1.2动量定理 学科素养提升练（word版含答案）

1.2动量定理 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．如图，质量相同的、两球可看成质点，分别由相同高度的固定光滑曲面和固定光滑斜面顶端静止释放。下滑至光滑水平面的过程中，、两球所受合力的冲量大小分别为、，在斜面上运动时间分别为、，已知曲面和斜面均与光滑水平面平滑连接，则（　　）
A． B． C． D．
2．下列各运动中动量变化率不相等的是（　　）
A．匀速圆周运动 B．匀变速直线运动 C．自由落体运动 D．平抛运动
3．研究发现高压水枪的穿透力非常强，日常生活中常使用高压水枪清洗汽车上的污渍，若水从枪口喷出时的速度大小为，近距离垂直喷射到车身上，水枪出水口直径为。忽略水从枪口喷出后的发散效应，水喷射到车身上时速度在短时间内变为零，由于水柱前端的水与物体表面相互作用时间很短，因此在分析水对物体表面的作用力时可忽略这部分水所受的重力。已知水的密度，则水枪在物体表面产生的冲击力约为（　　）
A． B． C． D．
4．完全相同的A、B两物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力F1、F2的作用从静止开始做匀加速运动，经过时间t0和4t0，速度分别达到2v0和v0时，分别撤去F1和F2，以后物体继续做匀减速运动直至停止，两物体速度随时间变化的图象如图所示。若在该过程中F1和F2所做的功分别为W1和W2，F1和F2的冲量分别为I1和I2，则以下说法中：①W1＞W2；②W1＜W2；③I1＞I2；④I1＜I2，正确的有（　　）
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
5．行驶中质量为m的汽车发生剧烈碰撞，在很短的时间t内，速度由v减小到零，取汽车行驶方向为正方向，则汽车动量的变化量和汽车所受的平均撞击力F为（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
6．我国奥运健儿在东京奥运会上取得了辉煌成绩，下列说法正确的是（ ）
A．跳水运动员施廷懋离开跳板竖直向上运动的过程中处于失重状态
B．汪顺在长度为的泳池中完成混合泳过程中，位移为
C．苏炳添跑出百米最好成绩，由此可求出他冲刺时的瞬时速度大小
D．蹦床运动员朱雪莹从最高点竖直下落到最低点的过程中，她所受合力的冲量不为零
7．世界第一款垂直起降的“鹞式"战斗机，是由英国研发的一款亚音速喷气式战斗机，“鹞式"战斗机采用一台飞马发动机，机身前后有四个可旋转0°~98.5°角的喷气口提供垂直起落和常规飞行所需的动升力和推力，当喷口向下时,产生的推力可使飞机垂直上升；当喷口向后时，产生的推力可使飞机前进。飞行员调整喷口的方向和角度，便可改变飞机的飞行姿态。某次作战任务中质量为8 t的“鹞式”战斗机悬停在空中，四个竖直向下的喷口向下喷射的气体速度约为2.5km/s，不考虑飞机质量变化的影响，重力加速度g取10m/s2则在1s内平均每个喷口喷射的气体质量约为（　　）
A．2kg B．8kg C．16kg D．32kg
8．如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止开始滑下，下列说法正确的是（　　）
A．下滑过程中，重力的冲量相同
B．下滑过程中，弹力的冲量相同
C．下滑过程中，合力的冲量大小相等
D．到达斜面底端时，动量相同
9．2022年北京冬奥会将于2月4日开幕，花样滑冰双人项目是我国有望夺金的强项。假设花样滑冰表演中，男女运动员沿同一直线相向运动，速度大小均为1m/s，两人相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动。已知女运动员质量为50kg，彼此的平均推力约为150N，作用时间约1s，则女运动员刚反向运动时的速度大小约为（　　）
A．1m/s B．2m/s C．3m/s D．4m/s
10．2020年11月24日，在文昌航天发射场长征五号运载火箭将嫦娥五号顺利送入预定轨道，火箭在竖直升空的过程中，点火后经速度达到125m/s，箭体的总质量约为，地表重力加速度g取，忽略火箭质量的变化和阻力，则该过程中发动机提供的平均推力大小约为（　　）
A． B． C． D．
11．一个半径为R的光滑圆环竖直放置，A为圆环最高点，B为圆环最低点。将一质量为m的小环（可视为质点）套在圆环上，小环恰好能在竖直面内做完整的圆周运动，周期为T，下列说法正确的是（　　）
A．小环在A点的速度大小为
B．小环在B点的速度大小为
C．小环从A点运动到B点的过程中所受重力的功率一直增大
D．小环从A点运动到B点，所受弹力的冲量大小为
12．质量为m的物体静止在光滑水平面上，在水平力F作用下，经时间t物体的动量为p，动能为Ek。若水平力变为2F，经过时间2t，则（　　）
A．物体的动量变为2p B．物体的动量变为4p
C．物体的动能变为4Ek D．物体的动能变为8Ek
13．人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为，从离人眼约的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为，取重力加速度；下列分析正确的是（　　）
A．手机与眼睛作用过程中手机动量变化约为
B．手机对眼睛的冲量大小约为
C．手机对眼睛的冲量方向竖直向上
D．手机对眼睛的作用力大小约为
14．水平推力F1和F2分别作用在水平面上等质量的a、b两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间后停下，两物体v-t的图象如图所示，图中AB∥CD，则（　　）
A．F1的冲量小于F2的冲量 B．F1的冲量等于F2的冲量
C．两物体受到的摩擦力大小相等 D．两物体受到的摩擦力大小不等
15．“娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图所示，一质量为m的游客恰好静止在直径为d的圆柱形竖直风洞内，已知气流密度为，游客受风面积（游客在垂直风力方向的投影面积）为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定，重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零，则下列说法正确的是（　　）
A．气流速度大小为
B．单位时间内流过风洞内某横截面的气体体积为
C．单位时间内风机做的功为
D．若风速变为原来的，游客开始运动时的加速度大小为
二、解答题
16．如图所示，质量为m的物块A（可视为质点）放在倾角为的光滑斜面体上。斜面放在粗糙的水平面上，劲度系数为k的轻弹簧一端连接在斜面底端的固定挡板C上，另一端连接在物块A上，绕过斜面顶端定滑轮的不可伸长的轻绳一端连接在物块A上，另一端吊着质量也为m的物体B，开始时B停在定滑轮处。物块A与滑轮间的轻绳与斜面平行，物块A静止时刚好处在斜面的正中间，已知斜面长为L，重力加速度g。斜面体始终保持静止。
（1）若剪断轻弹簧，求物块A运动到斜面顶端所用时间及该过程中斜面体受到桌面的摩擦力大小。
（2）若剪断轻绳，当B落到桌面瞬间，物块A向下运动恰达到最大速度。求该过程中物块A受到弹力的冲量大小。
17．据媒体报道，某手机带有屏幕保护器，保护装置设置在屏幕的4个角落，由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成，一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知手机掉落，屏幕保护器会自动弹出，并完全吸收手机撞击地面的能量，避免手机屏幕直接接触地面而损坏。已知该手机设计质量约为150g，从离地1.8m高度静止开始掉落，保护器撞击地面的时间为0.05s。不计空气阻力，手机可看成质点，重力加速度g=10m/s2，求
(1)手机落地前瞬间的速度大小；
(2)手机对地面的平均作用力大小。
参考答案
1．B
【详解】
设斜面高度为，根据机械能守恒定律，对A、B两球均有
滑至光滑水平面时速度为
A、B两球质量相等，根据
可知
由题图可知A做加速度越来越小的加速运动，B做匀加速直线运动，曲面和斜面的长度位置，则、无法比较，故B正确，ACD错误。
故选B。
2．A
【详解】
根据动量定理
则动量变化率
A．匀速圆周运动受到的合力大小相等方向指向圆心，是变力，动量的变化率变化，A正确；
B．匀变速直线运动加速度恒定不变，根据牛顿第二定律，合力恒定，动量的变化率不变，B错误；
CD．自由落体和平抛运动只受重力，是恒力，动量的变化率不变，CD错误。
故选A。
3．C
【详解】
取时间研究，则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大小为，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
故选C。
4．C
【详解】
根据动能定理得
解得
由速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移，可得两种情况物体的总位移之比为
x1：x2＝：＝6：5
可得
W1＞W2
根据动量定理得
可得
I1＜I2
ABD错误，C正确。
故选C。
5．C
【详解】
依题意，可得汽车动量的变化量
根据动量定理
可得
故选C。
6．A
【详解】
A．跳水运动员离开跳板竖直向上运动的过程中，加速度向下，即处于失重状态，故A正确；
B．汪顺在长度为的泳池中完成混合泳过程中，位移为零，故B错误；
C．苏炳添跑出百米最好成绩，由此可求出他全程的平均速度，但无法求出他冲刺时的瞬时速度大小，故C错误；
D．蹦床运动员朱雪莹从最高点竖直下落到最低点的过程中，初末速度为零，由动量定理知整个过程她所受合力的冲量为零，故D错误。
故选A。
7．B
【详解】
“鹞式”战斗机悬停时，发动机从喷口将气体喷出，喷出的气体对飞机产生反作用力提供升力，根据平衡条件有
F=mg
根据动量定理有
联立解得
故B正确。
故选B。
8．C
【详解】
D．物体在下滑中只有重力做功，而重力做功只与高度差有关，故两种情况下重力做功相等，由机械能守恒定律可得，两物体下滑到底部时的动能相同，则速度大小相同，但方向不同，所以到达斜面底端时，二者动量不同，故D错误；
ABC．物体下滑到底部时的速度大小相等，初速度均为零，故平均速度大小相等，但是两物体下滑的位移不同，故两物体的下滑时间一定不同，故重力的冲量不相等；由动量定理可得，物体下滑到底部时的速度的大小相同，所以合外力的冲量大小一定相等，但由于重力的冲量不相等，所以弹力的冲量大小一定不相等，故AB错误，故C正确。
故选C。
9．B
【详解】
由动量定理
在推对方的极短时间内阻力，可忽略。
以女运动员反向运动方向为正方向，将F=150N，t=1s，带入得
女运动员刚反向运动时的速度大小约为，故ACD错误，B正确。
故选B。
10．D
【详解】
竖直方向由动量定理得
解得平均推力
故选D。
11．D
【详解】
AB．小环恰好能在竖直面内做完整的圆周运动，小环在A点的速度大小为0，从A点运动到B点
解得
故AB错误；
C．小环从A点运动到B点的过程中所受重力的功率先增大后减小，因为
在A点速度为零，重力功率为零，在B点速度水平，重力功率为零，故C错误；
D．小环从A点运动到B点
根据题意可知，重力冲量竖直向下
动量变化沿水平方向，根据勾股定理，所受弹力的冲量大小为
故D正确。
故选D。
12．B
【详解】
根据动量定理有
根据动能与动量的关系有
故ACD错误，B正确。
故选B。
13．BD
【详解】
A．根据根据自由落体得手机掉落到人眼睛位置时的速度为
手机与眼睛作用后手机的速度变为0，选取向下为正方向，所以手机与眼睛作用过程中动量变化为
故A错误；
B．手机与眼接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，取选取向下为正方向，对手机由动量动量得
代入数据得
负号表示方向竖直向下，根据力的作用是相互的，所以手机对眼睛的冲量大小约为0.48N.s，故B正确；
C．因为手机对眼睛的力的方向是竖直向下，所以手机对眼睛的冲量方向竖直向下，故C错误；
D．根据冲量定义得手机对眼睛的作用力大小约为
故D正确。
故选BD。
14．AC
【详解】
CD．由图，AB与CD平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等。故C正确，D错误；
AB．根据动量定理，对整个过程研究得
，
由图看出
则有
即F1的冲量小于F2的冲量，故A正确，B错误。
故选AC。
15．AC
【详解】
A．对时间内吹向游客的气体，设气体质量为，由动量定理可得
由于游客处于静止状态，故满足
另外
联立可得
A正确；
B．单位时间内流过风洞某横截面的气体体积为
联立解得
B错误；
C．风洞单位时间流出的气体质量为M
单位时间内风机做的功为
C正确；
D．若风速变为原来的，设风力为，由动量定理可得
另外
联立可得
由牛顿第二定律可得
解得
D错误。
故选AC。
16．（1），；（2）
【详解】
（1）剪断轻弹簧，对A、B两个物体，由牛顿运动定律可得
对A
对B
解得
对A有
对斜面体
，
解得
（2）若剪断轻绳到B落到桌面瞬间，B作自由落体运动，有
对A物体：开始时，弹簧处于伸长状态。伸长量为
当A的速度最大时加速度为零，弹簧处于压缩状态。压缩量为
在这个过程中，弹簧弹力做功为零。由能量转化守恒定律可得
由动量定理可得
代入得
17．(1)6m/s；(2)19.5N
【详解】
(1)根据匀变速直线运动速度位移公式得
v2=2gh
代入数据解得手机落地前瞬间的速度大小为
v=6m/s
(2)该手机设计质量约为：m=150g=0.15kg，取竖直向下为正方向，设地面对手机向上的支持力大小F，由动量定理可得
（mg﹣F）t=0﹣mv
代入数据解得地面对手机得作用力为
F=19.5N
根据牛顿第三定律，手机对地面的平均作用力为：F′=F=19.5N，方向竖直向下。