1.2动量定理 自主提升过关练（word版含答案）

1.2动量定理 自主提升过关练（含解析）
一、单选题
1．设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为0.2 s，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是（　　）
A．1 m/s B．1.5 m/s C．1.8 m/s D．2.5 m/s
2．如图所示，有一子弹穿过三块静止放置在光滑水平面上的相互接触质量分别为m、2m、3m的木块A、B、C，设子弹穿过木块A、B、C的时间分别为t1、t2、t3，木块对子弹的阻力恒为f，则子弹穿过三木块后，木块A的速度大小是（　　）
A． B． C． D．
3．当物体从高空下落时，受到的空气阻力随速度的增大而增大，因此经过一段距离后物体将匀速下落，这个速度称为物体下落的终极速度．已知雨滴从高空下落时所受空气阻力与其半径的平方、速度的平方均成正比，即为比例常数．一半径为的雨滴（可看作球形），未落地时已经达到终极速度，落到地面时与地面的作用时间等于雨滴的直径除以终极速度．已知雨滴的密度为，重力加速度大小为，则雨滴落到地面时对地面的平均冲击力（忽略重力）为（　　）
A． B． C． D．
4．质量为的物体做直线运动，其速度一时间图像如图所示。则物体在前内所受外力的冲量是（　　）
A．0 B． C． D．
5．玩具水枪是儿童们夏天喜爱的玩具之一，但水枪伤眼的事件也时有发生，因此，限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问题。现有一水枪样品，如图所示，枪口直径为d，水的密度为，水平出射速度为v，垂直击中竖直目标后以大小为0.2v的速度反向溅回，则水柱水平击中目标的平均冲击力大小为（　　）
A． B． C． D．
6．高空坠物极易对行人造成伤害。若一个的瓷砖碎片从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为，则该瓷砖碎片对地面产生的冲击力约为（　　）
A． B． C． D．
7．土兵从高台跳到低处地面时，土兵的速度在很短时间内减小为零，速度变化大，为了安全，土兵都是让脚尖先着地，有效地保护人体免于伤害或减轻伤害程度。这样做是为了（　　）
A．减小人的平均受力大小 B．减小冲量
C．减少动量的变化量 D．减小地面对人的压强
8．某同学将铁架台放在竖直电梯的底板上，将力传感器上端固定在铁架台的铁夹上，力传感器下端悬挂一个质量为m的钩码。当电梯从1楼由静止开始运行到5楼停止的过程中，数据采集系统采集到传感器受到的拉力F随时间t的变化如图所示，忽略由于轻微抖动引起的示数变化。下列说法正确的是（　　）
A．abc过程与def过程中电梯运动的方向相反
B．ab过程钩码处于超重状态，bc过程钩码处于失重状态
C．abc过程中钩码的机械能先增加后减少
D．曲线abc与线段ac包围的面积等于曲线def与线段df包围的面积
9．一物块静止在粗糙斜面底部，斜面固定。如果用平行于斜面的恒力F1将物块从底部拉到斜面的顶部，需要的时间为t；如果用平行于水平面的恒力F2将物块推到斜面顶部的同一位置，所需的时间也为t。在这两次移动物块的过程中（　　）
A．物块的动量变化相等
B．物块的加速度不相等
C．F1、F2对物块所做的功相等
D．物块的机械能变化不相等
10．举行跳高比赛时，通常在运动员落地的一侧地面上摆放一些垫子，主要目的是为了增大运动员着地过程中的（　　）
A．动量变化量 B．动能变化量 C．时间 D．动量变化率
11．如图所示是一幅关于高空抛物的漫画。2021年3月，刑法修正案（十一）正式实施，高空抛物罪成为独立罪名。若一个0.2kg的苹果从一高为20m的居民楼由静止坠下，与地面的撞击时间约为0.1s，且苹果无反弹。忽略风和空气阻力的影响，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．苹果落地瞬间速度的大小为14.14m/s
B．苹果下落过程中重力做功的平均功率为20W
C．苹果撞击地面时对地面的作用力为40N
D．苹果落地瞬间动量的大小为20kg m/s
12．一个质量为0.5 kg的小钢球竖直下落，落地时速度大小为1m/s，与地面作用0.1s后以等大的动量被反弹。小钢球在与地面碰撞的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．小钢球重力的冲量是0.1 kg·m/s
B．若选向上为正方向，则小钢球的动量变化量为-1kg·m/s
C．若选向上为正方向，则小钢球受到的合力冲量是-1 N·s
D．若小钢球受到的支持力不变，小钢球受到的支持力为15N
二、多选题
13．水平桌面上，一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于时，速度的大小为，此时撤去F，物体继续滑行的路程后停止运动，重力加速度大小为g，则（　　）
A．F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的3倍 B．在此过程中F所做的功为
C．物体与桌面间的动摩擦因数等于 D．在此过中F的冲量大小等于
14．如图所示，用高压水枪喷出的强力水柱冲击右侧的煤层。设水柱直径为D，水流速度为v，方向水平，水柱垂直煤层表面，水柱冲击煤层后水的速度为零。高压水枪的质量为M，手持高压水枪操作，进入水枪的水流速度可忽略不计，已知水的密度为，下列说法正确的是（　　）
A．高压水枪的流量为
B．高压水枪的功率为
C．水柱对煤层的平均冲击力为
D．手对高压水枪的作用力方向斜向右上方
15．下列说法正确的是（　　）
A．做匀加速直线运动的物体动量越来越大
B．做匀速圆周运动的物体运动半个周期动量的变化量不为零
C．做平抛运动的物体落地之前重力的冲量方向始终竖直向上
D．合外力的冲量越大，动量也越大
三、解答题
16．一个质量为60kg的蹦床运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为0.8s，g取10m/s2。
（1）求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量；
（2）求运动员对网的平均作用力大小；
17．有一重力不能忽略的m=1.0kg的小球从20m高处自由下落到水平地面上，反弹后上升的最大高度5.0m，小球与地面接触的时间为0.1s。求在接触时间内，小球受到地面的平均作用力多大 方向如何？（g=10m/s2）
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
设兔子与树桩的撞击力为F，兔子撞击树桩后速度为零，根据动量定理有
－Ft＝0－mv
可得
则兔子的奔跑的速度需要大于2m/s，故选D。
2．C
【解析】
【详解】
设子弹穿过木块A时，木块A、B、C的共同速度为v，根据动量定理可得
解得
当子弹进入第二块木块时，木块A将与B、C分离，分离后木块A的速度不变。故ABD错误；C正确。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
根据题意可得，水滴的终极速度为
又作用时间为
根据动量定理可得
解得
ACD错误，B正确。
故选B。
4．D
【解析】
【详解】
由题中图像可知，物体在前初状态的动量为
末状态的动量
由动量定理得
故选D。
5．B
【解析】
【详解】
设t时间内水枪喷出的水柱长度为l，则有
t时间内冲击墙壁的水的质量为
设墙壁对水柱的平均冲击力大小为F，根据动量定理有
联立以上三式解得
根据牛顿第三定律可知水柱水平击中目标的平均冲击力大小为
故选B。
6．C
【解析】
【详解】
25层高约为，瓷砖碎片近似自由落体
由动量定理有
解得
由牛第三定律可知瓷砖碎片对地面产生的冲击力
故选C。
7．A
【解析】
【详解】
BC．让脚尖先着地并不会改变着地碰撞前后人速度的变化量，也不会改变动量的变化量和冲量，选项BC错误；
AD．根据动量定理可知
由于脚尖先着地的缓冲作用，延长了人的受力时间，减小了人的平均受力大小，选项A正确，D错误；
故选A。
8．D
【解析】
【详解】
A．当电梯从1楼由静止开始运行到5楼停止的过程中运动方向没有发生变化，选项A错误；
B．由图可知ab过程和bc过程拉力F均大于重力，说明钩码处于超重状态，加速度向上，电梯加速上升，选项B错误；
C．abc过程中电梯加速上升，当加速上升过程中，钩码的机械能增加，选项C错误；
D．F-t图像中面积表示力对时间的积累，即冲量。由图可知，从a到f记录了电梯的一个运动过程：先向上加速，然后匀速，最后减速；即加速过程和减速过程的动量变化量大小相等，由动量定理可知，加速过程和减速过程的合外力冲量相等，故曲线abc与线段ac包围的面积等于曲线def与线段df包围的面积，选项D正确。
故选D。
9．A
【解析】
【详解】
A．物体初速度均为零，通过的位移相同，所需时间相同，根据速度位移公式为
v2＝2ax
可知到达斜面顶端的速度相同，则物块的动量变化相等，A正确；
B．根据速度时间公式可知
v＝at
运动时间t相同，末速度v相同，则加速度a相同，B错误；
C．物块上升高度h相等，则重力做功相等，根据动能定理可知
两次推力与克服摩擦力对物块做功之和相同，设斜面倾角为θ，第一次物块受到的摩擦力为，第二次物块受到的摩擦力，由于通过的位移相同，故克服摩擦力做功不等，则F1、F2对物块所做的功不等，C错误；
D．物块机械能变化为
两次移动物块的机械能变化相等，D错误。
故选A。
10．C
【解析】
【详解】
跳高运动员在落地的过程中，动量变化一定，动能变化量一定，由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定，跳高运动员在跳高时跳到垫上可以延长着地过程的作用时间t，由
即
可知，延长时间t可以减小运动员所受到的平均冲力F，也减少了动量变化率。
故选C。
11．B
【解析】
【详解】
A．根据机械能守恒
解得
故A错误；
B．根据
可得
重力做功的平均功率
故B正确；
C．由动量定理得
解得
故C错误；
D．苹果落地瞬间动量的大小为
故D错误。
故选B。
12．D
【解析】
【详解】
A．根据冲量定义可知
故A错误；
BC．若选向上为正方向，则小钢球的动量变化量为
根据动量定理，小钢球受到的合力冲量为
故BC错误；
D．小钢球在与地面碰撞过程中，合力的大小为
由
可知小钢球受到的支持力大小为
故D正确。
故选D。
13．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动，由牛顿第二定律可知
由匀变速直线运动的公式
撤去F后，由牛顿第二定律可知
由匀变速直线运动的公式
联立解得
故A正确；
B．在此过程中，由动能定理可知
因此F所做的功大于，故B错误；
C．物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动，由牛顿第二定律可知
由匀变速直线运动的公式
联立解得
故C正确；
D．在此过中由动量定理可知
联立解得
故D正确。
故选ACD。
14．BD
【解析】
【详解】
A．设Δt时间内，从水枪喷出的水的体积为ΔV，质量为Δm，则
Δm＝ρΔV
ΔV＝SvΔt＝πD2vΔt
单位时间喷出水的质量为
＝ρvπD2
故A错误；
B．Δt时间内水枪喷出的水的动能
Ek＝Δmv2＝ρπD2v3Δt
知高压水枪在此期间对水做功为
W＝Ek＝ρπD2v3Δt
高压水枪的功率
P＝＝ρπD2v3
故B正确；
C．考虑一个极短时间Δt′，在此时间内喷到煤层上水的质量为m，设煤层对水柱的作用力为F，由动量定理得
FΔt′＝mv
Δt′时间内冲到煤层水的质量
m＝ρπD2vΔt′
解得
F＝ρπD2v2
由牛顿第三定律可知，水柱对煤层的平均冲力为
F′＝F＝ρπD2v2
故C错误；
D．当高压水枪向右喷出高压水流时，水流对高压水枪的作用力向左，由于高压水枪有重力，根据平衡条件，手对高压水枪的作用力方向斜向右上方，故D正确。
故选BD。
15．AB
【解析】
【详解】
A．做匀加速直线运动的物体速度越来越大，则动量越来越大，选项A正确；
B．做匀速圆周运动的物体运动半个周期动量的变化量为2mv，不为零，选项B正确；
C．做平抛运动的物体落地之前重力的冲量方向始终竖直向下，选项C错误；
D．根据动量定理可知，合外力的冲量越大，动量变化越大，选项D错误。
故选AB。
16．（1）1080kg·m/s；（2）1950N
【解析】
【详解】
（1）向下接触网面的速度为
向上离开网面的速度为
向上为正，动量的变化量为
解得
△p=1080kg·m/s
（2）根据动量定理
解得
=1950N
根据牛顿第三定律可知，运动员对网的平均作用力大小为1950N。
17．310N，竖直向上
【解析】
【详解】
小球与地面接触前瞬间的速度大小为
小球与地面接触0.1s后的速度大小为
设小球受到地面的平均作用力大小为F，根据动量定理有
解得
方向竖直向上。
试卷第页，共页