广东省2025-2026学年高二下学期物理限时训练（动量 机械振动）（培优卷）

2025-2026学年高二下学期物理限时训练（动量 机械振动）（广东适用）（培优卷） 一、选择题（1~7题单选题，每小题4分，8-10题多选题，每小题6分，共46分） 1．如图1所示，质量为1kg的小型无人机在升力的作用下从地面由静止加速竖直上升，加速上升过程的速度平方与上升高度x的关系如图2所示。已知加速上升的时间为3s，重力加速度g取，不计空气阻力，则在加速上升过程中，升力的冲量大小为（　　） A．6N·s B．24N·s C．36N·s D．48N·s 2．冲牙器通过喷出高压水流来冲洗牙齿。如图所示喷嘴直径为d的冲牙器，工作时喷出的水柱速度为v，水柱冲击到牙齿表面后散开，从而起到洗牙的作用。已知水的密度为，水柱冲到牙齿后速度减为零，不考虑水柱扩散效应，水柱横截面比牙齿小得多。下列说法正确的是（　　） A．单位时间内喷出水的质量为 B．单位时间内喷出水的动能为 C．水柱对牙齿的平均冲击力大小为 D．水柱对牙齿表面产生的压强为 3．现有两个带等量异种电荷的小球放置在光滑绝缘的水平面上，用绝缘弹簧连接，弹簧处于原长，空间存在水平向右的匀强电场。将两小球由静止释放，在运动过程中，两小球和弹簧组成的系统（　　） A．动量守恒，机械能不守恒 B．动量不守恒，机械能守恒 C．动量守恒，机械能守恒 D．动量不守恒，机械能不守恒 4．兴趣小组利用如图1所示装置研究机械振动，通过手机传感器测量加速度a随时间t变化的图像如图2所示。比较曲线上P、N两点对应的时刻，N时刻（　　） A．小车合外力较大 B．系统机械能较大 C．弹簧弹性势能较大 D．小车动能较大 5．如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，质量为的滑块从斜面体的底端点沿斜面向上冲，经的时间刚好滑到斜面体的顶端，再经过一段时间滑块返回到点，滑块与斜面体间的动摩擦因数为，重力加速度，滑块可视为质点。滑块在下滑过程中（　　） A．支持力的冲量为0 B．摩擦力的冲量大小为 C．重力的冲量大小为 D．合力的冲量大小为 6．如图甲所示，质量为的足够长木板A静止在光滑水平面上，A上静置一个质量的滑块B，B与A之间有摩擦。从时刻起在B上施加一个水平向右的拉力，且拉力与时间的关系为（式中物理量的单位均为国际单位）。A的动能与其位移的关系图像如图乙所示，时A的位移为，段的图线为曲线，段的图线为倾斜直线。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。下列说法正确的是（　　） A．B与A间的动摩擦因数为 B．时，B的速度大小为 C．A的质量为 D．第内，A的位移大小为 7．如图所示，光滑水平轨道上静置着A、B、C、D四个物块，其中mA=mB=mC=m，B、C两物块用一轻质弹簧连接，某一瞬间，物块A以速度v0向右滑动与物块B发生碰撞并粘在一起，然后继续向右运动，当物块B、C速度相等时，物块C恰好与物块D发生弹性碰撞，碰后物块D的速度为，设整个过程中碰撞时间均极短，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A．整个过程中损失的机械能为 B．物块D的质量为4m C．物块C对物块D的冲量大小为 D．物块C、D碰撞后弹簧再次压缩至最短时弹簧的弹性势能为 8．如图所示，弹簧振子在BC间振动，O为平衡位置，。若振子从B到C的运动时间是1s，则下列说法中正确的是（   ） A．振动周期是1s，振幅10cm B．从B运动到O过程中速度增加，加速度减小 C．经过两次全振动，振子通过的路程是40cm D．任何1s时间内振子通过的路程为20cm 9．用起重机提升质量为200kg货物，取竖直向上为正方向，货物上升过程中的v-t图像如图所示，g取，则（   ） A．在到内拉力做功为 B．在到内动量的变化为 C．在到内合外力的冲量为零 D．在到内拉力的平均功率为2000W 10．如图甲所示，倾角的光滑斜劈固定在水平地面上，一轻质弹簧一端与斜劈顶部相连，另一端与可视为质点的小球B相连，静止时小球B与斜面底端相距。现将与小球完全相同的小球A从斜劈底部以一定的初速度沿弹簧轴线方向滑上斜劈，两球发生碰撞且碰撞时间极短，碰后粘连在一起共同运动后速度减为零。以碰撞位置为坐标原点，沿斜面向上为正方向建立轴，碰后整体的重力势能随变化的图像如图乙中I所示，弹簧的弹性势能随变化的图像如图乙中II所示，重力加速度为，则（　　） A．小球A的质量为 B．弹簧的劲度系数为 C．碰撞后两小球的速度为 D．小球A在斜劈底部的初速度为 二、非选择题（11题8分，12题8分，13题11分，14题13分，15题14分，共54分） 11．某实验小组验证碰撞中的动量守恒，实验装置如图所示，在斜槽右侧竖直固定一木板，选用两个大小相同的小球，实验开始时，先让入射小球A多次从斜槽上某位置由静止释放，找到其打在竖直木板上的平均位置P，然后把被碰小球B静置于斜槽水平部分的末端，再将入射小球从斜槽上释放，与小球B相碰，找到A、B两小球打在竖直木板上的平均位置分别为M、N。木板上的B'点与小球B放在斜槽末端时等高，用刻度尺测出到M、P、N三点的距离分别为。 (1)关于本实验，下列说法正确的是________ A．入射小球每次必须从同一位置释放 B．小球A的质量大于小球B的质量 C．为了验证动量守恒，还需要测量抛出点与竖直木板间的水平距离 D．为了验证动量守恒，还需要分别测出两小球抛出后下落的时间 (2)测得小球A的质量为和小球B的质量为，验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达式为：________（用、、、、表示）； (3)若两小球的碰撞为弹性碰撞，除了满足第（2）问中的表达式外，还需要满足的表达式为：________（用、、、、表示）。 12．某学习小组用图甲装置测量当地重力加速度。 将细绳一端固定在O点，另一端系一磁性小球（质量很大，体积很小），在摆球的正下方放置一手机。打开手机中测量磁感应强度的软件，调整手机位置使手机磁传感器恰好位于磁性小球的悬挂点正下方。用毫米刻度尺测出细绳悬挂点到摆球球心的长度； (1)使磁性球做小角度摆动，手机呈现出沿x轴方向磁感应强度随时间变化曲线，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于最高点，当磁感应强度约为0时，小球所在位置为______（选填“最低点”或“最高点”）。 (2)实验采集到磁感应强度随时间变化的图像如图乙，可知5s-15s内有______个周期； (3)通过计算得到当地重力加速度大小为______（取，结果保留三位有效数字）； (4)另一组同学多次改变摆长，根据测得数据，画出单摆周期平方T2与摆长L的关系图线，发现其延长线未过原点，如图丙所示，原因可能是______（选填正确选项前的字母）。 A．将摆线的长度作为摆长 B．将摆线的长度与小球半径的和作为摆长 C．将摆线的长度与小球直径的和作为摆长 13．如图所示是载人飞船返回舱成功着陆的场景。返回舱在距离地表约的高度打开降落伞，在距地面高度前已将速度减至并保持匀速向下运动。在距离地面的高度时，返回舱底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气，使返回舱的速度在内由降到。假设反推发动机工作时主伞与返回舱之间的绳索处于松弛状态，此过程返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。返回舱的总质量为取。 (1)求在距地面高度至过程中返回舱重力的冲量； (2)求反推发动机工作过程中返回舱的动量变化量； (3)计算反推发动机工作过程中返回舱受到的平均推力大小； (4)若已知反推发动机喷气过程中返回舱受到的对时间平均的推力大小为，喷出气体的密度为，4台发动机喷气口的半径均为，喷出气体的重力忽略不计，喷出气体的速度远大于返回舱运动的速度。请推导：喷出气体的速度大小表达式。 14．如图所示，一端带有四分之一圆弧轨道的长木板固定在水平面上，点为圆弧轨道的最低点，段为长木板的水平部分，长木板的右端与平板车上表面平齐并紧靠在一起，但不粘连。现将一质量为的物块在圆弧的最高点由静止释放，经过点时对长木板的压力为。物块经点滑到平板车的上表面，若平板车固定不动，物块恰好停在平板车的最右端。已知圆弧轨道的半径为，段的长度为，平板车的质量为、长度为，物块与段之间的动摩擦因数为，平板车与水平面间的摩擦力可忽略不计，重力加速度大小为。求∶ (1)物块从点运动到点过程中克服摩擦力做的功； (2)物块在段滑动的时间； (3)若平板车不固定，求物块最终距平板车左端距离。 15．如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座连接组成。已知公仔头部质量为0.05kg，弹簧劲度系数为100N/m，底座质量为0.15kg。现有质量为0.1kg的橡皮泥从公仔头部正上方H=0.45m处自由释放，与公仔头部在极短时间内碰撞后粘在一起以共同速度下降，经过0.6s的时间第一次运动到最低点，公仔头部在竖直方向做简谐振动的过程中，底座刚好未离开桌面。弹簧始终在弹性限度内，不计一切阻力，重力加速度大小g=10m/s2。求： (1)橡皮泥与公仔头部碰撞后第一次运动到最低点的过程中，弹簧弹力冲量的大小； (2)公仔头部的振幅； (3)底座对地面的最大压力的大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．C【详解】根据匀变速直线运动规律 结合图像可知，无人机上升时的加速度 根据牛顿第二定律可得解得无人机受到的升力大小为 则3s时间内升力的冲量故选C。 2．C【详解】A．将单位时间内的水看作一个圆柱体，则，故A错误； B．单位时间内喷出水的动能为，故B错误； C．取极短时间内的水为研究对象，以初速度方向为正方向，由动量定理可得 解得，故C正确； D．水柱对牙齿表面产生的压强为，故D错误。故选C。 3．A【详解】由于两球所带电荷量相等而电性相反，则系统所受电场力的合力为零，系统所受的合外力为零，因此系统动量守恒，但在运动过程中，电场力对两小球做功之和不为零，即存在机械能与电势能的相互转化，所以机械能不守恒。故选A。 4．C【详解】A．由图可知，P、N两点加速度相同，由牛顿第二定律可知合外力相等，故A错误； B．由图可知，手机在做阻尼振动，说明有摩擦力作用，从P到N，系统需要克服摩擦力做功，故N点系统机械能较小，故B错误； C．P点加速度在增大，说明小车在远离平衡位置，摩擦力与弹力同向，设形变量为x1，N点加速度在减小，说明小车在靠近平衡位置，摩擦力与弹力反向，设形变量为x2，根据牛顿第二定律可得， 由此可知 则N点弹簧弹性势能较大，故C正确； D．由于N点系统机械能较小，N点弹簧弹性势能较大，则在N点小车动能较小，故D错误。故选C。 5．B【详解】A．滑块上滑时，由牛顿第二定律得解得 由逆向思维可知斜面体的长度为 滑块下滑时，由牛顿第二定律得解得 由运动学公式得解得 斜面体对滑块的支持力大小为则支持力的冲量大小为，故A错误； B．滑动摩擦力的大小为摩擦力的冲量大小为，故B正确； C．重力的冲量大小为，故C错误； D．滑块下滑时合力的大小为合力的冲量大小为，故D错误。故选B。 6．C【详解】A．根据题意可知，在内B与A相对静止，后B与A相对滑动，内有 由于，所以由动量定理有得 后A的动能改变量与位移的关系为可得 A受到的摩擦力可得，故A错误； C．由，，解得或（舍去），故C正确； B．将代入，可得，故B错误； D．在第7s内，A做匀加速直线运动，则解得 根据匀加速直线运动规律可得第7s内，A的位移大小为，故D错误。 故选C。 7．C【详解】A.根据题意可知，由于A、B发生完全非弹性碰撞，存在机械能损失，那么根据动量守恒解得整个过程中损失的机械能解得，A错误； B.对A、B、C构成的系统，根据动量守恒定律解得 对C、D构成的系统，由于发生弹性碰撞，则有动量守恒 机械能守恒联立解得，，B错误； C.结合上述，物块C对物块D的冲量，C正确； D.物块C、D碰撞后弹簧再次压缩至最短时，对A、B、C构成的系统，根据动量守恒定律有 结合上述解得 C、D碰撞前的弹簧弹性势能为 C、D碰撞后的弹性势能为，D错误。故选C。 8．BD【详解】A．振动周期是T=2s，振幅A=10cm，A错误；     B．从B运动到O过程中加速度向右指向O点，则速度增加，位移减小，回复力减小，加速度减小，B正确； C．经过两次全振动，振子通过的路程是s=2×4A=80cm，C错误； D．任何1s时间内振子通过的路程为2A=20cm，D正确。故选BD。 9．BC【详解】A．内，由图可知 根据牛顿第二定律可得，拉力 拉力做功，A错误； B．内，动量变化，B正确； C．根据动量定理，合外力冲量等于动量变化。 内，初动量为，末动量也为，动量变化，因此合外力冲量为，C正确； D．内，拉力 拉力做功平均功率，D错误。故选 BC。 10．BD【详解】A．设A、B的质量均为，根据图乙中I所示，图像斜率为 解得，故A错误； B．B球初始时静止，沿斜面受力平衡 根据图乙中II所示，两球从碰撞到速度减为零，弹簧弹性势能不变，初末位置弹簧形变量相同，所以 结合A选项图像斜率，可得，故B正确； C．斜面光滑，A、B和弹簧组成系统机械能守恒解得，故C错误； D．A、B碰撞过程动量守恒 A从斜劈底部到与B碰撞过程中，动能定理 其中解得，故D正确；故选 BD。 11．(1)AB(2)(3) 【详解】（1）A．入射小球每次必须从同一位置释放，以保证小球碰撞时的速度不变，故A正确； B．为了保证碰撞时入射球不反弹，小球A的质量应大于小球B的质量，故B正确； C．由于两小球做平抛运动的水平位移相等，在验证动量守恒时可约去水平位移，所以本实验不需要测量抛出点与竖直挡板之间的距离，故C错误； D．两小球抛出后下落的时间可根据高度求出，因此不需要分别测出两小球抛出后下落的时间，故D错误。 故选AB。 （2）小球A碰前的速度为 碰后A、B两小球的速度分别为， 由平抛运动的规律可得，， 若两球在碰撞的过程中动量守恒，则有联立解得 （3）若两球发生弹性碰撞，还需要满足代入可得 12．(1)最低点(2)5(3)9.82(4)C 【详解】（1）磁感应强度最大时小球位于最高点，磁性小球运动到最低点（平衡位置）时，沿x方向的磁感应强度分量近似为0，因此B约为0时小球在最低点。 （2）单摆一个周期内会两次到达最高点（左右各一次），对应B出现两次峰值。由图乙可知，内有5个完整周期。 （3）由上述分析得单摆周期，摆长 根据单摆周期公式变形得 （4）C．设真实摆长为，测量摆长为，若测量摆长时，将摆线长度与小球直径之和作为摆长，真实摆长（为小球半径，测量多了一个），代入周期公式得 当时， 即图线延长线与轴交于正半轴符合图丙的情况，故C正确； A．只将摆线长作为摆长，会得到时，不符合，故A错误； B．测量正确时图线过原点，不符合，故B错误。故选C。 13．(1)(2)，方向竖直向上(3)(4) 【详解】（1）在距地面61m到1m的过程中，返回舱运动的时间为 这段时间内返回舱重力的冲量为 （2）取竖直向下为正方向，则有 解得 即动量变化量大小为，方向竖直向上。 （3）设返回舱受到的平均推力大小为，取竖直向下为正方向，根据动量定理有 解得 （4）很短的时间内喷出的气体质量为 根据牛顿第三定律，返回舱对气体的平均推力大小也为，方向竖直向下，根据动量定理有 可解得 14．(1)(2)(3) 【详解】（1）已知物块经过点时对长木板的压力为，则长木板对物块的支持力，根据牛顿第二定律有解得 物块从点运动到点，根据动能定理有解得 （2）物块从B点运动到C点，根据牛顿第二定律有解得 根据位移时间公式有解得（另一值舍弃） （3）物块从B点运动到C点做匀减速直线运动，则物块在C点的速度为 设物块与平板车的动摩擦因数为。当平板车固定时，物块从C点滑上平板车，刚好到达平板车的右端停止，根据动能定理有解得 当平板车不固定时，物块从C点滑上平板车，因水平面光滑，故物块与平板车组成的系统满足动量守恒，设物块与平板车共速时，物块相对平板车的位移为，根据动量守恒定律有解得 根据动能定理有解得 说明物块不会滑离平板车，则物块最终距平板车左端距离 15．(1)1.2N·s(2)0.030m(3)6N 【详解】（1）设橡皮泥与公仔头部碰撞瞬间的速度大小为v0，则解得 设橡皮泥质量为m1，公仔头部质量为m2，二者碰撞过程动量守恒，则解得 橡皮泥与公仔头部碰撞后第一次运动到最低点的过程中，有 所以弹簧弹力冲量的大小为 （2）底座刚好未离开桌面，则解得 处于平衡位置时，有解得 所以公仔头部的振幅为 （3）底座刚好未离开桌面时，公仔头部到达最高点，此时 根据对称性可得，当公仔头部到达最低点时，有 对底座，有联立解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $