2022 届高三物理二轮复习 专题训练 动量的综合应用 一、单选题 1．近年来，“高空抛物”给广大人民群众生命财产安全造成了损害．2021 年 1 月 1 日 起正式实施的《中华人民共和国民法典》针对这一问题立法禁止，让“高空抛物”无所遁 行。如果一瓶 500mL 的矿泉水从教学楼 4 楼窗户坠下，与地面的撞击时间约为 7×10－3s，未反弹，则矿泉水瓶对地面的冲击力约为（　　） A．10 N B．102 N C．103 N D．104 N 2．如图所示，光滑水平地面上有两个小球甲和乙，质量分别是 m 和 km，现让甲以初 速度 v0 向右运动并与乙(静止)发生碰撞，碰后乙的速度为 v0 ，若碰后甲、乙同向运动， 2 则 k 的值不可能是(　　) A． 3 2 B． 5 2 C． 6 5 D． 7 6 3．如图所示，两条足够长、电阻不计的平行导轨放在同一水平面内，相距 l。磁感应 强度大小为 B 的范围足够大的匀强磁场垂直于导轨平面向下。两根质量均为 m、电阻 均为 r 的导体杆 a、b 与两导轨垂直放置且接触良好，开始时两杆均静止。已知 b 杆光 滑，a 杆与导轨间最大静摩擦力大小为 F0.现对 b 杆施加一与杆垂直且大小随时间按图 乙所示规律变化的水平外力 F，已知在 t1 时刻，a 杆开始运动，此时拉力大小为 F1，下 列说法正确的是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（　　） A．当 a 杆开始运动时，b 杆的速度大小为 F0 r B 2l 2 2mF0 r 1 B．在 0~t1 这段时间内，b 杆所受安培力的冲量大小为 B 2l 2  2 F1t1 C．在 t1~t2 这段时间内，a、b 杆的总动量增加了 ( F1  F2 )(t2  t1 ) 2 D．a、b 两杆最终速度将恒定，且两杆速度大小之差等于 t1 时刻 b 杆速度大小 4．如图所示，左端接有阻值为 R 的定值电阻且足够长的平行光滑导轨 CE、DF 的间距 为 L，导轨固定在水平面上，且处在磁感应强度为 B、竖直向下的匀强磁场中，一质量 为 m、电阻为 r 的导体棒 ab 垂直导轨放置且静止，导轨的电阻不计。某时刻给导体棒 ab 一个水平向右的瞬时冲量 I，导体棒将向右运动，最后停下来，则此过程中（　 　） A．导体棒做匀减速直线运动直至停止运动 I2 B．电阻 R 上产生的焦耳热为 2m I C．通过导体棒 ab 横截面的电荷量为 BL D．导体棒 ab 运动的位移为 IR B 2 L2 5．跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全（如图所示），这是由于（　　） A．人跳在沙坑的动量大小大于跳在水泥地上的动量大小 B．人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小 C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小 D．人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上小 6．如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒 a、b 所带 电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距 离相等。现同时释放 a、b，它们由静止开始运动。在随后的某时刻 t，a、b 经过电容 器两极板间下半区域的同一水平面。a、b 间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确 的是（　　） A．a 的质量比 b 的大 B．在 t 时刻，a 的动能比 b 的大 C．在 t 时刻，a 和 b 的电势能相等 D．在 t 时刻，a 和 b 的动量相同 7．2022 年 1 月 24 日美国一架五代战机 F-35C 在我国南海海域挑衅后，试图降落于 “卡尔·文森”号航空母舰时发生事故，撞上飞行甲板，并坠入大海。右图为事故模拟图， 假设航空母舰质量 1.0 �108 kg ，飞行甲板长度 200m，飞机重量 1.6 �104 kg 。飞机降落 前速度大小 100m/s，方向斜向下 37o，撞上飞行甲板边缘后只剩水平分速度，飞机 在甲板滑行过程可视为匀减速直线运动，加速度大小为 15m/s2，重力加速度 g  10m/s2 ，降落前航空母舰为静止状态。则（　　） A．滑行过程阻力与重力的比值为 2 B．若航空母舰一直静止，飞机滑出甲板的速度为 20m/s C．若航空母舰向前的行驶速度为 2.5m/s 可避免飞机滑出甲板 D．若忽略海水对舰的阻力和动力，飞机滑出后，航空母舰获得水平速度约为 1m/s 8．水平桌面上，一质量为 m 的物体在水平恒力 F 拉动下从静止开始运动，物体通过 的路程等于 s0 时，速度的大小为 v0，此时撤去 F，物体继续滑行 2s0 的路程后停止运动， 重力加速度大小为 g，则（　　） 1 A．在此过程中 F 所做的功为 2 mv02 B．在此过程中 F 的冲量大小等于 3 mv 4 0 v02 C．物体与桌面间的动摩擦因数等于 4 s0 g D．F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的 2 倍 9．在冬奥会冰上短道速滑接力比赛中，乙运动员奋力向前推出前方甲运动员，忽略一 切阻力，此过程中（　　） A．甲对乙的冲量大于乙对甲的冲量 B．甲、乙两运动员组成的系统动量增加 C．甲、乙两运动员组成的系统机械能增加 D．甲、乙两运动员的速度变化量大小一定相等 二、多选题 10．如图所示，A 物体套在光滑的竖直杆上，B 物体放置在粗糙水平桌面上，用一不 可伸长轻绳连接。初始时轻绳经过定滑轮呈水平，A、B 物体质量均为 m。A 物体从 P 点由静止释放，下落到 Q 点时，速度为 v， PQ 之间的高度差为 h，此时连接 A 物体的 轻绳与水平方向夹角为  。在此过程中，则（　　） A．B 物体做匀加速直线运动 B．A 物体到 Q 点时，B 物体的速度为 v cos  C．A 物体到 Q 点时，B 物体的动量为 mv sin  1 2 1 2 2 D．B 物体克服摩擦做的功为 mgh  mv  mv sin  2 2 11．如图所示，质量为 m 的物块放在质量为 M 的平板车上，轻弹簧将物块与平板车右 端的固定挡板相连，平板车上表面光滑，物块与车一起沿光滑水平面向右以大小为 v0 的速度匀速运动，车与地面上的固定挡板相碰后以原速率返回，M>m，则下列说法正 确的是（　　） A．碰撞瞬间，物块动量不变 B．碰撞后，物块、车与弹簧组成的系统动量方向与 v0 方向相同 C．碰撞后，物块、车与弹簧组成的系统机械能守恒 2Mmv02 D．碰撞后，弹簧具有的最大弹性势能为 M  m 12．2021 年 7 月 30 日，在东京奥运会蹦床项目女子决赛中，中国选手朱雪莹夺得 冠军。若朱雪莹比赛中上升的最高点距地面高为 H，朱雪莹质量为 m，蹦床平面距地 面高为 h。朱雪莹下落过程，弹性网最大下陷量为 x，空气阻力恒为 f，下落过程中的 总时间为 t（从最高点落到弹性网的最低点），则朱雪莹（看作质点）从最高点下落至 最低点的过程，下列说法正确的是（　　） A．弹性网的弹力对朱雪莹的冲量大小为 mgt B．朱雪莹从与蹦床接触到落至最低点过程中所受合外力的冲量大小为 2m(mg  f )( H  h ) C．弹性网弹性势能的增量为 (mg  f )( H  h  x ) D．朱雪莹的机械能减少 f ( H  x  h) 三、实验题 13．“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图甲所示。已知打点计时器的电源周期为 0.02 s。 （1）下列说法正确的是______。（填正确选项前的字母） A．本实验中应尽可能减小摩擦 B．实验时先推动小车 A，再接通打点计时器电源 （2）若获得的纸带如图乙所示，从 a 点开始，每 5 个点取一个计数点，其中 a、b、c、d、e 都为计数点，并测得相邻计数点间距分别为 ab=20.3 cm、bc=36.2 cm、cd=25.1 cm、de=20.5 cm，已测得小车 A（含橡皮泥）的质量 mA=0.4 kg， 小车 B（含撞针）的质量 mB=0.3 kg。由以上测量结果可得碰前系统总动量为 ______kg·m/s，碰后系统总动量为______kg·m/s。（结果均保留三位有效数字） 14．某同学利用气垫导轨上滑块间的碰撞来寻找物体相互作用过程中的“不变量”，实 验装置如图所示，实验过程如下（“+”“-”表示速度方向）： 实验 1： 使 m1=m2=0.25 kg，让运动的滑块 1（质量为 m1）碰静止的滑块 2（质量为 m2）， 碰后两个滑块分开，数据如表 1。 表1 碰前 速度 v/（m·s） 1 碰后 滑块 1 滑块 2 滑块 1 滑块 2 +0.110 0 0 +0.108 根据这个实验可推知，在误差允许的范围内： （1）碰前物体的速度______（填“等于”或“不等于”）碰后物体的速度； （2）碰前物体的动能______（填“等于”或“不等于”）碰后物体的动能； （3）碰前物体的质量 m 与速度 v 的乘积 mv______（填“等于”或“不等于”）碰后物体的 质量 m 与速度 v 的乘积 mv。 实验 2： 使 m1=m2=0.25 kg，让运动的滑块 1（质量为 m1）碰静止的滑块 2（质量为 m2）， 碰后两滑块一起运动，数据如表 2。 表2 碰前 速度 v/（m·s） 1 碰后 滑块 1 滑块 2 +0.140 0 滑块 1 +0.06 9 滑块 2 +0.069 根据这个实验可推知，在误差允许的范围内： （1）碰前物体的速度______（填“等于”或“不等于”）碰后物体速度的矢量和； （2）碰前物体的动能______（填“等于”或“不等于”）碰后物体动能的和； （3）碰前物体的质量 m 与速度 v 的乘积 mv______（填“等于”或“不等于”）碰后物体的 质量 m 与速度 v 的乘积 mv 的矢量和。 实验 3： 使 2m1=m2=0.5 kg，让运动的滑块 1（质量为 m1）碰静止的滑块 2（质量为 m2）， 碰后两滑块分开，数据如表 3。 表3 碰前 速度 v/（m·s） 1 碰后 滑块 1 滑块 2 滑块 1 滑块 2 +0.120 0 -0.024 +0.070 根据实验数据可推知，在误差允许的范围内： （1）碰前物体的速度______（填“等于”或“不等于”）碰后物体速度的矢量和； （2）碰前物体的动能______（填“等于”或“不等于”）碰后物体动能的和； （3）碰前物体的质量 m 与速度 v 的乘积 mv______（填“等于”或“不等于”）碰后物体的 质量 m 与速度 v 的乘积 mv 的矢量和。 该同学还进行了其他情景的实验，最终在实验中发现的“不变量”是______。 四、解答题 15．在水平冰面上，质量为 70 kg 的运动员甲以