1.2 动量定理 同步练习基础过关—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案）

第一章动量守恒定律第二节动量定理新学期同步练习基础过关A2021_2022学年高二物理上学期（人教版2019选择性必修第一册）
练习
一、单选题，共10小题
1．2018年5月14日，四川航空3U8633航班在飞往拉萨途中突遇前挡风玻璃脱落事故，随后飞机在成都双流机场紧急着陆，飞机着陆时速度与水平方向成角向下，且着陆速度大小为。假设飞机从触地经过开始水平滑行，取，则飞机上一位质量为的乘客在竖直方向上所受的平均冲击力大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
2．真空中有一如图所示的装置，可绕通过轻杆中点的光滑竖直轴在水平面内自由灵活地转动，其中左边是黑色圆形薄片，右边是和左边大小、质量都相同的白色圆形薄片。当用平行白光垂直照射这两个薄片时，关于装置的转动情况（俯视），下列说法正确的是（　　）
A．顺时针方向转动
B．逆时针方向转动
C．都有可能
D．不会转动
3．如图所示是建筑上常用的耐火砖，一个建筑工人为测试耐火砖的强度，将质量m=2kg的耐火砖平放于手中，在距离地面h=0.8m处由静止释放，耐火砖碰触地面后速度减为零并保持完整。若从耐火砖接触地面到速度减为零的时间t=0.05s，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则地面对耐火砖的平均作用力大小为（　　）
A．140N
B．160N
C．170N
D．180N
4．某人感冒打喷嚏时气流喷出的速度大小为，假设打一次喷嚏大约喷出体积为的空气，用时约。已知空气的密度为，估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，跳楼机是常见的大型机动游乐设备。这种设备的座舱装在竖直柱子上，由升降机送至高处后使其自由下落（不计阻力），一段时间后，启动制动系统，座舱匀减速运动到地面时刚好停下，下列说法正确的是（　　）
A．自由下落阶段和制动阶段乘客机械能的变化量相等
B．自由下落阶段和制动阶段，乘客所受合力的冲量相同
C．自由下落阶段和制动阶段，乘客所受重力做的功一定相等
D．整个下落过程中，乘客的最大速度是全程平均速度的两倍
6．来自路边高楼上的高空坠物常常会对行人造成伤害。设一个质量为20g的鸭蛋从16楼（离地高度约为45m）上由静止坠落，若鸭蛋与地面碰撞作用时间为3
×
10
-
3s，碰撞后鸭蛋碎裂，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则鸭蛋对地面的平均作用力约为其自身重力的（　　）
A．1000倍
B．3000倍
C．5000倍
D．10000倍
7．下列说法正确的是（　　）
A．在力学中，三个基本单位分别是：力的单位牛（N），长度单位米（m），时间单位秒（s）
B．现有一个物体受到n个力作用而处于平衡状态，撤去其中一个大小为F的力后，该物体合力大小一定为F
C．有一物体受到三个彼此不在一条直线上的力作用，其大小分别为，，，则该物体的合力一定可以等于零
D．一个大小不等于零的恒力在一段时间内对某物体所做的功为零，但该力对此物体在同一时间内的冲量一定不为零
8．如图，花样滑冰运动员所穿冰鞋的冰刀与冰面间的动摩擦因数是相同的，为表演一个动作，两人站在一起互推一把。推出后，质量大的运动员（　　）
A．滑行时间长
B．滑行时间短
C．滑行距离相同
D．滑行距离远
9．长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡销的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，重力加速度为，下列说法不正确的有（　　）
A．两手榴弹在落地前瞬间重力的冲量相同
B．两手榴弹在落地前瞬间重力的功率相同
C．从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少
D．从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为
10．民航客机飞行过程中遭遇鸟击容易造成重大事故。若一飞机以150m/s的速度飞行时，机头遭到一质量约为0.2kg、身长约为8~10cm的飞鸟迎头撞击，飞鸟在空中的飞行速度与飞机相比可忽略，则飞机受到飞鸟对它的平均作用力的大小约为（　　）
A．
B．
C．
D．
二、多选题，共5小题
11．A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，先后撤去F1、F2后，两物体最终停止，它们的v－t图像如图所示。已知两物体与水平面间的滑动摩擦力大小相等。则下列说法正确的是（　　）
A．F1、F2大小之比为2∶1
B．F1、F2对A、B做功之比为1∶2
C．A、B质量之比为2∶1
D．全过程中A、B克服摩擦力做功之比为2∶1
12．水平力F方向确定，大小随时间的变化如图a所示，用力F拉静止在水平桌面上的小物块，物块质量为3
kg，在F从0开始逐渐增大的过程中，物块的加速度随时间变化的图像如图b所示，重力加速度大小为10
m/s2，由图可知（　　）
A．在0～2
s时间内，物块所受摩擦力的冲量为0
B．在0～4
s时间内，水平力F的冲量为48
N·s
C．在0～4
s时间内，合力的冲量为12
N·s
D．在0～4
s时间内，合力做的功为24
J
13．我国“天问一号”着陆器在近火星表面上空处于悬停状态，着陆器悬停时发动机要持续向下喷气，喷出的气体速度大小为。一段时间后着陆器下落，落在火星表面（水平）前瞬间的速度大小为，此刻关闭发动机，该速度采用着陆器的缓冲结构来减小。着陆器的质量为，火星表面的重力加速度大小为，不考虑火星表面大气的阻力，忽略着陆器的质量变化。下列说法正确的是（　　）
A．着陆器处于悬停状态时，单位时间内喷出的气体质量为
B．若着陆器悬停的时间为，则喷气发动机所做的功为
C．在着陆器接触火星表面到停稳的过程中，着陆器处于失重状态
D．若着陆器接触火星表面到停稳的时间为，则着陆器对地面的平均压力大小为
14．如图所示，半径为R的圆弧与水平面相切于圆弧最低点B，在圆弧上过最低点B架设一个固定的光滑斜面，靠在圆弧上的A点，一个质量为m可看成质点的物体由静止从A点释放，然后物体停在距B点为L处的C点，已知物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不考虑拐点B处的机械能的损失，则（　　）
A．物体在斜面上运动时重力做功的平均功率为
B．物体在斜面上运动时重力做功的平均功率为
C．物体在斜面上运动时重力的冲量为
D．物体在斜面上运动时重力的冲量为
15．如图所示，a和b是两个质量均为m的可看成质点的小球，a从半径为R的光滑圆弧顶点从静止开始沿圆弧下滑，b球穿在半径为R的光滑的圆弧上，从顶点由静止开始下滑，下列说法正确的是（　　）
A．到达地面时两个小球的动能相同
B．到达地面两个小球运动的时间相同
C．从释放到达到地面，重力的冲量相同，圆弧对两球做功也相同
D．圆弧线对b球的水平冲量为零，圆弧对a球的水平冲量不为零
三、填空题，共3小题
16．动量定理
（1）内容：物体在一个运动过程始末的___________等于它在这个过程中所受___________的冲量。
（2）公式：___________。
（3）动量定理的理解
（a）动量定理反映了力的冲量与___________之间的因果关系，即合力的冲量是原因，物体的___________是结果。
（b）动量定理中的冲量是___________的冲量，而不是某一个力的冲量，它可以是合力的冲量，可以是各力冲量的矢量和，也可以是外力在不同阶段冲量的矢量和。
（c）动量定理表达式是___________式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义。
17．（1）当物体受力方向与运动方向垂直时，该力的冲量为0（______）
（2）某个恒力经历一段时间对物体做功为0时，冲量不为0（______）
18．冲量
（1）定义：___________与___________的乘积叫做力的冲量。
（2）公式：___________。
（3）单位：___________。
（4）方向：冲量是___________（填“标量”或者“矢量”），其方向___________。
四、解答题，共2小题
19．从地面上以速度竖直上抛一皮球，返回原地速率为，皮球的速度一时间图像如图所示，设皮球所受阻力与速率成正比，试求皮球从抛出到落地的总时间。
20．下雨是常见的自然现象，如果雨滴下落为自由落体运动，则雨滴落到地面时，对地表动植物危害巨大，实际上，动植物都没有被雨滴砍伤，因为雨滴下落时不仅受重力，还受空气的浮力和阻力，使得雨滴落地时不会因速度太大而将动植物砍伤。某次下暴雨，质量为的雨滴，从高的云层下落。（取）
（1）如果不考虑空气浮力和阻力，雨滴做自由落体运动，落到地面经速度变为零，因为雨滴和地面作用时间极短，可认为在内地面对雨滴的作用力不变且不考虑雨滴的重力，求雨滴对地面的作用力大小；
（2）考虑到雨滴同时还受到空气浮力和阻力的作用，设雨滴落到地面的实际速度为，落到地面上经时间速度变为零，在内地面对雨滴的作用力不变且不考虑这段时间雨滴受到的重力、空气的浮力和阻力，求雨滴对地面的作用力大小。
试卷第2页，共2页
参考答案
1．B
【详解】
乘客的竖直分速度为
根据动量定理可得
可得
故ACD错误，B正确。
故选B。
2．B
【详解】
设在 t时间内光照射到纸面上的光子数为n，每个光子的动量为p，由于白色薄片反射光子，而黑色薄片吸收光子，由动量定理知
F白 t=2np
F黑 t=np
光子对白色薄片的冲击力大，即F白>F黑，横杆将逆时针方向转动，ACD错误，B正确。
故选B。
3．D
【详解】
耐火砖由释放到接触地面的过程中，根据机械能守恒
从耐火砖接触地面到速度减为零的过程，以竖直向上为正方向，根据动量定理
代入数据解得
F=180N
故选D。
4．A
【详解】
打一次喷嚏大约喷出气体的质量
由动量定理
解得
根据牛顿第三定律可知，打一次喷嚏人受到的平均反冲力大小为。
故选A。
5．D
【详解】
A．自由下落阶段只有重力做功，乘客的机械能不变，制动阶段阻力做负功，乘客的机械能减少，A错误；
B．设下落过程的最大速度为v，自由下落阶段和制动阶段由动量定理可得，乘客所受合力的冲量分别为
可知，两个过程乘客所受合力的冲量大小相等，方向相反，B错误；
C．重力做功为
无法确定两个过程下落的位移关系，故乘客所受重力做的功不一定相等，C错误；
D．由匀变速直线运动的规律可知，匀加速和匀减速过程的平均速度均为，即全程的平均速度为，故整个下落过程中，乘客的最大速度是全程平均速度的两倍，D正确。
故选D。
6．A
【详解】
鸭蛋从45m高处落下着地时，由
可得速度大小
v
=
=
30m/s
取向上为正，根据动量定理
求得
故A正确，BCD错误。
故选A。
7．D
【详解】
A．在力学中，三个基本单位是质量的单位，长度单位m，时间单位s，故A错误；
B．如果一个物体受到静摩擦力，而恰好与撤去的力相互平衡，那么撤去F后，静摩擦力也随之消失，余下的力的合力依然为零，故B错误；
C．三个不共线的力合力为零，那么此三个力一定可以构成封闭的三角形，三角形任意两边之和大于第三边，任意两边之差小于第三边，故C错误；
D．恒力的冲量等于，所以力作用一段时间后一定有冲量，故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
AB．由于两人推手的过程，系统内力远大于外力，系统动量守恒，互推前两运动员组成的系统总动量为零，由动量守恒定律可知，互推后，两人的动量大小相等、方向相反，设推出后任一运动员的动量大小为p，设运动员的质量为m，取速度方向为正方向，根据动量定理得
解得滑行时间
p、、g相等，则质量m大的运动员滑行时间短，故B正确，A错误；
CD．互推后，对运动员，根据动能定理得
解得互推后运动员的滑行距离
p、、g相等，则质量m大的运动员滑行距离短，故CD错误。
故选B。
9．D
【详解】
A．手榴弹在空中的运动可视为平抛运动，在竖直方向的分运动为自由落体运动，有
战士在同一位置先后投出甲、乙两颗手榴弹，由题意知h相等，故甲、乙在空中运动的时间相等，甲乙两手榴弹的质量相等，则重力相等，由
可知两手榴弹在落地前瞬间重力的冲量相同，故A正确；
B．榴弹在空中的运动可视为平抛运动，在竖直方向的分运动为自由落体运动，设落地前瞬间手榴弹竖直分速度为，有
此时重力的功率
由题意知h相等，故重力的功率相等，故B正确；
C．从投出到落地，每颗手榴弹的重力做功为
根据功能关系知，手榴弹的重力势能减少量为mgh，故C正确；
D．手榴弹在空中的运动可视为平抛运动，在运动过程中只有重力做功，故手榴弹的机械能守恒，故D错误。
本题选不正确项，故选D。
10．B
【详解】
本题为估算题，可以认为撞击前鸟的速度为零，撞击后鸟与飞机的速度相等，飞机速度为v=150m/s，撞击的时间约为
撞击过程可以认为鸟做匀加速直线运动，对鸟由动量定理得
则
根据牛顿第三定律可知，飞机受到飞鸟对它的平均作用力的大小约为。
故选B。
11．AC
【详解】
AC．撤去水平恒力后，有
可得
加速过程中，有
可得
则
故AC正确；
BD．整个过程中由动能定理得
其中克服摩擦力做功为
则可得
故BD错误。
故选AC。
12．CD
【详解】
A．在0～2
s时间内，物块所受摩擦力与拉力F相等，冲量不为0，A错误；
B．在0～4
s时间内，用面积法求水平力F的冲量为
B错误；
C．a-t图像与时间轴所围的面积表示速度的变化量，则得0～4
s内物体速度的增量为
根据动量定理，0～4
s内合力的冲量为
C正确；
D．4s末的速度为
根据动能定理，0～4
s内合力做的功为
D正确。
故选
CD。
13．AD
【详解】
A．着陆器处于悬停状态时由平衡条件可得
设单位时间内喷出的气体质量为m，对该部分气体由动量定理可得
联立解得
A正确；
B．若着陆器悬停的时间为，对喷出的气体做功
B错误；
C．在着陆器接触火星表面到停稳的过程中，着陆器减速下降，加速度向上，处于超重状态，C错误；
D．若着陆器接触火星表面到停稳的时间为，以向下为正方向，据动量定理可得
解得着陆器受到的平均支持力大小为
据牛顿第三定律可知，着陆器对地面的平均压力大小为，D正确。
故选AD。
14．BD
【详解】
物体从A到B的时间根据“等时圆”可知
重力做的功为
所以重力的平均功率为
而重力的冲量为
故选BD。
15．AD
【详解】
A．由机械能守恒知，两球到达地面的动能均为mgR，选项A正确；
B．a球沿圆弧运动一段时间后离开圆弧，而b球一直沿圆弧运动，所以b球的时间更短一些，选项B错误；
C．由于时间不同，根据
I=mgt
可知，重力的冲量也不相同，故C错误；
D．b球着地水平速度为零，a球着地水平速度不为零，根据动量定理可知，圆弧线对b球的水平冲量为零，圆弧对a球的水平冲量不为零，所以D正确。
故选AD。
16．动量变化量
合力
mv′-mv=F(t′-t)或p′-p=I
动量变化量
动量变化量
合力
矢量
【详解】
(1)[1][2]动量定理的内容为：物体在一个运动过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受合力的冲量。
(2)[3]相应的公式为
mv′-mv=F(t′-t)或p′-p=I
(3)[4][5]动量定理反映了力的冲量与动量变化量之间的因果关系，即合力的冲量是原因，物体的动量变化量是结果。
[6]动量定理中的冲量是合力的冲量，而不是某一个力的冲量，它可以是合力的冲量，可以是各力冲量的矢量和，也可以是外力在不同阶段冲量的矢量和。
[7]动量定理表达式是矢量式，等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义。
17．错误
正确
【详解】
(1)[1]根据冲量的定义
当物体受力方向与运动方向垂直时，F不为零，t不为零，冲量不为零。
(2)[2]某个恒力经历一段时间对物体做功为0时，F不为零，t不为零，冲量不为零。
18．力
力的作用时间
I=Ft
N·
s
矢量
与力的方向相同
【详解】
(1)[1]
[2]由冲量的定义可知，力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量。
(2)
[3]冲量的定义式
I=Ft
(3)
[4]冲量的单位：N·
s。
(4)
[5]冲量是矢量点乘标量，结果仍为矢量。
[6]冲量的方向与力的方向相同。
19．
【详解】
解：显然，皮球从拋出到返回原地的总位移为零，即题图中阴影部分的“总面积”为零。依题意，设皮球从抛出到返回原地的总时间为，规定竖直向上为正方向，皮球的速度为时所受阻力，，以皮球为研究对象，在皮球运动的过程中运用动量定理有
而
解得
20．（1）；（2）
【详解】
（1）不考虑空气浮力和阻力，雨滴做自由落体运动，雨滴做自由落体运动的末速度大小为
取竖直向上为正方向，设地面对雨滴的作用力大小为，对雨滴和地面作用的过程，运用动量定理得
代入数据解得
根据牛顿第三定律可知，雨滴对地面的作用力大小为；
（2）对雨滴和地面作用的过程，由动量定理得
代入数据解得
根据牛顿第三定律可知，雨滴对地面的作用力大小为。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页