2022年全国高考物理真题汇编:动量

日期: 2024-06-14 高考阶段物理

单选题

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一质点做曲线运动,在前一段时间内速度大小由v增大到2v,在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v。前后两段时间内,合外力对质点做功分别为W1和W2 , 合外力的冲量大小分别为I1和I2。下列关系式一定成立的是(   )
A、 W2=3W1 , I2≤3I1
B、 W2=3W1 , I2≥I1
C、 W2=7W1 , I2≤3I1
D、 W2=7W1 , I2≥I1
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风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途经之一。如图所示,风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9m/s时,输出电功率为405kW,风速在5~10m/s范围内,转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A,空气密度为ρ,风场风速为v,并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是(    )

A、 该风力发电机的输出电功率与风速成正比
B、 单位时间流过面积A的流动空气动能为
C、 若每天平均有1.0×108kW的风能资源,则每天发电量为2.4×109kW·h
D、 若风场每年有5000h风速在6~10m/s的风能资源,则该发电机年发电量至少为6.0×105kW·h
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1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成。如图,中子以速度 分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为 。设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是(    )

A、 碰撞后氮核的动量比氢核的小
B、 碰撞后氮核的动能比氢核的小
C、 大于
D、 大于

多选题

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球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机,总质量为 。飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比(即 为常量)。当发动机关闭时,飞行器竖直下落,经过一段时间后,其匀速下落的速率为 ;当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动,经过一段时间后,飞行器匀速向上的速率为 。重力加速度大小为 ,不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化,下列说法正确的是(    )
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质量为 的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小取 。则(    )

实验探究题

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某实验小组为测量小球从某一高度释放,与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失,设计了如图(a)所示的装置,实验过程如下:

⑴让小球从某一高度由静止释放,与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置,使小球从光电门正上方释放后,在下落和反弹过程中均可通过光电门。

⑵用螺旋测微器测量小球的直径,示数如图(b)所示,小球直径d=mm。

⑶测量时,应(选填“A”或“B”,其中A为“先释放小球,后接通数字计时器”,B为“先接通数字计时器,后释放小球”)。记录小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间

⑷计算小球通过光电门的速度,已知小球的质量为m,可得小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失 (用字母m、d、 表示)。

⑸若适当调高光电门的高度,将会(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量误差。

综合题

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如图,光滑水平面上有两个等高的滑板A和B,质量分别为 ,A右端和B左端分别放置物块C、D,物块质量均为 ,A和C以相同速度 向右运动,B和D以相同速度 向左运动,在某时刻发生碰撞,作用时间极短,碰撞后C与D粘在一起形成一个新滑块,A与B粘在一起形成一个新滑板,物块与滑板之间的动摩擦因数均为 。重力加速度大小取

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打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示,重物A、B和C通过不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接,C与滑轮等高(图中实线位置)时,C到两定滑轮的距离均为L。重物A和B的质量均为m,系统可以在如图虚线位置保持静止,此时连接C的绳与水平方向的夹角为60°。某次打桩时,用外力将C拉到图中实线位置,然后由静止释放。设C的下落速度为 时,与正下方质量为2m的静止桩D正碰,碰撞时间极短,碰撞后C的速度为零,D竖直向下运动 距离后静止(不考虑C、D再次相碰)。A、B、C、D均可视为质点。

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如图所示,“L”型平板B静置在地面上,小物块A处于平板B上的 点, 点左侧粗糙,右侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为M的小球悬挂在 点正上方的O点,轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放,下摆至最低点与小物块A发生碰撞,碰后小球速度方向与碰前方向相同,开始做简谐运动(要求摆角小于 ),A以速度 沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。一段时间后,A返回到O点的正下方时,相对于地面的速度减为零,此时小球恰好第一次上升到最高点。已知A的质量 ,B的质量 ,A与B的动摩擦因数 ,B与地面间的动摩擦因数 ,取重力加速度 。整个过程中A始终在B上,所有碰撞时间忽略不计,不计空气阻力,求:

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如图(a),质量为m的篮球从离地H高度处由静止下落,与地面发生一次非弹性碰撞后反弹至离地h的最高处。设篮球在运动过程中所受空气阻力的大小是篮球所受重力的 倍( 为常数且 ),且篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同,重力加速度大小为g。

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某同学受自动雨伞开伞过程的启发,设计了如图12所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块,初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度 向上滑动时,受到滑杆的摩擦力f为 ,滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞,带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量 ,滑杆的质量 ,A、B间的距离 ,重力加速度g取 ,不计空气阻力。求:

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如图(a),一质量为m的物块A与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上:物块B向A运动, 时与弹簧接触,到 时与弹簧分离,第一次碰撞结束,A、B的 图像如图(b)所示。已知从 时间内,物块A运动的距离为 。A、B分离后,A滑上粗糙斜面,然后滑下,与一直在水平面上运动的B再次碰撞,之后A再次滑上斜面,达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为 ,与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求

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