第1章 第2节 动量定理 综合拔高（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第1章 第2节 动量定理 综合拔高（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 127.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-14 12:28:45 | ||
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文档简介
人教版高中物理选修一 第1章 第2节 动量定理 综合拔高
一、单项选择题（共5小题；共20分）
1. 中国已成功发射可重复使用试验航天器。某实验小组仿照航天器的发射原理，在地球表面竖直向上发射了一质量为 （含燃料）的火箭，当火箭以大小为 的速度竖直向上飞行时，火箭接到加速的指令瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为 ，加速后火箭的速度大小为 ，不计喷气过程重力的影响，所有速度均为对地速度，则喷出气体的质量为
A. B. C. D.
2. 从高处跳到低处时，为了安全，一般都要屈腿（如图所示），这样做是为了
A. 减小冲量 B. 增大动量变化率
C. 减小动量的变化量 D. 延长冲击时间，减小冲力
3. 质量为 的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护使他悬挂起来。已知弹性安全带的缓冲时间是 ，安全带自然长度为 ， 取 ，则安全带所受的平均冲力的大小为
A. B. C. D.
4. 新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播，打喷嚏可以将飞沫喷到十米之外。有关专家研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达 ，假设打一次喷嚏大约喷出 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为
A. B. C. D.
5. 如图所示，两个半径不同、内壁光滑的半圆轨道甲和乙固定于地面，一小球先后从与球心在同一高度上的 、 两点从静止开始滑下，通过甲、乙轨道的最低点时，下述说法中正确的是
A. 小球的速度，甲图等于乙图 B. 小球的向心加速度，甲图等于乙图
C. 小球对轨道的压力，甲图大于乙图 D. 重力的瞬时功率，甲图大于乙图
二、双项选择题（共1小题；共4分）
6. 如图所示，在沿平直轨道运动的火车车厢中的光滑水平桌面上，用轻弹簧拴着一个小球，弹簧处于自然长度。当乘客看到弹簧的长度缩短时，对火车运动状态的判断，下列说法正确的是
A. 火车向右方运动，速度在增大 B. 火车向右方运动，速度在减小
C. 火车向左方运动，速度在增大 D. 火车向左方运动，速度在减小
三、解答题（共4小题；共52分）
7. 使用高压水枪作为切割机床的切刀具有独特优势，得到广泛应用。如图所示，若水柱横截面积为 ，水流以速度 垂直射到被切割的钢板上，之后水速减为零，已知水的密度为 ，则水对钢板的冲击力为多少
8. 如图所示是由阿特伍德创制的一种实验装置——阿特伍德机。已知物体 、 的质量相等均为 ，物体 的质量为 物体 离地高度为 ，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不可伸长且足够长。将 由静止释放，当物体 下落到离地高度为 时， 从 上自由脱落，脱落后随即将 取走， 继续下落 高度着地， 着地后不反弹， 始终未与滑轮接触，重力加速度为 ，求：
（1） 刚从 上脱落时 的速度大小；
（2）整个过程中 向上运动的最大高度。
9. 高压清洗机是一种高效节能的新型清洗设备，目前在各大工业清洗领域应用非常广泛，尤其是对工业管道及工业容器的清洗，使用高压清洗机清洗工业管道及工业容器内外壁的结垢，其效果比传统的人工清洗、机械清洗及化学清洗工艺要优越得多。如图所示为某高压水枪工作时的场景。若该高压水枪正常工作时的额定输出功率为 ，水枪出水口直径为 ，水的密度为 ，求：
（1）水从枪口喷出时的速度大小；
（2）用高压水枪冲洗物体时，在物体表面能够产生一定的压力。若水从枪口喷出时的速度大小为 ，近距离垂直喷射到某物体表面，水枪出水口直径为 。忽略水从枪口喷出后的发散效应，设水喷射到物体表面时速度在瞬间变为零。分析水对物体表面的作用力时，可以忽略水所受的重力。已知水的密度 、 ，估算水枪在物体表面产生的冲击力大小。
10. 2009 年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军，这引起了人们对冰壶运动的关注．冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图，运动员将静止于 点的冰壶（视为质点）沿直线 推到 点放手，此后冰壶沿 滑行，最后停于 点．已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为 ，冰壶质量为 ，，，重力加速度为 ．
（1）求冰壶在 点的速率；
（2）求冰壶从 点到 点的运动过程中受到的冲量大小；
（3）若将 段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为 ，原只能滑到 点的冰壶能停于 点，求 点与 点之间的距离．
答案
第一部分
1. B
2. D
【解析】人在和地面接触时，人的速度减为零，由动量定理可知：；而脚尖着地可以增加人着地的时间，由公式可知可以减小受到地面的冲击力；但不会改变动量的变化量和冲量；故D正确，A、B、C错误。
3. D
【解析】建筑工人下落 时速度为 ，则
设安全带所受平均冲力为 ，则由动量定理得：
所以
故选D。
4. B
【解析】打一次喷嚏大约喷出气体的质量 ，由动量定理有 ，解得 ，根据牛顿第三定律知，打一次喷嚏人受到的平均反冲力为 。
5. B
【解析】设任一半圆轨道的半径为 ，小球到最低点的速度为 ，由机械能守恒定律得：，解得：，则知小球的速度，甲图大于乙图，故 A 错误。
在最低点，小球的向心加速度 ，向心加速度大小相等，故 B 正确。
在最低点，以小球为研究对象，由牛顿第二定律得：，解得：，由牛顿第三定律知，小球对轨道的压力为 ，所以对轨道的压力相同，故 C 错误。
小球通过最低点时，重力与速度垂直，根据 知，，则知重力的瞬时功率均为零。所以，重力的瞬时功率，甲图等于乙图。故 D 错误。
第二部分
6. A， D
第三部分
7.
【解析】设 时间内有 体积的水打在钢板上，这些水的质量为 ，以这部分水为研究对象，设它受到钢板的作用力为 ，以水运动的方向为正方向，由动量定理有 ，可得 ，负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可知，水对钢板的冲击力为 。
8. （1）
【解析】设 刚从 上脱落时 的速度大小为 。 一起下落高度 的过程，由系统的机械能守恒得：
；
解得 。
（2）
【解析】设 着地时的速度为 。 脱离后 下降到着地的过程，由 系统的机械能守恒得
；
解得 ，
着地后 竖直上抛，继续上升的最大高度 ，
所以，整个过程中 向上运动的最大高度 。
9. （1）
【解析】设水从高压水枪喷出时的速度为 ， 时间内高压水枪喷出水的质量为 ，则 ，
由功能关系可得 ，
解得 。
（2）
【解析】在 时间内打到物体表面的水的质量为 ，
以这部分水为研究对象，设物体表面对其作用力为 ，以水流速度方向为正方向，由动量定理可得 ，
解得 ，
代入数据可得 。
由牛顿第三定律可知水枪在物体表而产生的冲击力大小为 。
10. （1）
【解析】由 得
（2）
【解析】由 ，将 代入得
（3）
【解析】由 ，将 代入得
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一、单项选择题（共5小题；共20分）
1. 中国已成功发射可重复使用试验航天器。某实验小组仿照航天器的发射原理，在地球表面竖直向上发射了一质量为 （含燃料）的火箭，当火箭以大小为 的速度竖直向上飞行时，火箭接到加速的指令瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为 ，加速后火箭的速度大小为 ，不计喷气过程重力的影响，所有速度均为对地速度，则喷出气体的质量为
A. B. C. D.
2. 从高处跳到低处时，为了安全，一般都要屈腿（如图所示），这样做是为了
A. 减小冲量 B. 增大动量变化率
C. 减小动量的变化量 D. 延长冲击时间，减小冲力
3. 质量为 的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护使他悬挂起来。已知弹性安全带的缓冲时间是 ，安全带自然长度为 ， 取 ，则安全带所受的平均冲力的大小为
A. B. C. D.
4. 新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播，打喷嚏可以将飞沫喷到十米之外。有关专家研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达 ，假设打一次喷嚏大约喷出 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为
A. B. C. D.
5. 如图所示，两个半径不同、内壁光滑的半圆轨道甲和乙固定于地面，一小球先后从与球心在同一高度上的 、 两点从静止开始滑下，通过甲、乙轨道的最低点时，下述说法中正确的是
A. 小球的速度，甲图等于乙图 B. 小球的向心加速度，甲图等于乙图
C. 小球对轨道的压力，甲图大于乙图 D. 重力的瞬时功率，甲图大于乙图
二、双项选择题（共1小题；共4分）
6. 如图所示，在沿平直轨道运动的火车车厢中的光滑水平桌面上，用轻弹簧拴着一个小球，弹簧处于自然长度。当乘客看到弹簧的长度缩短时，对火车运动状态的判断，下列说法正确的是
A. 火车向右方运动，速度在增大 B. 火车向右方运动，速度在减小
C. 火车向左方运动，速度在增大 D. 火车向左方运动，速度在减小
三、解答题（共4小题；共52分）
7. 使用高压水枪作为切割机床的切刀具有独特优势，得到广泛应用。如图所示，若水柱横截面积为 ，水流以速度 垂直射到被切割的钢板上，之后水速减为零，已知水的密度为 ，则水对钢板的冲击力为多少
8. 如图所示是由阿特伍德创制的一种实验装置——阿特伍德机。已知物体 、 的质量相等均为 ，物体 的质量为 物体 离地高度为 ，轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不可伸长且足够长。将 由静止释放，当物体 下落到离地高度为 时， 从 上自由脱落，脱落后随即将 取走， 继续下落 高度着地， 着地后不反弹， 始终未与滑轮接触，重力加速度为 ，求：
（1） 刚从 上脱落时 的速度大小；
（2）整个过程中 向上运动的最大高度。
9. 高压清洗机是一种高效节能的新型清洗设备，目前在各大工业清洗领域应用非常广泛，尤其是对工业管道及工业容器的清洗，使用高压清洗机清洗工业管道及工业容器内外壁的结垢，其效果比传统的人工清洗、机械清洗及化学清洗工艺要优越得多。如图所示为某高压水枪工作时的场景。若该高压水枪正常工作时的额定输出功率为 ，水枪出水口直径为 ，水的密度为 ，求：
（1）水从枪口喷出时的速度大小；
（2）用高压水枪冲洗物体时，在物体表面能够产生一定的压力。若水从枪口喷出时的速度大小为 ，近距离垂直喷射到某物体表面，水枪出水口直径为 。忽略水从枪口喷出后的发散效应，设水喷射到物体表面时速度在瞬间变为零。分析水对物体表面的作用力时，可以忽略水所受的重力。已知水的密度 、 ，估算水枪在物体表面产生的冲击力大小。
10. 2009 年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军，这引起了人们对冰壶运动的关注．冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图，运动员将静止于 点的冰壶（视为质点）沿直线 推到 点放手，此后冰壶沿 滑行，最后停于 点．已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为 ，冰壶质量为 ，，，重力加速度为 ．
（1）求冰壶在 点的速率；
（2）求冰壶从 点到 点的运动过程中受到的冲量大小；
（3）若将 段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为 ，原只能滑到 点的冰壶能停于 点，求 点与 点之间的距离．
答案
第一部分
1. B
2. D
【解析】人在和地面接触时，人的速度减为零，由动量定理可知：；而脚尖着地可以增加人着地的时间，由公式可知可以减小受到地面的冲击力；但不会改变动量的变化量和冲量；故D正确，A、B、C错误。
3. D
【解析】建筑工人下落 时速度为 ，则
设安全带所受平均冲力为 ，则由动量定理得：
所以
故选D。
4. B
【解析】打一次喷嚏大约喷出气体的质量 ，由动量定理有 ，解得 ，根据牛顿第三定律知，打一次喷嚏人受到的平均反冲力为 。
5. B
【解析】设任一半圆轨道的半径为 ，小球到最低点的速度为 ，由机械能守恒定律得：，解得：，则知小球的速度，甲图大于乙图，故 A 错误。
在最低点，小球的向心加速度 ，向心加速度大小相等，故 B 正确。
在最低点，以小球为研究对象，由牛顿第二定律得：，解得：，由牛顿第三定律知，小球对轨道的压力为 ，所以对轨道的压力相同，故 C 错误。
小球通过最低点时，重力与速度垂直，根据 知，，则知重力的瞬时功率均为零。所以，重力的瞬时功率，甲图等于乙图。故 D 错误。
第二部分
6. A， D
第三部分
7.
【解析】设 时间内有 体积的水打在钢板上，这些水的质量为 ，以这部分水为研究对象，设它受到钢板的作用力为 ，以水运动的方向为正方向，由动量定理有 ，可得 ，负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可知，水对钢板的冲击力为 。
8. （1）
【解析】设 刚从 上脱落时 的速度大小为 。 一起下落高度 的过程，由系统的机械能守恒得：
；
解得 。
（2）
【解析】设 着地时的速度为 。 脱离后 下降到着地的过程，由 系统的机械能守恒得
；
解得 ，
着地后 竖直上抛，继续上升的最大高度 ，
所以，整个过程中 向上运动的最大高度 。
9. （1）
【解析】设水从高压水枪喷出时的速度为 ， 时间内高压水枪喷出水的质量为 ，则 ，
由功能关系可得 ，
解得 。
（2）
【解析】在 时间内打到物体表面的水的质量为 ，
以这部分水为研究对象，设物体表面对其作用力为 ，以水流速度方向为正方向，由动量定理可得 ，
解得 ，
代入数据可得 。
由牛顿第三定律可知水枪在物体表而产生的冲击力大小为 。
10. （1）
【解析】由 得
（2）
【解析】由 ，将 代入得
（3）
【解析】由 ，将 代入得
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