内容正文:
物理20—2
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28
分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合
题目要求的.
1.(2024广东广州检测)有的人会躺着看手机,
若手机不慎跌落,会对人眼造成伤害.若手机质
量为150g,从离人眼25cm 处无初速度不慎跌
落,碰到眼睛后手机反弹8mm,眼睛受到手机
的冲击时间为01s,重力加速度g取10m/s2,
5=2236.手机撞击人眼的过程中,下列分析
错误的是 ( )
A.手机对人眼的冲击力大小约为4N
B.手机受到的冲量大小约为04Ns
C.手机动量变化量大小约为04kgm/s
D.手机动量的变化率大小约为4kgm/s2
2.(2024山东肥城模拟)一个夹层
中空、质量为m 的圆柱形零件内
部放有一个略比夹层宽度小一
点、质量也为m 的小圆柱体,初始
时小圆柱体位于大圆柱夹层的顶部,此时大圆
柱体与地面的接触位置为A 点,现小圆柱体受
到微小的扰动,从顶部滚下,截面图如图所示,
忽略一切接触部位的摩擦,以下说法中正确的
是 ( )
A.小圆柱体下落到最低点时,大圆柱体与小圆
柱体速度相同
B.小圆柱体会再次到达顶部,此时大圆柱体与
地面的接触位置在A 点右侧
C.小圆柱体会再次到达顶部,此时大圆柱体与
地面的接触位置在A 点左侧
D.小圆柱体再次回到顶部的过程中,大圆柱体
与小圆柱体组成的系统机械能守恒
3.(2024广东深圳模拟)近几年来,我国的大推
力火箭“长征五号”(昵称“胖五”)频频亮相,多
次承担重要发射任务.其上搭载了8台型号为
YF-100的液氧煤油发动机,8台发动机一起工
作时,每秒可将3200kg的高温气体以3000
m/s的速度喷出,则每台发动机的最大推力为
( )
A.1.2×105N B.9.6×105N
C.1.2×106N D.9.6×106N
4.如图甲所示,光滑水平面上有A、B 两物块,已知
A 物块的质量mA=1kg.初始时刻B 静止,A
以一定的初速度向右运动,之后与B 发生碰撞
并一起运动,它们的位移—时间图像如图乙所
示(规定向右为位移的正方向),已知A、B 碰撞
时间极短(t=001s),图中无法显示.则 ( )
A.物块B 的质量为2kg
B.物块B 的质量为4kg
C.A、B 碰撞时的平均作用力大小为300N
D.A、B 碰撞时的平均作用力大小为100N
5.(2024安徽合肥模拟)如图,
A、B 两个物体,用一根轻弹簧
相连,放在光滑的水平面上,已知A 物体质量为
B 物体的一半,A 物体左边有一竖直挡板,现用
水平力向左缓慢推B 物体,压缩弹簧,外力做功
为W.突然撤去外力,B 物体从静止开始向右运
动,以后带动A 物体做复杂的运动,当物体A 开
始向右运动以后,弹簧的弹性势能最大值为
( )
A.W B.2W3 C.
W
3 D.
W
4
6.如图所示,在光滑水平面
上有A、B 两辆小车,水平
面的左侧有一竖直墙,在
小车B 上坐着一个小孩,小孩与B 车的总质量
是A 车质量的10倍.两车开始都处于静止状
态,小孩把A 车以相对于地面的速度v 推出,A
车与墙壁碰后仍以原速率返回,小孩接到A 车
后,又把它以相对于地面的速度v推出.每次推
出,A 车相对于地面的速度都是v,方向向左.则
小孩把A 车推出几次后,A 车返回时小孩不能
再接到A 车 ( )
A.5 B.6 C.7 D.8
7.(2024广东茂名一中模拟)
如图所示,在足够大的光滑
水平面上停放着装有光滑弧
形槽的小车,弧形槽的底端切线水平,一小球以
大小为v0 的水平速度从小车弧形槽的底端沿
弧形槽上滑,恰好不从弧形槽的顶端离开.小车
与小球的质量分别为2m、m,以弧形槽底端所在
的水平面为参考平面.小球的最大重力势能为
( )
A.13mv
2
0 B.
1
4mv
2
0
C.15mv
2
0 D.
1
6mv0
2
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18
分.在每小题给出的四个选项中,每题有多项符合
题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3
分,有选错的得0分.
8.如图所示,A、B 两木块紧
靠在一起且静置于光滑水
平面上,木块C 以一定的
初速度v0 从A 的左端开始向右滑行,最后停在
木块B 的右端,对此过程,下列叙述正确的是
( )
A.当C 在A 上滑行时,A、C 组成的系统动量
守恒
B.当C 在B 上滑行时,B、C 组成的系统动量
守恒
C.无论C 是在A 上滑行还是在B 上滑行,A、
B、C三木块组成的系统动量都守恒
D.当C在B 上滑行时,A、B、C组成的系统动量
不守恒
9.某风力发电机如图所示,风力
带动叶片转动,叶片再带动转
子(磁极)转动,使定子(线圈
电阻不计)中产生电流,实现
风能向电能的转化.已知叶片
长为l,风速为v,空气的密度为ρ,空气遇到叶
片旋转形成的圆面后一半减速为零,一半以原
速率穿过,下列说法正确的是 ( )
A.一台风力发电机获得风能的功率为12πρl
2v3
B.一台风力发电机获得风能的功率为14πρl
2v3
C.空气对一台风力发电机的平均作用力大小为
1
2πρl
2v2
D.空气对一台风力发电机的平均作用力大小为
1
4πρl
2v2
10.如图,弹簧左端固定,将圆管弯成圆弧轨道分
别与水平轨道相切于P、Q 点,质量为M=8kg
的小球B 静止在水平轨道上,将质量为 m=
2kg的小球A 压缩弹簧后由静止释放,小球能
从P 点进入圆弧轨道,通过轨道的最高点 N
时恰好与圆管无弹力作用,之后从Q 点返回水
平轨道,水平轨道足够长,两球间的碰撞为弹
性碰撞,已知两球的大小相同且半径很小,圆
弧轨道半径R=02m,不计一切摩擦和空气
阻力,g取10m/s2.则 ( )
A.释放小球 A 时弹簧内储存的弹性势能为
10J
B.两小球第一次碰撞后速度大小之比为4∶1
C.两小球最终运动的速度大小之比为7∶12
D.两小球至多能发生2次碰撞
三、实验题:本题共2小题,共14分.
11.(6分)(2024张家口阶段测试)用如图所示的
实验装置验证质量大的小球a与半径相等质
量较小的静止小球b 碰撞时满足动量守恒
定律.
物理20—1
单元素养集训卷六
物理20—4
(1)请在空格中补全步骤:开始时将表面钉有
白纸和复写纸的木板竖直立于紧靠槽口处,将
小球a从斜槽轨道上固定点处由静止释放,撞
到木板并在白纸上留下痕迹O;然后将木板水
平向右移动一定距离并固定,再将小球a从固
定点处由静止释放,撞到木板上得到痕迹B;把
小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让
小球a仍从固定点处由静止释放,和小球b相
碰后,两球撞在木板上得到两个痕迹A 和C,
其中 为a球撞击的痕迹.
(2)本实验除了需要用刻度尺测量O 点到A、
B、C三点的距离y1、y2、y3 外,还必须要测量
的物理量为 .
A.小球a开始释放的高度h
B.木板水平向右移动的距离l
C.a球和b球的质量m1、m2
(3)用(2)中的物理量表示需要验证小球a与
小球b 碰撞时满足动量守恒定律的表达式为
.
12.(8分)(2024重庆高三统考)某同学设计了一
个验证动量守恒定律的实验,实验步骤如下,
请完成填空.
(1)用游标卡尺测出遮光片的宽度d,如图甲所
示,则d= mm.
(2)如图乙,将遮光片固定在小车A 上,光电门
1、2固定在长木板的一侧,长木板下垫着小木
片,使得小车A 运动时通过两个光电门的时间
相等,这样做的目的是 .
(3)保持(2)中长木板的倾角不变,如图丙,在
小车A 的前端粘有橡皮泥,推动小车A 使之运
动,并与原来静止在前方的小车B 相碰,碰后
粘合一体继续运动,用数字毫秒计分别读出遮
光片通过光电门1、2的时间t1=314ms、t2=
475ms.
(4)已测得小车A和橡皮泥的质量m1=04kg,
小车B 的质量m2=02kg,则碰前小车的总动
量为 kgm/s,碰后两小车的总动量
为 kgm/s(计算结果均保留三位有
效数字).比较碰撞前后的总动量,完成验证.
四、计算题:本题共3小题,共40分.
13.(10分)(2024北京大兴模
拟)如图所示,平板小车 A
放在光滑水平面上,长度L=1m,质量mA=
199kg,其上表面距地面的高度h=08m.滑
块B(可视为质点)质量mB=1kg,静置在平板
小车的右端,A、B 间的动摩擦因数μ=01.现
有mC=001kg的子弹C 以v0=400m/s的
速度向右击中小车A 并留在其中,且击中时间
极短,g取10m/s2.则:
(1)子弹C击中平板小车A 后的瞬间,A 速度
多大?
(2)B 落地瞬间,平板小车左端与滑块B 的水
平距离x 多大?
14.(12分)(2024江苏如皋中学模拟)在
一种新的子母球表演中,让同一竖直线
上的小球A 和小球B,从距地面高度为
3h和h 的地方同时由静止释放,如图所
示,若B 与地面发生碰撞后能原速率反弹,且
A、B 第一次发生弹性碰撞后,A 恰好能回到出
发点,假设碰撞时间极短,且运动过程中忽略
空气阻力的影响.求:
(1)A、B 两球相碰时的位置距地面的高度;
(2)A、B 两球的质量之比.
15.(18分)(2024天津南开模拟)如图所示,光滑
轨道abcd固定在竖直平面内,ab水平,bcd为
半圆,圆弧轨道的半径R=032m,在b处与
ab相切.在直轨道ab上放着质量分别为mA=
2kg、mB=1kg的物块A、B(均可视为质点),
用轻质细绳将A、B 连接在一起,且A、B 间夹
着一根被压缩的轻质弹簧(未被拴接).轨道左
侧的光滑水平地面上停着一质量为 M=2kg、
足够长的小车,小车上表面与ab等高.现将细
绳剪断,之后A 向左滑上小车且恰好没有掉下
小车,B 向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最
高点d 处.物块A 与小车之间的动摩擦因数μ
=02,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)物块B 运动到圆弧轨道的最低点b时对轨
道的压力大小;
(2)细绳剪断之前弹簧的弹性势能Ep;
(3)小车长度L和物块A 在小车上滑动过程中
产生的热量Q.
物理20—3
物理答案 —23
单元素养集训卷六
1.A [解题思路]手机下落25cm 过程由速度位移公式有v21=
2gh1,手机反弹8mm 过程由速度位移公式有v22=2gh2,解
得v1= 5m/s,v2=04m/s,手机动量变化量大小 Δp=
mv2-(-mv1)≈04kgm/s,C正确;手机动量的变化率
大小Δp
Δt=4kg
m/s2,D正确;根据动量定理可知,手机受
到的冲量大小I=Δp=04Ns,B正确;对手机进行受力
分析,由动量定理有(F-mg)Δt=mv2-(-mv1),解得F
=55N,由牛顿第三定律知,A错误.
2.D [解题思路]小圆柱体下落到最低点时,根据动量守恒定律,
大圆柱体与小圆柱体速度大小相等、方向相反,A 错误;小
圆柱体会再次到达顶部,根据“人船模型”,此时大圆柱体与
地面的接触位置一定在A 点,否则违反动量守恒定律,B、C
错误;小圆柱体再次回到顶部的过程中,只有动能和重力势
能相互转化,大圆柱体与小圆柱体组成的系统机械能守恒,
D正确.
3.C [解题思路]8台发动机每秒可将3200kg的高温气体以
3000m/s的速度喷出,由动量定理有8Ft=mΔv,解得F
=12×106 N,则每台发动机的最大推力为12×106 N,故
C正确,A、B、D错误.
4.C [解题思路]由题图乙可知碰撞前vA=4m/s,vB=0,碰撞后
v=20-168-4 m
/s=1m/s,则由mAvA=(mA+mB)v可得mB
=
mAvA-mAv
v =3kg
,A、B错误;对B 有Ft=mBv-0,解得
F=300N,C正确,D错误.
5.C [解题思路]当用水平力向左缓慢推B 物体,压缩弹簧,外力
做功为W,根据能量守恒定律知弹簧储存的弹性势能大小
是W,A 物体开始运动时,弹簧弹性势能完全转化为B 物体
的动能,设此时B 物体的速度为v0,则 W=
1
2mv
2
0,当弹性
势能最大时,两物体的速度相等,设为v,则由动量守恒定律
得mv0= (m+ 12m )v,再由机械能守恒定律得
1
2mv
2
0=
Epm+
1
2 (m+
1
2m)v2,联立解得,Epm=
1
3W.
故选 C.
6.B [解题思路]取水平向右为正方向,设小孩与B 车总质量为
mB,小孩第一次推出A 车时,有 mBv1-mAv=0,解得v1=
mA
mB
v,第n 次 推 出A 车 时,有 mAv+mBvn-1= -mAv+
mBvn,则vn-vn-1=
2mA
mB
v,所以vn=v1+(n-1)
2mA
mB
v,当
vn≥v时,小孩再也接不到小车,由以上各式得n≥55,取n
=6,故选B.
7.A [解题思路]小球到达弧形槽顶端时,小球与小车的速度相
同(设共同速度大小为v),在小球沿小车弧形槽上滑的过程
中,小球与小车组成的系统水平方向动量守恒,有 mv0=
3mv,根据机械能守恒定律有 12mv
2
0=
1
2 ×3mv
2+Ep,解
得Ep=
1
3mv
2
0,故选 A.
8.BC [解题思路]当C在A 上滑行时,对A、C 组成的系统,B 对
A 的作用力为外力,不等于0,故系统动量不守恒,A 错误;
当C在B 上滑行时,A、B 已分离,对B、C 组成的系统,沿
水平方向不受外力作用,故系统动量守恒,B正确;若将A、
B、C三木块视为一个系统,则沿水平方向无外力作用,系
统动量守恒,C正确,D错误.
9.BC [解题思路]建立一个“风柱”模型如图所示.
风柱的质量 m=ρV=ρπl2vt,根据动能定理,风力在这一
段位移 对 风 力 发 电 机 做 的 功 W =Ek=
1
2mv
2× 12 =
1
2ρπl
2vtv2× 12 =
1
4ρπl
2v3t,风柱对风力发电机做功的
功率即一 台 风 力 发 电 机 获 得 风 能 的 功 率 为 P= Wt =
1
4πρl
2v3,故 A 错误,B正确;对减速的空气,根据动量定
理可得Ft= 12mv=
1
2ρπl
2vtv,解得F= 12πρl
2v2,由
牛顿第三定律知空气对风力发 电 机 的 作 用 力 大 小 为 1
2
πρl2v2,故 C正确,D错误.
10.ACD [解题思路]小球A 能从P 点进入圆弧轨道,通过轨道
的最高点 N 时恰好与圆管无弹力作用,有 mg=mv
2
R
,
则v= gR= 2m/s,小球 A 自P 到N,由动能定理
-2mgR= 12mv
2- 12mv
2
0,可得v0= 10m/s,弹簧
弹开小 球 A 时,弹 性 势 能 全 部 转 化 为 动 能,有 Ep=
1
2mv
2
0=10J,即释放小球A 时弹簧内储存的弹性势能
为10J,故 A正确;由能量守恒可知小球A 从管道出来
的速度仍然为v0= 10m/s,然后A 与B 球发生弹性
碰撞,有mv0=mv1+Mv2,
1
2mv
2
0=
1
2mv
2
1+
1
2Mv
2
2,
解得v1=-
3 10
5 m
/s,v2=
2 10
5 m
/s,故碰后两球
的速度大小之比为
v1
v2
= 32
,故 B错误;A 第一次碰
撞后的速度大小为v′1=
3 10
5 m
/s,方 向 向 左,v2=
2 10
5 m
/s,因v′1>v2,则A 球追上B 球发生第二次弹
性 碰 撞,有 mv′1 + Mv2 =mv3 + Mv4,
1
2 mv′1
2 +
1
2Mv
2
2=
1
2mv
2
3+
1
2Mv
2
4,解得v3=
7 10
25 m
/s,v4=
12 10
25 m
/s,则速度大小之比为
v3
v4
= 712
,两次碰
撞后,因v3<v4,即A 再也不能追上B 球,故不再发生
物理答案 —24
碰撞,即两小球至多能发生2次碰撞,此时的速度v3、
v4 即为最终速度,故 C、D正确.
11.[解题思路](1)由y= 12gt
2,得 小 球 平 抛 运 动 的 时 间t=
2y
g
,则初速度v=xt =x
g
2y
,显然平抛运动的初速度与
下降距离二次方根的倒数成正比,所以C为a 球撞击的痕迹.
(2)本实验需要验证的原始表达式为 m1v0=m1v1+m2v2,由
(1)可知,速度与下降距离二次方根的倒数成正比,所以除了需
要用刻度尺测量O 点到A、B、C三点的距离y1、y2、y3 外,还必
须要测量两球的质量.故选 C.
(3)通 过 (1)(2)分 析,需 要 验 证 的 表 达 式 为
m1
y2
=
m1
y3
+
m2
y1
.
[参考答案](1)C (2)C (3)
m1
y2
=
m1
y3
+
m2
y1
12.[解题思路](1)游标卡尺的读数为:主尺的读数+游标尺的读
数×精度值=3mm+7×005mm=335mm.
(2)如题图乙,将遮光片固定在小车 A 上,光电门1、2固定在
长木板的一侧,长木板下垫着小木片,使得小车A 运动时通过
两个光电门的时间相等,即通过光电门的速度相同,则小车做
匀速直线运动,这样做的目的是补偿阻力.
(4)小车A 通过光电门1时的速度为v1=
d
t1
=3.35×10
-3
3.14×10-3
m/s=1067m/s,两小车通过光电门2时的速度为v2=
d
t2
=
3.35×10-3
4.75×10-3
m/s=0705m/s,则碰前两小车的总动量为p1=
m1v1=04×1067kgm/s=0427kgm/s,碰后两小车的
总动量为p2=(m1+m2)v2=(04+02)×0705kgm/s=
0423kgm/s.
[参考答案](1)3.35 (2)补偿阻力 (4)0.427 0.423
13.[解题思路](1)子弹C击中小车A 后并留在其中,则A 与C 共
速,速度为v1,以v0 的方向为正方向,根据动量守恒有
mCv0=(mC+mA)v1
解得v1=2m/s.
(2)设A 与B 分离时的速度分别是v2、v3,对A、B、C组成的系
统,由动量守恒定律和能量守恒定律得
(mA+mC)v1=(mA+mC)v2+mBv3
-μmBgL=
1
2
(mA+mC)v22+
1
2mBv
2
3-
1
2
(mA+mC)v21
解得v2=
5
3 m
/s,v3=
2
3 m
/s
B 从A 飞出以v3 做平抛运动,则h=
1
2gt
2
解得t=04s
A 以v2 向右做匀速直线运动,则当B 落地时,它们的相对位移
x=(v2-v3)t=04m.
[参考答案](1)2m/s (2)0.4m
14.[解题思路](1)A、B 由静止释放后做自由落体运动,B 的落地
速度v= 2gh,此时A 距地面高度为2h,速度也为 2gh.
设B 与地面碰撞后经过时间t两球相遇,
2h=vt+ 12gt
2+ (vt- 12gt2) ,解得t=
h
v
联立解得A、B 两球相碰时的位置距地面的高度
hB=vt-
1
2gt
2= 34h.
(2)设A 与B 碰撞前两者的速度大小分别为vA、vB,碰撞后速
度大小分别为v′A、v′B
A、B 发生弹性碰撞,取竖直向下为正方向,由动量守恒定律得
mAvA-mBvB=-mAv′A+mBv′B
由能量守恒定律得
1
2mAv
2
A+
1
2mBv
2
B=
1
2mAv′A
2+ 12mBv′B
2
由碰后A 恰好回到出发点,可得vA=v′A
则mAvA=mBvB
又有vA=v+gt
vB=v-gt
可得
vA
vB
= 31
联立解得
mB
mA
= 31
即A、B 质量之比为1∶3.
[参考答案](1)34h
(2)1∶3
15.[解题思路](1)物块B 在最高点时,有mBg=mB
v2d
R
从b到d 由动能定理可得-mBg2R=
1
2mBv
2
d-
1
2mBv
2
b
在b点有FN-mBg=mB
v2b
R
联立解得FN=60N
由牛顿第三定律可知物块B 对轨道的压力大小为60N.
(2)由动量守恒定律可得mAvA=mBvb
由能量守恒定律可得Ep=
1
2mAv
2
A+
1
2mBv
2
b
联立解得Ep=12J.
(3)物块滑至小车左端时与小车恰好共速,设速度为v,根据动
量守恒定律得mAvA=(mA+M)v
由能量守恒定律可得Q=μmAgL=
1
2mAv
2
A-
1
2
(mA+M)v2
联立解得Q=2J,L=05m.
[参考答案](1)60N (2)12J (3)0.5m 2J
第七章 机械振动和机械波
周测十四
1.A [解题思路]弹簧振子做简谐运动时,若某两个时刻位移相
同,则这两个时刻的速度大小相等,方向可能相同也可能相
反,故 A错误;单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振
动周期是由驱动力的周期决定的,与单摆的摆长无关,故 B
正确;火车鸣笛向我们驶来时,根据多普勒效应,我们听到
的笛声频率将比声源发声的频率高,故 C正确;当水波通过