广东省佛山市高考物理2021-2022模拟题知识点分类汇编-04动量、机械振动与机械波
一、单选题
1．（2022·广东佛山·统考二模）图是某汽车安全气囊的工作原理图。当汽车发生意外碰撞时，钢球对压力传感阀门的压力大于阈值F时阀门就会打开，钢球接通触片开关点燃炸药，释放大量气体瞬间充满安全气囊。在某次碰撞过程中，汽车在时间t内速度由v减速至零，且安全气囊打开。设此过程为匀减速直线运动，汽车的质量为M，钢球质量为m，钢球在水平方向除与阀门间的相互作用外，所受其它外力可忽略不计，则碰撞前车速v大于（ ）
A． B． C． D．
2．（2021·广东佛山·统考二模）如图所示，斜面体Q静止放在光滑水平面上，物块P以一定的初速度从斜面体Q的顶端往下滑，在下滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A．P和Q组成的系统动量守恒
B．Q对物块P的支持力不做功
C．P沿斜面做匀加速直线运动
D．最终P和Q可能以相同的速度向左运动
3．（2021·广东佛山·统考一模）如图是同一型号子弹以相同的初速度射入固定的、两种不同防弹材料时完整的运动径迹示意图。由此图可判定，与第一次试验比较，第二次试验（ ）
A．子弹克服阻力做功更少
B．子弹与材料产生的总热量更多
C．子弹的动量变化量更大
D．防弹材料所受冲量相等
二、多选题
4．（2022·广东佛山·模拟预测）如图，一粗糙绝缘竖直平面与两个等量异种点电荷连线的中垂线重合。A、O、B为竖直平面上的点，且O为等量异种点电荷连线的中点，。现有带电荷量为q、质量为m的小物块视为质点，从A点以大小为的初速度向B滑动，到达B点时速度恰好为0，则（ ）
A．小物块一定带正电 B．从A到B，小物块电势能先减小后增大
C．从A到B，小物块加速度先增大后减小 D．从A到B，小物块重力的冲量小于
5．（2021·广东佛山·统考一模）重庆云阳龙缸大秋千，经过多次测试于2020年7月开放.它由四根秋千绳组成的秋千摆，摆动半径约100m，有一质量为50kg的体验者（含秋千踏板）荡秋千，秋千运动到最低点时速度约为108km/h,下列说法正确的是（ ）
A．从最高点摆到最高点过程中，体验者所受重力的冲量为零
B．摆到最高点时，体验者的速度为零，加速度不为零
C．在最低点时，体验者处于失重状态
D．在最低点时，四根绳对秋千踏板（含体验者）拉力的合力约为950N
三、填空题
6．（2022·广东佛山·模拟预测）图甲为一列简谐横波在t＝4s时的波形图，图乙为x＝3m处质点P的振动图象，则该波沿x轴________（填“正方向”或“负方向”）传播，波速大小为_______m/s，质点P做简谐运动的位移表达式为_________．
7．（2021·广东佛山·统考一模）图甲为一列简谐横波在某时刻的波形图，M是平衡位置为x =0.5m处的质点，N是平衡位置为x=2m处的质点，图乙为质点N由该时刻起的振动图像，则波的传播速度是___________ m/s；t=0.15s时，质点N的速度方向沿y轴___________（填“正”或“负”）方向。
8．（2021·广东佛山·统考二模）图甲表示一列简谐横波在t=20s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图象，由甲、乙两图中所提供的信息可知该波的传播速度为___________m/s，该列波的传播方向为___________，质点P在任意1s内的路程___________（选填“都是”或“不一定是”或“都不是”）0.2m。
9．（2021·广东佛山·统考二模）自从1865年麦克斯韦预言电磁波的存在，人们的生活已经与电磁波密不可分，不同频率的电磁波被应用于生活的各个领域。例如：我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561MHz，家用Wi-Fi所使用的电磁波频率约为5725MHz。则WiFi信号与北斗导航信号叠加时，__________（填“能”或“不能”）产生干涉现象：当Wi-Fi信号穿越墙壁进入另一个房间后，其波长_________，原因是__________。
四、解答题
10．（2021·广东佛山·统考一模）如图，光滑水平面上放有两个完全相同的木板A、B，每个木板质量，长，两板间距。质量为的小滑块C（可视为质点）以，的初速度从左侧滑上木板A，C与两木板间的动摩擦因数均为，若A和B发生碰撞后粘在一起，且小滑块C最终滑块没有滑出木板，求：
（1）小滑块C的最终速度大小。
（2）木板A与木板B碰撞前瞬间，A的速度大小。
（3）若滑块C的初速度未知，C能滑上木板B的最小初速度（结果可以保留根号）。
11．（2021·广东佛山·统考二模）长为l的不可伸长的细绳一端固定在O点，一端栓接质量为m的小球，质量均为m的滑块与长木板在光滑地面一起向右运动，滑块与静止的小球发生弹性正碰，小球恰能做完整的圆周运动，最终滑块停在板的中点，已知滑块与滑板之间的动摩擦因数为，求：
（1）碰后瞬间细绳上的拉力大小；
（2）长木板的长度；
（3）若改变滑块与木板的初速度，碰撞后细绳始终保持绷紧且滑块没有滑离长木板，则初速度应该满足什么要求。
12．（2021·广东佛山·统考一模）如图所示，光滑轨道ABC，其中AB段是倾角为的固定斜面，BC段是足够长的水平面，B处有一小段长度可以忽略的光滑圆弧衔接。水平面上距离B点x0处放置着滑块甲，滑块内的竖直平面内嵌有一条两端开口的细管abcde（管壁厚度和管的直径大小可以忽略不计），ab、de段是长度均为L的水平管，bcd段是半径为0.4m的半圆管，管道除de段粗糙外，其余部分均光滑。轨道和管道处于同一竖直平面内。一个质量为m的小球乙（可视为质点）从斜面上高1.8m处无初速释放，后无障碍进入滑块内细管，小球在de段中所受阻力为其重力的0.2倍，重力加速度g取10m/s2，，。
(1)若滑块甲固定，小球从e点以4m/s速度抛出，且垂直击中斜面，求L和x0的大小？
(2)若滑块甲的质量也为m，且可自由滑动，求小球到达d点瞬间所受弹力大小和滑块最终的速度大小？
13．（2021·广东佛山·统考二模）如图所示，木板B静止在光滑的冰面上，其右端上表面与一粗糙倾斜滑道平滑相接，滑道倾角，一游客坐在滑板上，从滑道上距底端s=5m处由静止滑下。已知木板质量，长度L=3m，游客和滑板的总质量。若游客和滑板可看做质点，与滑道间的动摩擦因数，取g=10m/s2、sin37°=0.6、cos37°=0.8。
（1）求游客在滑道上下滑时的加速度大小；
（2）若要游客刚好不从木板B的左端滑出，求滑板与木板B上表面间的动摩擦因数。
14．（2021·广东佛山·统考一模）如图示，用一轻弹簧将物块Q和地面相连，处于静止状态。物块P从Q的正上方h处由静止释放，P、Q相碰（时间很短）后立即以相同的速度向下压缩弹簧（P、Q不粘连）。P的质量为m，Q的质量为m（=1，2，3，…），弹簧的劲度系数为k，弹簧的形变量为x时，弹性势能。空气阻力不计，PQ运动过程中弹簧始终未超过弹性限度。求：
(1)P自h高处落下与Q碰撞后瞬间的共同速度v共，此过程中损失的机械能；
(2)若取m=0.10kg，h=0.80m，k=75N/m，重力加速度g=10m/s2，则当取何值时P与Q碰撞后始终以共同的速度运动
参考答案：
1．A
【详解】根据题意对钢球由动量定理可得
解得
即当车速v大于安全气囊才会弹出，故A正确，BCD错误。
故选A。
2．D
【详解】A． P和Q组成的系统动量不守恒，只有水平方向动量守恒，所以A错误；
B．当斜面光滑时，Q对物块P的支持力做做负功，当
Q静止不动，P做匀速直线运动，则Q对物块P的支持力不做功，所以B错误；
C． P沿斜面不一定做匀加速直线运动，当时，P做匀速直线运动，P还可能做曲线运动，则C错误；
D．根据动量守恒定律可知，两物块在水平方向动量守恒，如果它们间的摩擦力足够大，则最终P和Q可能以相同的速度向左运动，有
所以D正确；
故选D。
3．D
【详解】A．由于两次子弹的初速度相同，动能相同，则两次试验的动能变化量相同，根据动能定理可知，两次试验子弹克服阻力做功相同，故A错误；
B．由于两次子弹的初速度相同，动能相同，则根据能量守恒可知，两次试验子弹与材料产生的总热量相同，故B错误；
C．由于两次子弹的初速度相同，则初动量相等，又两次试验的末动量均为零，则两次试验的子弹的动量变化量相同，故C错误；
D．由于两次试验的子弹的动量变化量相同，根据动量定理可知，两次试验防弹材料所受冲量相等，故D正确。
故选D。
4．AC
【详解】A．由场强的叠加规律可知，图中等量异种电荷中垂线上的场强水平向右，若小物块带负电，受到的电场力水平向左，不可能沿AB下滑，故小物块带正电，A正确；
B．AB为该等量异种电荷电场中的等势面，故从A到B，电场力不做功，小物块电势能不变，B错误；
C．从A到B，场强先增大后减小，O点场强最大，小物块在水平方向由平衡条件可得
小物块从A点以大小为的初速度向B滑动，到达B点时速度恰好为0，故小物块全程减速，加速度始终向上，竖直方向由牛顿第二定律可得
故小物块加速度先增大后减小，C正确；
D．从A到B，对小物块由动量定理可得
可得
无法确定重力的冲量是否小于，D错误。
故选AC。
5．BD
【详解】A．从最高点摆到最高点过程中，体验者所受重力的冲量
显然不为零，故A错误；
B．摆到最高点时，人的速度为零，人的向心力为零，即沿绳子方向的合力为零，但垂直于绳子方向重力有沿圆弧方向的分力，所以合力不为零，加速度不为零，故B正确;
C．在最低点时，体验者做圆周运动，拉力与重力的合力提供向心力，且向上，为超重状态，故C错误;
D．在最低点时，设四根秋千绳对体验者（含秋千踏板）拉力的合力为F，根据牛顿第二定律得
解得
故D正确。
故选BD。
6． 负方向 1.5 y＝0.5sin（）m
【详解】[1]．t=4s时，x=3m处的质点P向下振动，根据平移法可知该波沿x轴负方向传播；
[2]．根据波的图象可得，周期T=8s，则波速
；
[3]．由图乙可知，质点P做简谐运动的位移表达式为
7． 10 正
【详解】[1]由甲图可知，波的波长为，由图乙可知，周期为，则波的传播速度是
[2]由图乙可看出，0.10s~0.30s，质点N的速度方向沿y轴的正方向。
8． 0.5 沿x轴负方向 都是
【详解】[1]由图甲可知波长，图乙可知周期，根据波速公式有
[2]根据上下坡法则，质点P开始向上振动，则为下坡，所以该列波的传播方向为沿x轴负方向。
[3]由于1s为则质点P在任意1s内的路程为
则质点P在任意1s内的路程都是0.2m。
9． 不能 不变 见解析
【详解】[1]WiFi信号的频率与北斗导航信号的频率不同，不能产生干涉现象。
[2][3]当Wi-Fi信号穿越墙壁进入另一个房间后，其频率和波速都不变，所以波长不变。
10．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）全过程由动量守恒定律有
解得
（2）设C与A共速时的速度为，且A还未与B发生碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律有
联立得
此过程对A，应用动能定理有
得
故假设成立，则A和B发生碰撞时的速度为
（3）由题意知，C的初速度越小，则和A达到共速过程时间越短；当C的初速度最小时，对A、C达到共速前有
A、C匀速一段位移后，对A、B碰撞
C在A上滑行刚到达B上，对C与有
解得
11．（1）6mg；（2）；（3）或
【详解】（1）小球在最高点有
小球碰后从最低点至最高点的过程中有
解得
在最低点对小球有
解得
T=6mg
（2）对滑块与小球碰撞过程有
解得
，，即滑块与小球交换速度；
碰后滑块在板上的运动过程，设板长为s，有
解得
（3）由前面分析可知当滑块初速度时，碰后小球可以做完整的圆周运动，细绳能保持绷紧。若要滑块不滑离长木板，碰撞后对滑块与长木板有
解得
若滑块与长木板的速度比较小，使得碰撞后小球上升的高度没有超过O点，则细绳也一直处于绷紧状态，对小球碰后上升的过程有
解得
由前面分析可知，碰撞时滑块与球交换速度，在此种情况下滑块必定没有滑离长木板；
综上所述，滑块的初速度应该满足的范围是
或
12．（1）L=1m，；（2） FN=0，
【详解】(1)小球从释放到e点，有
或
解得
L=1m
小球击中斜面时，有
小球从抛出到击中斜面的时间为
小球在竖直方向的位移为
小球在水平方向的位移为
由几何关系可得
解得
（写、均可）
(2)小球运动到B点时的速度大小为v0，得
小球从a运动到d过程，对小球与滑块组成的系统，有
小球到达d点前瞬间有
解得
FN=0
解法一：设若小球最终与滑块共速，需要管的水平长度为，有
解得
滑块最终的速度大小为
或假设小球从e点飞出，有
联立以上方程，方程无解。假设不成立，故小球最终与滑块共速；
解法二：设若小球最终与滑块共速，需要管的水平长度为，对小球
对滑块甲
解得
滑块最终的速度大小为
13．(1)；(2)0.2
【详解】(1)设游客在滑道上下滑时的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得
解得。
(2)设游客到达滑到下端的速度为v1，由运动学公式可得
要使游客刚好不从木板B的左端滑出，即游客到达木板B左端时恰好与木板达到共同速度，设为v2，由于冰面光滑，该过程满足动量守恒，可得
由能量守恒可得
联立解得。
14．(1)，；(2)4
【详解】(1) P自h高处落下与Q碰撞前，由动能定理可得
P与Q碰撞后，由动量守恒得
由能量守恒可得
联立解得
，
(2)由题意可知，要使二者始终共速运动，则需满足在弹簧恢复原长时二者速度刚好为零。在Q压缩弹簧时有
从二者碰撞后共速到弹簧恢复原长二者速度刚好为零，由能量守恒可得
因为为正整数，则联立解得
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
