，后人根据这一原理制成了摆钟，其诞生三百多年来，至今还有很多地方在使用。 6．把摆钟的钟摆简化成一个单摆。如果一个摆钟，每小时走慢1分钟，可以通过调整钟摆来校准时间，则应该（　　） A．增加摆长 B．增加摆锤质量 C．缩短摆长 D．减小摆锤质量 7．如图，一单摆的摆长为L，摆球质量m，用力将摆球从最低点A在竖直平面内向右缓慢拉开一个偏角，到达B点后从静止开始释放。刚释放摆球的瞬间，摆球的回复力大小为 。摆球从释放开始到达最低点A的时间为 。 8．（计算）接上题，如摆球静止在A点时，给摆球一个水平向左的冲量I，使得摆球能够继续绕悬挂点O在竖直平面内做一个完整的圆周运动，则需要的最小冲量为多少？ （上海市静安区2024届高三物理二模试卷）宇宙飞船进行长距离运行时，可采用离子发动机提供推力。在离子发动机中，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（离子初速度忽略不计），A、B间电压为U，离子经电场加速后，从飞船尾部高速连续喷出，飞船利用反冲获得恒定推力。已知某离子发动机中氙离子质量为m，电荷量为q。 19．飞船向后喷出的氙离子的速度大小v= 。 20．（计算）若飞船获得的推力为F1，求单位时间内飘入A、B间的正离子数目N为多少。 21．（简答）加速正离子束所消耗的功率P不同时，飞船获得的推力F也不同，为提高能量的转换效率需要使“”尽量大，请分析提出增大“”的两条建议。 （上海市金山区2024届高三物理一模试卷）四、“天宫”中和地面上的实验 用相同的器材分别在地面和“天宫”中做实验，能观察到完全不同的现象。地球表面重力加速度为g。 实验一：如图a所示，用固定细杆悬挂一个质量为m的小球，轻绳长为L。给小球一个垂直于绳、较小的初速度v。 实验二：如图b所示，静止释放质量为3m的球A，同时给质量为m的球B初速度v向A球球心运动，通过背景中小方格观察两球运动情况。 13．在“天宫”中进行实验一，小球第一次回到出发点所用时间为 ，小球具有初速度的瞬间，绳子拉力大小为 。 14．在地球表面进行实验一，小球第一次回到出发点所用时间为 ，增加小球质量再次实验，该时间 （选涂：A。增大  B．减小  C．不变）。 15．在“天宫”中进行实验二，经过时间Δt两球发生碰撞，忽略两球碰撞时间，照相机拍下如图c所示的不同时刻的两球位置照片。 （1）在碰撞后A球的速度u＝ v； （2）（简答）两球间的碰撞是否为弹性碰撞？ 判断依据是什么？ 16．（计算）在地球表面进行实验二，两球释放时，A球底部距离地面h，且已知在“天宫”中进行实验二时的Δt和u，不计空气阻力。计算A球落地位置与其释放位置的水平间距x（用u、Δt、g、h表示）。 （上海市嘉定区2024届高三物理二模试卷）大自然中喷瓜传播种子的方式比较特别。喷瓜结构如图（a）所示，茎通过果柄给果实输送水分和养分，成熟后的果实内部挤满了种子和黏性液体。果实一受到触动就会和果柄分开，断开处会出现一个小孔，浆液及种子就会从这个小孔里喷射出来，使果实飞出。 14．图（b）为静止低垂的果实的示意图，果实对果柄的作用力方向最接近的是（　　） A． B． C． D． 15．像喷瓜这样，系统在内力作用下向某一方向发射部分物质从而使系统的剩余部分向相反方向运动的现象，称为 现象，举出该现象的另一个例子 。 16．若向下喷出种子后瞬间，果实质量为m，获得向上的作用力为F，此时该果实的加速度大小为 。 17．假设两颗质量相同的种子，水平喷出时相对于果实的速度相同，有两种喷出情况：①两颗种子同时喷出；②两颗种子依次喷出。则果实所获得的水平速度（　　） A．情况①下更大 B．情况②下更大 C．两种情况一样大 18．若一果实喷完种子后飞出（忽略空气阻力的影响）： （1）假设果实水平射出，射程为x，要估算水平的初速度v0，还需要知道的物理量及其符号是 ，v0= 。 （2）若该果实以相同初速度大小，从同一高度分别竖直向上和水平飞出，落地瞬间果实的 。 A．动能相同　B．动能不同　C．动量相同　D．动量不同 （3）竖直向上和水平飞出两种情况中该果实所受重力的冲量分别为I1、I2，则 。 A．I1>I2     B．I1=I2     C．I1<I2 （上海市2024届高三物理一模调研卷·杨浦区、徐汇区【部分】、嘉定区、奉贤区）从东方红一号到天宫空间站，我国的航天技术经过五十多年的发展，已达到了世界领先水平。 4．1970年，我国发射的第一颗人造地球卫星以某种波向太空发送《东方红》乐曲信号，该波属于（    ） A．机械波 B．引力波 C．物质波 D．电磁波 5．长征5号运载火箭长为L，发射初期火箭总质量为m，平均推力为F，估算火箭离地上升距离L所需的时间t。 6．天舟二号采用自主快速交会对接模式，成功对接天和核心舱后向端口。二者对接前、后瞬间的总动量大小分别为、；总动能分别为、，则（    ） A．， B．， C．， D．， 7．天宫空间站的质量为m，绕地球运行的线速度大小为v。以无穷远处为零势能面，求空间站的机械能E。 8．航天员在空间站做了一系列实验。 （1）地面环境下某液体可沿一竖直毛细管爬升高度d。若在空间站中将相同毛细管插入同种液体相同深度，管内、外液面间距为，则该液体对毛细管( ) A．浸润，大于d     B．浸润，小于d     C．不浸润，大于d     D．不浸润，小于d （2）若航天员用弹簧振子做振动实验，得到振子的振动图线如图所示。在0~1.0s内，振子速度大小不断增大的时间段是( ) A．0~0.25s    B．0.25~0.5s    C．0.5~0.75s    D．0.75~1.0s （上海市2024届高三物理一模调研卷·杨浦区、徐汇区【部分】、嘉定区、奉贤区）弹弓是一种传统非遗技艺项目的器械。图（a）是一种“Y”型弹弓，两根完全相同的皮筋一端和弹兜相连，另一端分别固定在Y形支架的两个弓眼上，弹兜和皮筋质量均可忽略不计。使用者先拉伸皮筋，并保持弹丸静止，此时两皮筋长度相同，如图（b）所示，然后释放弹丸，让其弹出。 9．用力拉皮筋使弹丸处于静止状态时，两侧皮筋间夹角为。若仅增大弓眼间距，再用力拉皮筋使弹丸处于静止状态，此时两皮筋间的夹角仍为，则（    ） A． B． C． 10．在时，以初速度竖直向上射出一质量的弹丸，其上升的最大高度。弹丸在运动过程中所受空气阻力大小f与其速率v的关系满足，其中。 （1）弹丸从射出到运动至最高点的过程中，其图线可能为( ) （2）（论证）分析说明弹丸在整个上升过程中所受空气阻力的冲量大小 ； （3）（计算）求弹丸从射出到运动至最高点的时间t。（结果保留2位有效数字） ( 2 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$