广东省深圳高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-05动量、机械振动与机械波

这是一份广东省深圳高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-05动量、机械振动与机械波，共23页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
广东省深圳高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-05动量、机械振动与机械波 一、单选题1．（2021·广东深圳·统考二模）如图，从离地面一定高度的喷水口同时喷出完全相同的三个水滴A、B、C，已知三个水滴的初速度大小相等，水滴B初速度方向水平，A、C初速度方向与水平面夹角均为θ，三个水滴落于同一水平地面，忽略空气阻力，则（　　）A．水滴A、C同时落地B．水滴C落地时速度最大C．水滴B落地时重力的瞬时功率最大D．运动过程中，重力对水滴A的冲量最大2．（2021·广东深圳·统考一模）动靶射击训练时，质量为0.5kg的动靶从地平面下方5m处的A点竖直上抛，B点为动靶可到达的最高点，高出地平面15m，如图所示。已知动靶在地平面以上被击中为“有效击中”。忽略空气阻力及子弹的飞行时间，g=10m/s2。则动靶（　　）A．从A点抛出的初速度为25m/sB．从A上升到B过程中，重力的冲量大小为10N·sC．可被“有效击中”的时间为2sD．在经过地平面附近时更容易被击中3．（2022·广东深圳·统考一模）明朝的《天工开物》记载了我国古代劳动人民的智慧。如图所示，可转动的把手上a点到转轴的距离为2R，辘轳边缘b点到转轴的距离为R。人甲转动把手，把井底的人乙加速拉起来，则（　　）A．a点的角速度大于b点的角速度 B．a点的线速度小于b点的线速度C．绳对乙拉力的冲量等于乙的动量变化量 D．绳对乙的拉力大于乙的动量变化率4．（2022·广东深圳·模拟预测）如图所示，木块沿放在光滑水平面上的斜面体下滑，在下滑过程中，下列说法正确的是（　　）A．地面对斜面体的支持力的冲量为0B．斜面体对木块支持力的冲量与木块对斜面体压力的冲量相等C．无论斜面体是否粗糙，木块与斜面体组成的系统机械能都守恒D．斜面体受到的合外力的冲量方向水平向右5．（2022·广东深圳·模拟预测）福州地区处于东南沿海，常会受到台风的袭扰，某次台风登陆时最大风速为30m/s。某高层建筑顶部广告牌的尺寸为：高5m、宽20m，空气密度 =1.2kg/m3，空气吹到广告牌上后速度瞬间减为0，则该广告牌受到的最大风力约为（　　）A．3.9×103N B．1.2×105N C．1.0×104N D．8.2×106N6．（2022·广东深圳·模拟预测）如图所示，光滑的铁丝做成的圆环固定在竖直平面内，一中心有孔的小球穿在铁丝上，由于受到轻微扰动，小球从最高点向下滑动，则在小球从最高点A滑到最低点B的过程中（　　）A．铁丝对小球的作用力一直增大B．铁丝对小球的作用力做功为零C．铁丝对小球的作用力的冲量为零D．重力对小球做功的功率一直增大7．（2022·广东深圳·统考模拟预测）如图所示，设车厢长为l，质量为M，静止在光滑水平面上，车厢内有一质量为m的物体，以速度v0向右运动，与车厢壁来回碰撞n次后，静止于车厢中，这时车厢的速度为（ ）A．v0，水平向右B．0C．，水平向右D．，水平向右 二、多选题8．（2020·广东深圳·统考一模）如图，波速大小相同、振幅均为的两列简谐波，甲波（实线）沿轴正方向传播，乙波（虚线）沿轴负方向传播。在时刻的部分波形如图所示，在时，两列波第一次完全重合。下列说法正确的是（　　）A．甲、乙两列波的波长均为B．甲、乙两列波的波速大小均为C．处为振动加强的点D．时，甲、乙两列波的波形第二次完全重合E．在振动过程中，处的质点偏离平衡位置的位移可能为 三、填空题9．（2021·广东深圳·统考二模）S1和S2是两个振动情况完全相同的波源，振幅均为A，波长均为λ，波速均为v，实线和虚线分别表示波峰和波谷，那么在A、B、C、D四点中，_______是振动加强点。加强点在任意时刻的位移_______（填“一定”或者“不一定”）等于2A。从图示时刻开始，D点第一次运动到波谷需要的时间为_______。10．（2022·广东深圳·统考二模）如图是两列水波相遇后形成的稳定干涉图样，形成该图样需要满足的条件是两个波源的______（填“频率”或“振幅”）一定相同，题图表示振幅均为A的两列相干波叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷，连线的中点为振动________（选填“加强”或“减弱”）点，此时O处质点相对平衡位置的位移大小为_________。 四、实验题11．（2021·广东深圳·统考二模）利用“类牛顿摆”验证碰撞过程中的动量守恒定律。实验器材：两个半径相同的球1和球2，细线若干，坐标纸，刻度尺。实验步骤：（1）测量小球1、2的质量分别为m1、m2，将小球各用两细线悬挂于水平支架上，各悬点位于同一水平面，如图甲；（2）将坐标纸竖直固定在一个水平支架上，使坐标纸与小球运动平面平行且尽量靠近。坐标纸每一小格是边长为d的正方形。将小球1拉至某一位置A，由静止释放，垂直坐标纸方向用手机高速连拍；（3）分析连拍照片得出，球1从A点由静止释放，在最低点与球2发生水平方向的正碰，球1反弹后到达最高位置为B，球2向左摆动的最高位置为C，如图乙。已知重力加速度为g，碰前球1的动量大小为_____。若满足关系式______，则验证碰撞中动量守恒；（4）与用一根细线悬挂小球相比，本实验采用双线摆的优点是：______。（5）球1在最低点与静止的球2水平正碰后，球1向右反弹摆动，球2向左摆动。若为弹性碰撞，则可判断球1的质量______球2的质量（填写“大于”、“等于”或“小于”）；若为非弹性碰撞，则______（填“能”或“不能”）比较两球质量大小？理由是：______ 五、解答题12．（2021·广东深圳·统考一模）如图所示，图中两小孩各握住轻绳一端，当只有一个小孩上下抖动绳子时，在绳上产生简谐横波，图实线和虚线分别表示绳子中间某段在t1=0和t2=0.75s时刻的波形图，已知小孩抖动绳子的周期T满足0.75s＜T＜2s。(1)判断哪侧（左侧右侧）小孩在抖动绳子，并写出判断依据；(2)求此列波在绳子中传播的速度。13．（2021·广东深圳·统考一模）如图是机器人“推车比赛”的情境，倾角θ=30°的固定斜面赛道，高h=3.25m。质量m1=1kg的小车以v1=3m/s的速度从底端滑上赛道（不计小车与斜面间的摩擦）。当小车速度减为0时，质量m2=2kg的机器人从A点以初速度v2=1.5m/s进入赛道，沿赛道向上做匀加速直线运动，已知A点距赛道底端d0=0.45m。再经t0=0.2s后机器人第一次推车（推车时间极短且视为弹性碰撞）。机器人推车前后运动的加速度保持不变。机器人与小车均视为质点，重力加速度g=10m/s2。试求：（1）机器人进入赛道时与小车的距离；（2）机器人第一次推车后，机器人和小车的速度大小；（3）从机器人进入赛道至小车到达赛道顶端所经历的时间。14．（2022·广东深圳·统考二模）2022年北京冬奥会的冰壶项目被喻为“冰上象棋”。如图，为场地中心线上的三个点，一冰壶B静止在半径的营垒圆形边界N处。队员使壶A以速度从P点沿中心线出发，在与初速度同向恒力作用下，经在M处脱手。脱手后，队友用冰刷擦拭间的冰面，A以速度在N处与B正碰（碰撞时间极短）。A、B可视为质点，质量均为，已知未用冰刷擦拭过的冰面动摩擦因数，擦拭后变为。间距，重力加速度取，不计空气阻力，冰刷始终不接触冰壶。(1)求段冰面k的大小；(2)第一次碰撞后，B恰好停在营垒中心O处，求碰后A的速度大小；(3)已知A、B碰撞前后速度均满足比值不变，若每次碰后，只擦拭A前方冰面使。试通过计算说明，最终B将停在营垒的哪个区域？（营垒各区域尺寸如图）15．（2022·广东深圳·统考一模）某冰雪游乐场中，用甲、乙两冰车在轨道上做碰碰车游戏，甲的质量m1=20kg，乙的质量m2=10kg。轨道由一斜面与水平面通过光滑小圆弧在B处平滑连接。甲车从斜面上的A处由静止释放，与停在水平面C处的乙车发生正碰，碰撞后乙车向前滑行18m停止动。已知A到水平面的高度H=5m，BC的距离L=32m，两车受到水平面的阻力均为其重力的0.1倍，甲车在斜面上运动时忽略阻力作用，重力加速度g取10m/s2.求：（1）甲到达C处碰上乙前的速度大小；（2）两车碰撞过程中的机械能损失。16．（2022·广东深圳·模拟预测）光滑水平面上静止一质量为M的长木板，某时刻一质量为m且可视为质点的滑块以初速度v0水平滑上长木板的左端，已知两者相对静止时滑块刚好位于长木板的中点，现将该木板固定于水平面上，滑块以同样的初速度仍从木板左端水平滑上，求：（1）在木板不固定的情况下，系统因为摩擦生热为多少；（2）在木板固定的情况下，要使滑块顺利滑下长木板，则两者质量应当满足的关系。17．（2022·广东深圳·模拟预测）在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1m，如图（a）所示。一列横波沿该直线向右传播，时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2m，经过时间0.3s第一次出现如图（b）所示的波形．试写出质点1的振动方程。18．（2022·广东深圳·统考一模）某实验小组研究简谐横波在均匀介质中的传播速度，如图所示，A、B、C是均匀介质中水平面上直角三角形的三个顶点，θ=30°，AB=6m。波源在A点从平衡位置开始振动时方向竖直向上，产生的波在水平面上传播。在波刚传到C质点时，B质点已经振动了Δt=0.06s且第一次到达波谷。求该波的周期和波速。19．（2022·广东深圳·模拟预测）一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播，处在x1＝1m和x2＝2m的两质点A、B的振动图象如图所示，求波长和波速。20．（2022·广东深圳·模拟预测）某机械横波在某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点P的坐标x=0.32 m。从此时刻开始计时：(1)若每间隔最小时间0.4 s重复出现该波形，求波速？(2)若P点经0.4 s第一次达到正向最大位移，求波速？(3)若P点经0.4 s位于平衡位置，求波速？
参考答案：1．D【详解】A．在竖直方向上，A做竖直上抛运动，C做竖直下抛运动，高度相同，所以C先落地。A错误；B．三水滴初动能相同，合力做功相同，所以末动能相同，即三水滴落地速度一样大。B错误；C．AC初始时刻的竖直方向分速度大小相等，竖直方向做匀变速运动，因此可知AC竖直方向的末速度大小相等，大于B的竖直方向分速度，可知B的重力功率小于AC的重力功率， C错误；D．在竖直方向上，A做竖直上抛运动，B做自由落体运动，C做竖直下抛运动，高度相同，所以A运动的时间最长，则重力对水滴A的冲量最大。D正确。故选D。2．B【详解】A．从A点抛出的初速度为所以A错误；B．从A上升到B过程中所用时间为从A上升到B过程中，重力的冲量大小为所以B正确；C．由B到地平面的时间为可被“有效击中”的时间为所以C错误；D．在经过地平面附近时动靶的速度较大，不容易被击中，所以D错误；故选B。3．D【详解】AB．因ab两点同轴转动，则a点的角速度等于b点的角速度，根据v=ωr，因a点转动半径较大，可知a点的线速度大于b点的线速度，选项AB错误；CD．根据动量定理即即绳对乙拉力和重力的合力的冲量等于乙的动量变化量，绳对乙的拉力大于乙的动量变化率，选项C错误，D正确。故选D。4．D【详解】A．地面对斜面的支持力的冲量不为0，故A错误；B．斜面对木块支持力的冲量与木块对斜面压力的冲量大小相等、方向相反，故B错误；C．当斜面粗糙时，有摩擦力做功，系统机械能不守恒，故C错误；D．斜面速度方向向右，根据动量定理可知，斜面受到的合外力的冲量方向水平向右，故D正确。故选D。5．B【详解】广告牌的面积设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有得故选B。6．B【详解】A．对小球进行受力分析，小球受到重力和铁丝的支持力，重力竖直向下，支持力垂直于切面向上，小球做圆周运动，重力与支持力的合力提供向心力，在运动过程中，有一瞬间重力的分量恰好提供全部的向心力，则此时铁丝对小球的支持力为零，故A错误.BC．铁丝对小球的作用力方向与小球运动方向总是垂直，所以对小球的功为零，但冲量Ft不为零，故B正确，C错误．D．小球下滑过程中速率增大，速度在竖直方向的分量先增大后减小，所以重力对小球做功的功率也是先增大后减小，故D错误.7．C【详解】物块再车辆内和车发生碰撞满足动量守恒，最后物块和车共速，由动量守恒得解得，方向水平向右A. v0，水平向右不符合题意B. 0不符合题意C. ，水平向右符合题意D. ，水平向右不符合题意8．ACD【详解】A．在波动图像中，一个完速正弦波（或余弦波）对应长度为一个波长，由图可知甲、乙两列波的波长均为，故A正确；B．取甲、乙两个相邻波峰为研究对象，甲、乙两列波的波速大小均为故B错误；C．甲、乙两波在处振动方向始终相同，为振动加强的点，故C正确；D．从图上可以得出甲、乙两列波的波形第二次完全重合波形运动距离为需要时间故D正确；E．由图分析可知为振动减弱点，振幅为零，位移始终为零，不可能为0.5m，故E错误。故选ACD。9．     BD     不一定     【详解】[1]波峰与波峰、波谷与波谷相遇处为振动加强点，故BD是振动加强点。[2]加强点在任意时刻的位移不一定等于2A。[3]根据可得振动周期为则D点第一次运动到波谷需要的时间为10．     频率     加强     2A【详解】[1]两列水波相遇后形成的稳定干涉图样时，两个波源的频率一定相同；[2][3]因O点和M点都是振动加强点，则连线的中点为振动加强点，此时O处质点处于谷谷相遇点，则相对平衡位置的位移大小为2A。11．               双摆线能保证小球运动更稳定，使得小球运动轨迹在同一竖直平面内     小于     能     理由见解析【详解】(3)[1]对小球1，根据动能定理得碰前动量为[2]碰后小球1、2的速度分别为，如果动量守恒，则满足即(4)[3] 双摆线能保证小球运动更稳定，使得小球运动轨迹在同一竖直平面内，避免小球做圆锥摆运动。(5)[4]根据弹性碰撞的特征有，解得球1反弹，则说明球1的质量小于球2的质量。[5][6]能。如果小球1碰后速度反弹，根据动量守恒可知同时需要满足碰后机械能不增加，有可知必然小于。12．(1)右侧；(2)【详解】(1)如果左侧小朋友抖动绳子，则波的向右传播，在内其波向右传播，波速根据周期等于波长和波速的比值，得到周期为，不符合题意周期。因为右侧小孩先抖动绳子时，波向左传播，又小于一个周期，波向左传播的距离是（小于一个波长）根据周期等于波长和波速的比值得到，周期为符合题意。(2)波速等于。13．(1)；(2)，；(3)【详解】(1)小车冲上斜面，沿斜面向上为正方向，设小车在斜面上运动加速度为，根据牛顿第二定律解得，小车减速到0时，位移满足解得，故，机器人出发时与小车距离为(2)机器人从释放到第一次推车，设机器人的加速度为，根据位移关系解得，第一次推车的位置为第一次推车时车的速度为，机器人的速度为，推车前小车速度为方向沿斜面向下，机器人速度为方向沿斜面向上，设推车后小车和机器人的速度为和，由动量守恒，得由机械能守恒，得，以上两式联立，解得，。(3)设机器人从第1次推小车到第2次推小车的时间为，由运动学公式，得解得，此时两物体速度为与第一次碰撞前的状态完全相同，故，可知两物体之后的运动存在规律：每两次推车期间，小车前进的最大位移为两次相邻碰撞位置的距离为小车总位移为第一次推车的位置为，故第一次推车后还需推车次数为由于为整数，所以小车运动至赛道顶端恰好减速为0，比赛总时长为14．(1)；(2)；(3)最终B停在最中间圆形区域【详解】(1)壶A从P点到N处的过程中，根据动能定理则有解得(2)第一次碰撞后，B恰好停在营垒中心O处，，根据动能定理则有解得A、B第一次碰撞后，系统动量守恒，则有解得(3)根据题意则有A、B第一次碰撞后，对B分析，根据牛顿第二定律则有B运动的时间为A、B第一次碰撞后，对A分析，根据牛顿第二定律则有根据运动学公式则有解得A运动的时间为所以B刚停止时，A、B发生第二次碰撞；A、B第二次碰撞，系统动量守恒，则有根据题意则有解得第二次碰撞后，对B分析，根据运动学则有解得B运动的时间为A、B第二次碰撞后，对A分析，根据运动学则有解得A运动的时间为所以B刚停止时，A、B发生第三次碰撞；A、B第三次碰撞，系统动量守恒，则有根据题意则有解得第三次碰撞后，对B分析，根据运动学则有解得B运动的时间为A、B第三次碰撞后，对A分析，根据运动学则有解得A运动的时间为所以B刚停止时，A、B发生第四次碰撞；以此类推，可得……第二次碰撞后，B运动的总距离为所以最终B停在最中间圆形区域15．（1）；（2）【详解】（1）根据动能定理解得（2）乙在摩擦力作用下减速，直到静止，根据动能定理解得甲乙碰撞动量守恒定律碰撞时机械能损失：解得16．（1）；（2）M ≥ m【详解】由于长木板和滑块整体的合外力为零，则根据动量守恒有mv0= (m + M)v共解得v共 = v0再根据能量守恒可得   (m + M)v共2 - mv02代入数据解得 （2）在木板固定的情况下，要使滑块顺利滑下长木板，则有滑块运到到长木板边缘时有v ≥ 0对滑块做受力分析，根据牛顿第二定律、运动学公式有a = μg，v02 - 2aL = v2 ≥ 0由（1）知Wf= μmg = 则有μg = 综合有v02 ≥ 2L解得M ≥ m17．【详解】解：由图（b），设波的周期为T，根据题意可知 解得则由图（b），根据题意，质点1的振动方程为18．；【详解】①设横波的周期为T，由题意，有解得②根据几何关系可知质点B、C到波源A的距离之差为所以该机械波在介质中的波速为19．，【详解】由题意可知波沿x轴正向传播，即传播方向A→B，在t＝0时刻，质点A正沿＋y方向经过平衡位置，而B质点恰好位于波峰上，由λ＞1m，可画出t＝0时刻A、B间的波形图由波形图可知x2－x1＝λ解得λ＝m波速为v＝＝m/s＝m/s.20．(1)2m/m；(2) 0.3m/s；(3)   (n=0,1,2,3…)【详解】(1)依题意得T=0.4s；λ=0.8m，解得波速为 (2)波沿x轴正方向传播Δx=0.32m−0.2m=0.12mΔt=0.4sP点恰好第一次到达正向最大位移，解得波速为 (3)波沿x轴正方向传播，若P点恰好第一次到达平衡位置，则波传播的距离为0.32m，由周期性可知波传播的可能距离Δx=(0.32+n)m (n=0,1,2,3…)代入解得，可能波速为  (n=0,1,2,3…)