2014-2023高考物理真題分項(xiàng)匯編- 動(dòng)量的圖像問(wèn)題

專(zhuān)題31動(dòng)量的圖像問(wèn)題

一、多選題

1.（2023?山西）一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下，由靜止開(kāi)始在水平地面上沿x軸運(yùn)動(dòng)，出發(fā)點(diǎn)

為x軸零點(diǎn)，拉力做的功W與物體坐標(biāo)尤的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,重力加

速度大小取10m/s2o下列說(shuō)法正確的是（）

A.在x=lm時(shí)，拉力的功率為6W

B.在x=4m時(shí)，物體的動(dòng)能為2J

C.從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m,物體克服摩擦力做的功為8J

D.從x=0運(yùn)動(dòng)到x=4的過(guò)程中，物體的動(dòng)量最大為2kg-m/s

2.（2022.重慶）一物塊在傾角為45。的固定斜面上受到方向與斜面平行、大小與摩擦力相等的拉力作用,

由靜止開(kāi)始沿斜面向下做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同。若拉力沿斜面向下時(shí),

物塊滑到底端的過(guò)程中重力和摩擦力對(duì)物塊做功隨時(shí)間的變化分別如圖曲線(xiàn)①、②所示，則（）

A.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為正

3

B.當(dāng)拉力沿斜面向上，重力做功為9J時(shí)，物塊動(dòng)能為3J

C.當(dāng)拉力分別沿斜面向上和向下時(shí)，物塊的加速度大小之比為1：3

D.當(dāng)拉力分別沿斜面向上和向下時(shí)，物塊滑到底端時(shí)的動(dòng)量大小之比為1：亞

3.（2022?湖南）神舟十三號(hào)返回艙進(jìn)入大氣層一段時(shí)間后，逐一打開(kāi)引導(dǎo)傘、減速傘、主傘，最后啟動(dòng)反

沖裝置，實(shí)現(xiàn)軟著陸。某興趣小組研究了減速傘打開(kāi)后返回艙的運(yùn)動(dòng)情況，將其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為豎直方向的直

線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其丫-/圖像如圖所示。設(shè)該過(guò)程中，重力加速度不變，返回艙質(zhì)量不變，下列說(shuō)法正確的是（）

A.在0?彳時(shí)間內(nèi)，返回艙重力的功率隨時(shí)間減小

B.在0~6時(shí)間內(nèi)，返回艙的加速度不變

C.在《?/2時(shí)間內(nèi)，返回艙的動(dòng)量隨時(shí)間減小

D.在，2?13時(shí)間內(nèi)，返回艙的機(jī)械能不變

4.（2022.全國(guó)）質(zhì)量為1kg的物塊在水平力尸的作用下由靜止開(kāi)始在水平地面上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，月與時(shí)間/的

關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,重力加速度大小取g=10m/s2。則（）

F/N

4

??1〃

046s

-4

A.4s時(shí)物塊的動(dòng)能為零

B.6s時(shí)物塊回到初始位置

C.3s時(shí)物塊的動(dòng)量為12kg-m/s

D.0~6s時(shí)間內(nèi)廠(chǎng)對(duì)物塊所做的功為40J

5.（2021?湖南）如圖（°）,質(zhì)量分別為〃以、me的A、B兩物體用輕彈簧連接構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，外力F作用在

A上，系統(tǒng)靜止在光滑水平面上（B靠墻面），此時(shí)彈簧形變量為x。撤去外力并開(kāi)始計(jì)時(shí)，A、B兩物體運(yùn)

動(dòng)的aT圖像如圖（））所示，H表示。到「時(shí)間內(nèi)A的a-t圖線(xiàn)與坐標(biāo)軸所圍面積大小，邑、S3分別表示

。到時(shí)間內(nèi)A、B的aT圖線(xiàn)與坐標(biāo)軸所圍面積大小。A在。時(shí)刻的速度為％。下列說(shuō)法正確的是（）

A.0到％時(shí)間內(nèi)，墻對(duì)B的沖量等于mAvo

B.mA>ms

c.B運(yùn)動(dòng)后，彈簧的最大形變量等于x

D.Sl-S2=S3

二、單選題

6.（2017?全國(guó)）一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力P的作用下從靜止開(kāi)始沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。尸隨時(shí)間f變化的圖線(xiàn)如

圖所示，貝I（）

八尸/N

2

1

A.Z=ls時(shí)物塊的速率為lm/s

B.U2s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為2kg-m/s

C./=3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5kg-m/s

D.仁4s時(shí)物塊的速度為零

7.（2022?北京）質(zhì)量為叫和叫的兩個(gè)物體在光滑水平面上正碰，其位置坐標(biāo)x隨時(shí)間，變化的圖像如圖所

A.碰撞前丐的速率大于町的速率B.碰撞后里的速率大于班的速率

C.碰撞后％2的動(dòng)量大于叫的動(dòng)量D.碰撞后咫的動(dòng)能小于網(wǎng)的動(dòng)能

8.（2021.湖南）物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用位置無(wú)和動(dòng)量。描述，稱(chēng)為相，對(duì)應(yīng)。-左圖像中的一個(gè)點(diǎn)。物體運(yùn)動(dòng)

狀態(tài)的變化可用P-x圖像中的一條曲線(xiàn)來(lái)描述，稱(chēng)為相軌跡。假如一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做初速度為零的勻

加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則對(duì)應(yīng)的相軌跡可能是（）

后甲、乙的速度隨時(shí)間的變化如圖中實(shí)線(xiàn)所示。已知甲的質(zhì)量為1kg,則碰撞過(guò)程兩物塊損失的機(jī)械能為

（）

A.3JB.4JC.5JD.6J

10.（2014.重慶）一彈丸在飛行到距離地面5m高時(shí)僅有水平速度v=2m/s,爆炸成為甲、乙兩塊水平飛

出，甲、乙的質(zhì)量比為3：1.不計(jì)質(zhì)量損失，取重力加速度g=10m/s2,則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡

可能正確的是（）

、弋田乙『，弋

A.B./5|：C.5p、甲、\D.『\'、、

25mJ

熱—-—LlmU2m-J。仁至就一JO簪-2.5m—J

三、解答題

11.（2022?浙江）艦載機(jī)電磁彈射是現(xiàn)在航母最先進(jìn)的彈射技術(shù)，我國(guó)在這一領(lǐng)域已達(dá)到世界先進(jìn)水平。某

興趣小組開(kāi)展電磁彈射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，如圖1所示，用于推動(dòng)模型飛機(jī)的動(dòng)子（圖中未畫(huà)出）與線(xiàn)圈絕

緣并固定，線(xiàn)圈帶動(dòng)動(dòng)子，可在水平導(dǎo)軌上無(wú)摩擦滑動(dòng)。線(xiàn)圈位于導(dǎo)軌間的輻向磁場(chǎng)中，其所在處的磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小均為及開(kāi)關(guān)S與1接通，恒流源與線(xiàn)圈連接，動(dòng)子從靜止開(kāi)始推動(dòng)飛機(jī)加速，飛機(jī)達(dá)到起飛

速度時(shí)與動(dòng)子脫離；此時(shí)S擲向2接通定值電阻脅，同時(shí)施加回撤力凡在P和磁場(chǎng)力作用下，動(dòng)子恰好

返回初始位置停下。若動(dòng)子從靜止開(kāi)始至返回過(guò)程的VT圖如圖2所示，在力至右時(shí)間內(nèi)F=（800-10v）N,

得時(shí)撤去凡已知起飛速度v/=80m/s,〃=1.5s,線(xiàn)圈匝數(shù)”=100匝，每匝周長(zhǎng)/=lm,飛機(jī)的質(zhì)量Af=10kg,

動(dòng)子和線(xiàn)圈的總質(zhì)量m=5kg,&=9.5。，B=0.1T,不計(jì)空氣阻力和飛機(jī)起飛對(duì)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)速度的影響，求

（1）恒流源的電流/；

(2)線(xiàn)圈電阻R；

(3)時(shí)刻打。

12.(2022.湖南)如圖(a),質(zhì)量為相的籃球從離地X高度處由靜止下落，與地面發(fā)生一次非彈性碰撞后

反彈至離地的最高處。設(shè)籃球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力的大小是籃球所受重力的彳倍(，為常數(shù)且

0<2<三H-』h)，且籃球每次與地面碰撞的碰后速率與碰前速率之比相同，重力加速度大小為g。

H+h

(1)求籃球與地面碰撞的碰后速率與碰前速率之比；

(2)若籃球反彈至最高處八時(shí)，運(yùn)動(dòng)員對(duì)籃球施加一個(gè)向下的壓力「使得籃球與地面碰撞一次后恰好反

彈至〃的高度處，力廠(chǎng)隨高度y的變化如圖(b)所示，其中%已知，求練的大小；

(3)籃球從以高度處由靜止下落后，每次反彈至最高點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員拍擊一次籃球(拍擊時(shí)間極短)，瞬間

給其一個(gè)豎直向下、大小相等的沖量/,經(jīng)過(guò)N次拍擊后籃球恰好反彈至“高度處，求沖量/的大小。

圖(a)圖(b)

13.(2022?全國(guó))如圖(a),一質(zhì)量為的物塊A與輕質(zhì)彈簧連接，靜止在光滑水平面上：物塊3向A運(yùn)

動(dòng)，。=0時(shí)與彈簧接觸，至1"=2力時(shí)與彈簧分離，第一次碰撞結(jié)束，A、B的vT圖像如圖(b)所示。已

知從f=0到/="時(shí)間內(nèi)，物塊A運(yùn)動(dòng)的距離為。.36%3A、B分離后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，與一

直在水平面上運(yùn)動(dòng)的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，達(dá)到的最高點(diǎn)與前一次相同。斜面傾角為

e(sin6=0.6),與水平面光滑連接。碰撞過(guò)程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。求

(1)第一次碰撞過(guò)程中，彈簧彈性勢(shì)能的最大值；

(2)第一次碰撞過(guò)程中，彈簧壓縮量的最大值；

(3)物塊A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

14.（2021?浙江）如圖甲所示，空間站上某種離子推進(jìn)器由離子源、間距為d的中間有小孔的兩平行金屬板

M、N和邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的立方體構(gòu)成，其后端面尸為噴口。以金屬板N的中心。為坐標(biāo)原點(diǎn)，垂直立方體側(cè)面

和金屬板建立x、y和z坐標(biāo)軸。M、N板之間存在場(chǎng)強(qiáng)為￡、方向沿z軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)；立方體內(nèi)存在

磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度沿z方向的分量始終為零，沿x和y方向的分量Bx和By隨時(shí)間周期性變化規(guī)律如圖乙

所示，圖中為可調(diào)。氨離子（Xe?+）束從離子源小孔S射出，沿z方向勻速運(yùn)動(dòng)到M板，經(jīng)電場(chǎng)加速進(jìn)入

磁場(chǎng)區(qū)域，最后從端面P射出，測(cè)得離子經(jīng)電場(chǎng)加速后在金屬板N中心點(diǎn)。處相對(duì)推進(jìn)器的速度為四。已

知單個(gè)離子的質(zhì)量為加、電荷量為2e,忽略離子間的相互作用，且射出的離子總質(zhì)量遠(yuǎn)小于推進(jìn)器的質(zhì)量。

（1）求離子從小孔S射出時(shí)相對(duì)推進(jìn)器的速度大小vs；

（2）不考慮在磁場(chǎng)突變時(shí)運(yùn)動(dòng)的離子，調(diào)節(jié)穌的值，使得從小孔S射出的離子均能從噴口后端面尸射出，

求線(xiàn)的取值范圍；

（3）設(shè)離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間遠(yuǎn)小于磁場(chǎng)變化周期T,單位時(shí)間從端面尸射出的離子數(shù)為“，且

叵也。求圖乙中時(shí)刻離子束對(duì)推進(jìn)器作用力沿z軸方向的分力。

°5eL

15.（2019?北京）雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒，這與雨滴下落過(guò)程中受到空氣阻力有關(guān)。雨滴間

無(wú)相互作用且雨滴質(zhì)量不變，重力加速度為g。

（1）質(zhì)量為m的雨滴由靜止開(kāi)始，下落高度八時(shí)速度為"，求這一過(guò)程中克服空氣阻力所做的功W;

⑵將雨滴看作半徑為廠(chǎng)的球體，設(shè)其豎直落向地面的過(guò)程中所受空氣阻力戶(hù)左戶(hù)廿，其中v是雨滴的速度，k

是比例系數(shù)；

。設(shè)雨滴的密度為2,推導(dǎo)雨滴下落趨近的最大速度V”與半徑廠(chǎng)的關(guān)系式；

6.示意圖中畫(huà)出了半徑為〃、r2（〃:>〃）的雨滴在空氣中無(wú)初速下落的v—t圖線(xiàn)，其中對(duì)應(yīng)半徑為〃

的雨滴（選填①、②）；若不計(jì)空氣阻力，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出雨滴無(wú)初速下落的v—f圖線(xiàn)。

（3）由于大量氣體分子在各方向運(yùn)動(dòng)的幾率相等，其對(duì)靜止雨滴的作用力為零。將雨滴簡(jiǎn)化為垂直于運(yùn)動(dòng)方

向面積為S的圓盤(pán)，證明：圓盤(pán)以速度v下落時(shí)受到的空氣阻力（提示：設(shè)單位體積內(nèi)空氣分子數(shù)為

n,空氣分子質(zhì)量為7710）。

16.（2019?全國(guó)）一質(zhì)量為小=2000kg的汽車(chē)以某一速度在平直公路上勻速行駛.行駛過(guò)程中，司機(jī)忽然發(fā)

現(xiàn)前方100m處有一警示牌.立即剎車(chē).剎車(chē)過(guò)程中，汽車(chē)所受阻力大小隨時(shí)間變化可簡(jiǎn)化為圖（a）中的

圖線(xiàn).圖（a）中，07/時(shí)間段為從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到采取措施的反應(yīng)時(shí)間（這段時(shí)間內(nèi)汽車(chē)所受阻力已忽

略，汽車(chē)仍保持勻速行駛），〃=0.8s；時(shí)間段為剎車(chē)系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間，f2=1.3s；從時(shí)刻開(kāi)始汽車(chē)的剎

車(chē)系統(tǒng)穩(wěn)定工作，直至汽車(chē)停止，已知從打時(shí)刻開(kāi)始，汽車(chē)第1s內(nèi)的位移為24m,第4s內(nèi)的位移為1m.

（D在圖（b）中定性畫(huà)出從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到剎車(chē)系統(tǒng)穩(wěn)定工作后汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的X圖線(xiàn)；

（2）求念時(shí)刻汽車(chē)的速度大小及此后的加速度大?。?/p>

（3）求剎車(chē)前汽車(chē)勻速行駛時(shí)的速度大小及力”2時(shí)間內(nèi)汽車(chē)克服阻力做的功；司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車(chē)停止,

汽車(chē)行駛的距離約為多少（以472時(shí)間段始末速度的算術(shù)平均值替代這段時(shí)間內(nèi)汽車(chē)的平均速度）？

17.（2019?全國(guó)）豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長(zhǎng)的水平軌道通過(guò)一小段光滑圓弧平滑連接，小物塊2靜止

于水平軌道的最左