6.1动量和动量定理 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

6.1动量和动量定理专项训练 2027届高考物理一轮复习 一、单选题 1．把皮球从地面竖直上抛，经过一段时间后，皮球又落回抛出点。若皮球运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比，下列说法正确的是（　　） A．皮球上升过程的重力势能增加量小于下降过程的重力势能减少量 B．皮球上升过程阻力做功等于下降过程阻力做功 C．皮球上升过程重力的冲量大于下降过程重力的冲量 D．皮球上升过程与下降过程空气阻力的冲量大小一定相等 2．踢毽子是我国传统的民间体育运动，如图是一个小孩在踢毽子，毽子近似沿竖直方向运动，空气阻力与速率成正比，毽子在空中运动过程中（　　） A．动量变化量等于零 B．动量变化率一直减小 C．重力的冲量上升过程等于下降过程 D．重力的冲量上升过程大于下降过程 3．一种名为“飞椅”的游乐设施如图所示，该设施中钢绳一端系着座椅，另一端系在悬臂边缘。绕竖直轴转动的悬臂带动座椅在水平面内做匀速圆周运动，座椅可视为质点，则某座椅运动一周的过程中（　　） A．动量保持不变 B．所受合外力做功为零 C．所受重力的冲量为零 D．始终处于受力平衡状态 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． 5．一个宽为L的双轨推拉门由两扇宽为的门板组成。门处于关闭状态，其俯视图如图（a）所示。某同学用与门板平行的水平恒定拉力作用在一门板上，一段时间后撤去拉力，该门板完全运动到另一边，且恰好不与门框发生碰撞，其俯视图如图（b）所示。门板在运动过程中受到的阻力与其重力大小之比为，重力加速度大小为g。若要门板的整个运动过程用时尽量短，则所用时间趋近于（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，质量为的小球在竖直固定的圆环轨道内侧做圆周运动。若圆环光滑且不计空气阻力，小球在最低点的速度大小为时，可恰好到达最高点。若圆环粗糙且考虑空气阻力的影响，小球从最低点出发又恰好到达最高点的过程中，下列说法不正确的是（　　） A．小球所受重力做的功大小为 B．小球所受合力做的功大于 C．小球所受重力冲量的大小为 D．小球所受合力的冲量大于 7．如图，带电小滑块甲和乙的质量相同，放置在足够长的光滑绝缘斜面上，相距（远远大于滑块宽度），释放两滑块瞬间，甲的加速度为零；经过一段时间，两滑块相距时，速度分别为、，加速度之比，则（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．如图所示，某同学把压在水杯下的纸水平抽出，重复操作，将水杯压在纸的同一位置，以更快的速度水平抽出，两次过程中水杯均未滑出桌面，则在第二次的抽出过程中（    ） A．水杯受到的摩擦力与第一次相等 B．水杯动能变化量比第一次的大 C．水杯动量变化量比第一次的大 D．水杯动量变化量与对应时间的比值与第一次相等 9．蹦床运动中，体重为60kg的运动员在时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，重力加速度大小取。下列说法正确的是（　　） A．时，运动员的重力势能最大 B．时，运动员的速度大小为 C．时，运动员恰好运动到最大高度处 D．运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4800N 10．倾斜传送带与水平地面的夹角为，沿逆时针方向以速度匀速转动。第一次把质量为m的煤块（视为质点）从传送带上端静止释放，到达传送带底端速度为；第二次煤块以速度从底端冲上传送带。已知煤块与传送带之间的动摩擦因数为，煤块与传送带的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列判断正确的是（　　） A．若，煤块两次在传送带上所受重力的冲量一定相等 B．若，煤块第二次在传送带上留下的划痕较长 C．若，煤块冲上传送带，滑离时速率可能小于 D．若，煤块冲上传送带，可能从传送带的上端滑离 三、实验题 11．某同学想用图甲所示装置以小车为研究对象验证动量定理。取下钩码，先抬升木板远离滑轮一端，补偿阻力，挂上钩码，让打点计时器正常工作，释放小车，正确操作后，打出纸带如图乙所示。重力加速度为g。 (1)该实验操作中是否需要保证？______（选填“是”或“否”）。 (2)已知交变电流的频率为f，纸带上每隔4个点取一个计数点，则从计数点1到4的过程中，需要验证的表达式为______（选用M、m、g、x1、x2、x3、x4、x5、f中的符号表示）。 12．某同学利用如图甲所示的装置“验证动量定理”，将打点计时器所在的一端垫高以补偿阻力，之后通过合理的实验操作得到了如图乙所示的纸带，图中各点为连续的计时点。所用交变电源的频率，重物和托盘的总质量为m，小车的质量为M，重力加速度为g。 (1)打点计时器打下计数点5时，小车的瞬时速度大小______m/s。（保留三位有效数字） (2)取纸带1~5段进行研究，打下计数点1、5时，小车的速度大小分别为和，则验证动量定理的表达式为______。（用题中所给物理量符号表示） (3)若实验过程中发现重物和托盘所受总重力的冲量大于系统动量的增加量，造成此问题的原因可能是______。 四、解答题 13．如图，一长为2m的平台，距水平地面高度为1.8m。质量为0.01kg的小物块以3m/s的初速度从平台左端水平向右运动。物块与平台、地面间的动摩擦因数均为0.2。物块视为质点，不考虑空气阻力，重力加速度g取10m/s2。 (1)求物块第一次落到地面时距平台右端的水平距离。 (2)若物块第一次落到地面后弹起的最大高度为0.45m，物块从离开平台到弹起至最大高度所用时间共计1s。求物块第一次与地面接触过程中，所受弹力冲量的大小，以及物块弹离地面时水平速度的大小。 14．汽车的安全带和安全气囊是有效保护乘客的装置。 （1）安全带能通过感应车的加速度自动锁定，其原理的简化模型如图甲所示。在水平路面上刹车的过程中，敏感球由于惯性沿底座斜面上滑直到与车达到共同的加速度a，同时顶起敏感臂，使之处于水平状态，并卡住卷轴外齿轮，锁定安全带。此时敏感臂对敏感球的压力大小为，敏感球的质量为m，重力加速度为g。忽略敏感球受到的摩擦力。求斜面倾角的正切值。 （2）如图乙所示，在安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动。与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律，可近似用图丙所示的图像描述。已知头锤质量，重力加速度大小取。求： ①碰撞过程中F的冲量大小和方向； ②碰撞结束后头锤上升的最大高度。 15．如图所示，半径的四分之一光滑圆轨道竖直固定在水平桌面上，轨道末端水平且端点N处于桌面边缘。把质量的小物块从圆轨道上某点由静止释放，经过N点后做平抛运动，到达地面上的P点。已知桌面高度，小物块经过N点时的速度，g取。不计空气阻力，物块可视为质点，求： (1)小物块是从N点上方多高的地方由静止释放的？ (2)小物块经过N点时对轨道的压力多大？ (3)小物块落地前瞬间的动量大小是多大？ 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B B B B C D AD BC BC 11．(1)是 (2) 12．(1)1.16 (2) (3)若实验过程中发现重物和托盘所受总重力的冲量大于系统动量的增加量，表明系统所受外力的合力小于重物和托盘所受总重力，可知，造成此问题的原因可能是补偿阻力时，打点计时器所在的一端垫得过低，没有完全补偿阻力，即阻力影响。 13．(1)0.6m (2)IN = 0.1N·s；vx′ = 0 【详解】（1）小物块在平台做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有a = μg 则小物块从开始运动到离开平台有 小物块从平台飞出后做平抛运动有，x = vxt1 联立解得x = 0.6m （2）物块第一次落到地面后弹起的最大高度为0.45m，则物块弹起至最大高度所用时间和弹起的初速度有，vy2 = gt2 则物块与地面接触的时间Δt = t－t1－t2 = 0.1s 物块与地面接触的过程中根据动量定理，取竖直向上为正，在竖直方向有IN－mgΔt = mvy2－m(－vy1)，vy1 = gt1 解得IN = 0.1N·s 取水平向右为正，在水平方向有， 解得vx′ = －1m/s 但由于vx′减小为0将无相对运动和相对运动的趋势，故vx′ = 0 14．（1）；（2）①330N∙s，方向竖直向上；②0.2m 【详解】（1）敏感球受向下的重力mg和敏感臂向下的压力FN以及斜面的支持力N，则由牛顿第二定律可知 解得 （2）①由图像可知碰撞过程中F的冲量大小 方向竖直向上； ②头锤落到气囊上时的速度 与气囊作用过程由动量定理（向上为正方向） 解得 v=2m/s 则上升的最大高度 15．(1)0.45m；(2)5.6N；(3) 【详解】(1)设小物块从释放点到N点的高度为h1，在这个过程中小物块的机械能守恒 得 (2)设小物块经过N点时，轨道对小物块的压力为FN，由牛顿第二运动定律可得 得 根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力 N (3)从N点到P点，小物块做平抛运动 竖直方向 得 水平方向 则小物块在P点的速度大小 小物块在P点的动量大小 学科网（北京）股份有限公司 $