2023北京高三一模物理匯編：動(dòng)量守恒定律章節(jié)綜合

第1頁(yè)/共1頁(yè)2023北京高三一模物理匯編動(dòng)量守恒定律章節(jié)綜合1．（2023·北京東城·統(tǒng)考一模）某人所受重力為G，穿著平底鞋起跳，豎直著地過(guò)程中，雙腳與地面間的作用時(shí)間為t，地面對(duì)他的平均沖擊力大小為4G，若他穿上帶有減震氣墊的鞋起跳，以與第一次相同的速度著地時(shí)，雙腳與地面間的作用時(shí)間變?yōu)?.5t，則地面對(duì)他的平均沖擊力變?yōu)椋?/p>

）A．1.2G B．1.6G C．2.2G D．2.6G2．（2023·北京西城·統(tǒng)考一模）2022年12月4日，神舟十四號(hào)乘組與十五號(hào)乘組完成在軌輪換后，返回地球．載人飛船返回艙進(jìn)入大氣層后，距地面左右時(shí)開啟降落傘，速度減至約，接下來(lái)以這個(gè)速度在大氣中降落，在距地面時(shí)，返回艙的四臺(tái)緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)開始向下噴氣，艙體再次減速，到達(dá)地面時(shí)速度約為．由以上信息可知（

）A．開啟降落傘減速的過(guò)程中，艙體處于失重狀態(tài)B．在大氣中勻速降落過(guò)程中，艙體的機(jī)械能保持不變C．緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)開啟過(guò)程中，航天員的加速度約為D．艙體與地面撞擊的過(guò)程中，撞擊力的沖量大于艙體重力的沖量3．（2023·北京石景山·統(tǒng)考一模）如圖所示，在粗細(xì)均勻的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個(gè)紅蠟做的小圓柱體N（可視為質(zhì)點(diǎn)），穩(wěn)定時(shí)N在水中勻速上浮?，F(xiàn)將玻璃管軸線與豎直方向y軸重合，在N上升剛好勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的位置記為坐標(biāo)原點(diǎn)O，同時(shí)玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。N依次經(jīng)過(guò)平行橫軸的三條水平線上的A、B、C位置，在OA、AB、BC三個(gè)過(guò)程中沿y軸方向的距離相等，對(duì)應(yīng)的動(dòng)能變化量分別為、、，動(dòng)量變化量的大小分別為、、。則下面分析正確的是（）A．，B．，C．，D．，4．（2023·北京平谷·統(tǒng)考一模）如圖所示，質(zhì)量分別為和（）的兩個(gè)小球疊放在一起，從高度為h處由靜止釋放，它們一起下落。已知h遠(yuǎn)大于兩球半徑，碰撞前后小球都沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（

）A．在下落過(guò)程中，兩個(gè)小球之間存在相互作用的彈力B．釋放后至彈起的過(guò)程中，兩小球的動(dòng)量守恒C．若所有的碰撞都沒(méi)有機(jī)械能損失，且碰撞后彈起的最大高度，則碰撞后彈起的最大高度一定大于2.5hD．若兩球接觸處涂有粘膠，從地面彈起后兩球粘在一起向上運(yùn)動(dòng)，則兩球彈起的最大高度為h5．（2023·北京朝陽(yáng)·統(tǒng)考一模）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。（1）利用圖1所示的裝置探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律。為減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列措施可行的有___________。A．描點(diǎn)作圖時(shí)，鉛筆應(yīng)尖一些，力的圖示適當(dāng)大些B．用兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩套時(shí)，兩測(cè)力計(jì)的示數(shù)適當(dāng)大些C．用兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩套時(shí)，細(xì)繩間的夾角越大越好（2）利用圖2所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖3為實(shí)驗(yàn)所得的一條紙帶，在紙帶上選取連續(xù)的、點(diǎn)跡清晰的3個(gè)點(diǎn)A、B、C，測(cè)出A、B、C與起始點(diǎn)O之間的距離分別為、、。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，重物質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，重物增加的動(dòng)能___________，減少的重力勢(shì)能___________。（3）如圖4所示，用半徑相同的A、B兩球的碰撞可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。某同學(xué)認(rèn)為即使A球質(zhì)量大于B球質(zhì)量，也可能會(huì)使A球反彈。請(qǐng)說(shuō)明該同學(xué)的觀點(diǎn)是否正確并給出理由___________。6．（2023·北京東城·統(tǒng)考一模）應(yīng)用恰當(dāng)?shù)姆椒梢詫?duì)一些問(wèn)題進(jìn)行深入分析，比如，研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以把這條曲線分割為許多很短的小段，每小段都可以看作圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，此圓的半徑就是曲線在該點(diǎn)的曲率半徑p，用來(lái)描述這一點(diǎn)的彎曲程度，如圖甲所示，這樣，在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法來(lái)處理。如圖乙所示，有人設(shè)計(jì)了一個(gè)光滑的拋物線形軌道，位于平面直角坐標(biāo)系的第二象限內(nèi)，末端恰好位于坐標(biāo)原點(diǎn)O，且切線沿水平方向，質(zhì)量為m的小滑塊從軌道上的A點(diǎn)由靜止開始下滑，滑到軌道末端時(shí)速度大小為，軌道對(duì)其支持力大小為，之后小滑塊離開軌道做平拋運(yùn)動(dòng)。已知軌道曲線與小滑塊做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對(duì)稱，重力加速度為g。（1）求軌道末端的曲率半徑；（2）小滑塊做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)（圖中未出），若由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)與由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)相同路程，用表示小滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)過(guò)程的動(dòng)量變化量，用表示小滑塊由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程的動(dòng)量變化量，通過(guò)分析比較與的大?。唬?）軌道上的C點(diǎn)距x軸的距離為，求小滑塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)受到的支持力大小。7．（2023·北京東城·統(tǒng)考一模）如圖所示，輕彈簧的一端固定，另一端與水平地面上的物塊1接觸（但未連接）。在外力作用下物塊1靜止，此時(shí)彈簧的壓縮最為10，之后撤去外力，物塊1開始向左運(yùn)動(dòng)，離開彈簧后與靜止在水平地面上的物塊2發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰后二者粘在一起。已知兩物塊質(zhì)量均為，彈簧的勁度系數(shù)，當(dāng)彈簧形變量為x時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能為，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力及一切摩擦，求：（1）剛撤去外力時(shí)，彈簧彈力的大小，（2）兩物塊碰撞前，物塊1的速度大小，（3）兩物塊碰撞過(guò)程中損失的總機(jī)械能。8．（2023·北京延慶·統(tǒng)考一模）如圖所示，小球A質(zhì)量為m，系在細(xì)線的一端，線的另一端固定在O點(diǎn)，繩長(zhǎng)為，O點(diǎn)到光滑水平面的距離為。物塊B和C的質(zhì)量分別是和，B與C用輕彈簧拴接，置于光滑的水平面上，且B物塊位于O點(diǎn)正下方?，F(xiàn)拉動(dòng)小球使細(xì)線水平伸直，小球由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與物塊B發(fā)生正碰（碰撞時(shí)間極短），反彈后上升到最高點(diǎn)時(shí)到水平面的高度為。小球與物塊均視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求：（1）小球A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與B碰撞前細(xì)繩拉力F的大?。唬?）碰撞過(guò)程B物塊受到的沖量大小I；（3）物塊C的最大速度的大小，并在坐標(biāo)系中定量畫出B、C兩物塊的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像。（畫出一個(gè)周期的圖像）9．（2023·北京朝陽(yáng)·統(tǒng)考一模）中國(guó)航天技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，航天過(guò)程有發(fā)射、在軌和著陸返回等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。（1）航天員在空間站長(zhǎng)期處于失重狀態(tài)，為緩解此狀態(tài)帶來(lái)的不適，科學(xué)家設(shè)想建造一種環(huán)形空間站，如圖所示。圓環(huán)繞中心軸勻速旋轉(zhuǎn)，航天員（可視為質(zhì)點(diǎn)）站在圓環(huán)內(nèi)的側(cè)壁上，隨圓環(huán)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，可受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度為g。求圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小ω。（2）啟動(dòng)反推發(fā)動(dòng)機(jī)是著陸返回過(guò)程的一個(gè)關(guān)鍵步驟。返回艙在距離地面較近時(shí)通過(guò)γ射線精準(zhǔn)測(cè)距來(lái)啟動(dòng)返回艙的發(fā)動(dòng)機(jī)向下噴氣，使其減速著地。a、已知返回艙的質(zhì)量為M，其底部裝有4臺(tái)反推發(fā)動(dòng)機(jī)，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴的橫截面積為S，噴射氣體的密度為ρ，返回艙距地面高度為H時(shí)速度為，若此時(shí)啟動(dòng)反推發(fā)動(dòng)機(jī)，返回艙此后的運(yùn)動(dòng)可視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)地面時(shí)速度恰好為零。不考慮返回艙的質(zhì)量變化，不計(jì)噴氣前氣體的速度，不計(jì)空氣阻力。求氣體被噴射出時(shí)相對(duì)地面的速度大小v；b、圖是返回艙底部γ射線精準(zhǔn)測(cè)距原理簡(jiǎn)圖。返回艙底部的發(fā)射器發(fā)射γ射線。為簡(jiǎn)化問(wèn)題，我們假定：γ光子被地面散射后均勻射向地面上方各個(gè)方向。已知發(fā)射器單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出N個(gè)γ光子，地面對(duì)光子的吸收率為η，緊鄰發(fā)射器的接收器接收γ射線的有效面積為A。當(dāng)接收器單位時(shí)間內(nèi)接收到n個(gè)γ光子時(shí)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)反推發(fā)動(dòng)機(jī)，求此時(shí)返回艙底部距離地面的高度h。10．（2023·北京西城·統(tǒng)考一模）動(dòng)量守恒定律的適用范圍非常廣泛，不僅適用于低速、宏觀的問(wèn)題，也適用于近代物理研究的高速（接近光速）、微觀（小到分子、原子的尺度）領(lǐng)域．（1）質(zhì)量為、速度為v的A球跟質(zhì)量為m的靜止B球發(fā)生彈性正碰．求碰后A球的速度大?。?）核反應(yīng)堆里的中子速度不能太快，否則不易被鈾核“捕獲”，因此，在反應(yīng)堆內(nèi)要放“慢化劑”，讓中子與慢化劑中的原子核碰撞，以便把中子的速度降下來(lái)．若認(rèn)為碰撞前慢化劑中的原子核都是靜止的，且將中子與原子核的碰撞看作彈性正碰，慢化劑應(yīng)該選用質(zhì)量較大的還是質(zhì)量較小的原子核？請(qǐng)分析說(shuō)明理由．（3）光子不僅具有能量，而且具有動(dòng)量．科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中觀察到，一個(gè)電子和一個(gè)正電子以相同的動(dòng)能對(duì)心碰撞發(fā)生湮滅，轉(zhuǎn)化為光子．有人認(rèn)為這個(gè)過(guò)程可能只生成一個(gè)光子，也有人認(rèn)為這個(gè)過(guò)程至少生成兩個(gè)光子．你贊同哪個(gè)觀點(diǎn)？請(qǐng)分析說(shuō)明理由．11．（2023·北京石景山·統(tǒng)考一模）如圖所示，長(zhǎng)度為l的輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端系一質(zhì)量為m的小球（小球的大小可以忽略、重力加速度為）．（1）在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為α，小球保持靜止．畫出此時(shí)小球的受力圖，并求力F的大??；（2）由圖示位置無(wú)初速釋放小球，不計(jì)空氣阻力．求小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí):a．小球的動(dòng)量大??；b．小球?qū)p繩的拉力大?。?/p>

參考答案1．C【詳解】設(shè)腳著地瞬間的速度大小為v，取豎直向上為正，穿著平底布鞋時(shí)雙腳豎直著地過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)量定理其中穿上氣墊鞋時(shí)雙腳豎直著地過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)量定理有解得故選C。2．D【詳解】A．開啟降落傘減速的過(guò)程中，加速度向上，艙體處于超重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B．在大氣中勻速降落過(guò)程中，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能減少，B錯(cuò)誤；C．緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)開啟過(guò)程中，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式代入數(shù)據(jù)解得可知航天員的加速度約為，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)題意可知，艙體與地面撞擊的過(guò)程中，撞擊力的沖量豎直向上，重力的重力豎直向下，物體的動(dòng)量變化量向上，撞擊力的沖量大于艙體重力的沖量，D正確。故選D。3．A【詳解】由于小圓柱體N豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且在OA、AB、BC三個(gè)過(guò)程中沿y軸方向的距離相等，令為，可知OA、AB、BC三個(gè)過(guò)程經(jīng)歷時(shí)間相等，則有小圓柱體在水平方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則小圓柱體運(yùn)動(dòng)至A、B、C位置水平方向的分位移分別為，，則有，根據(jù)動(dòng)能定理有，，解得根據(jù)動(dòng)量定理有，，解得綜合上述有，故選A。4．C【詳解】A．在下落過(guò)程中，兩個(gè)小球都做自由落體運(yùn)動(dòng)，故兩個(gè)小球之間無(wú)相互作用力，A錯(cuò)誤；B．釋放后至彈起的過(guò)程中，兩小球所受合力不為0，故動(dòng)量不守恒，B錯(cuò)誤；C．整個(gè)過(guò)程中兩小球的機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律由題知解得故C正確；D．若兩球接觸處涂有粘膠，從地面彈起后兩球粘在一起向上運(yùn)動(dòng)，屬于完全非彈性碰撞，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故兩球彈起的最大高度為應(yīng)小于h，故D錯(cuò)誤。故選C。5．

AB##BA

該同學(xué)的觀點(diǎn)不正確，見解析【詳解】（1）[1]探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律。為減小實(shí)驗(yàn)誤差,可以采取以下措施，描點(diǎn)作圖時(shí)，鉛筆應(yīng)尖一些，力的圖示適當(dāng)大些；用兩個(gè)測(cè)力計(jì)拉細(xì)繩套時(shí)，兩測(cè)力計(jì)的示數(shù)適當(dāng)大些；細(xì)繩間的夾角不能太大，也不能太小。故選AB。（2）[2]從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，有重物增加的動(dòng)能為[3]減少的重力勢(shì)能（3）[4]該同學(xué)的觀點(diǎn)不正確。理由如下：設(shè)碰前A球的動(dòng)量為p0，動(dòng)能為，碰后A球的動(dòng)量為、動(dòng)能為，B球動(dòng)量為、動(dòng)能為。取碰前A球的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律有若A球反彈，則所以即又因?yàn)樗赃`背了能量守恒定律，所以該同學(xué)的觀點(diǎn)錯(cuò)誤。6．（1）；（2）與的大小相等；（3）【詳解】（1）小滑塊運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律解得（2）設(shè)A點(diǎn)距x軸的距離為，小滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理小滑塊由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)過(guò)程中，下落距離也為，則根據(jù)動(dòng)量定理解得因此，與的大小相等。（3）如圖所示，小滑塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)受到重力、支持力作用，C點(diǎn)處的曲率半徑為根據(jù)牛頓第二定律有從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理有由于軌道曲線與平拋軌跡關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對(duì)稱，所以在平拋軌跡上有對(duì)稱點(diǎn)D，其曲率半徑為，距x軸的距離為。小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度為，在D點(diǎn)時(shí)，從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理有聯(lián)立可得7．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）根據(jù)胡克定律代入數(shù)據(jù)解得（2）物塊1離開彈簧時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為物塊1的動(dòng)能根據(jù)能量守恒定律代入數(shù)據(jù)解得（3）兩物塊碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒根據(jù)能量守恒定律代入數(shù)據(jù)解得8．（1）；（2）；（3），見解析【詳解】（1）根據(jù)題意可知，小球A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中機(jī)械能守恒，設(shè)小球A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的速度為，由機(jī)械能守恒定律有解得在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律有解得（2）根據(jù)題意可知，小球與物塊B發(fā)生正碰（碰撞時(shí)間極短），則碰撞過(guò)程A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)碰撞后小球A的速度為，物塊B的速度為，規(guī)定向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律有由機(jī)械能守恒定律有聯(lián)立解得對(duì)物塊B，由動(dòng)量定理有（3）根據(jù)題意可知，B與C用輕彈簧拴接，開始時(shí)，物塊B壓縮彈簧，B做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，C做加速度增大加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)B、C速度相等時(shí)，彈簧壓縮最短，由動(dòng)量守恒定律有解得之后C的速度大于B的速度，彈簧開始恢復(fù)，則C做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，B做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)，C的速度最大，B的速度最小，由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律有聯(lián)立解得之后C拉開彈簧，開始做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，B做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度相等時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)最長(zhǎng)，之后C的速度小于B的速度，C做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，B做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，B的速度最大為，C的速度最小為0，之后重復(fù)開始，即完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期。由上述分析可知，B、C兩物塊的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像，如圖所示9．（1）；（2）a、；b、【詳解】（1）設(shè)航天員質(zhì)量為m，所受側(cè)壁對(duì)他的支持力N提供向心力，有同時(shí)解得（2）a、設(shè)t時(shí)間內(nèi)每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)噴射出的氣體質(zhì)量為m，氣體相對(duì)地面速度為v，氣體受到返回艙的作用力為F，則有又解得由牛頓第三定律可知，氣體對(duì)返回艙的作用力大小返回艙在勻減速下落的過(guò)程中，根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有解得b、接收器單位時(shí)間單位面積接收的光子個(gè)數(shù)為故接收器單位時(shí)間接收