选择性必修一1.2动量定理 练习（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修一 1.2 动量定理
一、单选题
1．质量可以视为质点的钢球，从离地高为的位置静止释放，不考虑空气阻力的影响，钢球自由下落且着地后不反弹，取重力加速度。在钢球静止释放后，下列说法正确的是（　　）
A．合外力冲量的方向始终是竖直向上
B．钢球在自由下落过程重力冲量的大小
C．钢球在自由下落过程动量变化量大小
D．钢球释放末其动量大小是
2．某铅球运动员前后两次以不同的速度将同一个铅球从同一高度沿水平方向推出，并落在同一水平面上，不计空气阻力，则铅球在前后两次运动过程中（　　）
A．动能变化量不同 B．动量变化量不同
C．运动的时间不同 D．速度的偏转角不同
3．下列说法中正确的是（　　）
A．冲量的方向就是物体运动的方向
B．作用在静止的物体上的力的冲量一定为零
C．动量越大的物体受到的冲量越大
D．物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化
4．如题图所示，水上飞行表演中，运动员操控喷射式悬浮飞行器将水带缓慢竖直送上来的水向下喷出，可以完成悬停、上升等各种动作。某次表演时运动员处于悬停状态，喷嘴竖直向下喷出水的速度为，若运动员操控装置，以竖直向上的加速度a开始运动瞬间，喷嘴竖直向下喷出水的速度为，重力加速度为g，下列关系式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5．原来静止的物体受合外力作用时间为2t0，作用力随时间的变化情况如图所示，则（　　）
A．0~t0时间内物体的动量变化与t0~2t0时间内的动量变化相同
B．0~t0时间内物体的平均速率与t0~2t0时间内的平均速率不等
C．t=2t0时物体的速度为零，外力在2t0时间内对物体的冲量为零
D．2t0时间内物体的位移为零，外力对物体做功为零
6．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
7．将一质量为m的物体以初速竖直向上抛出，已知物体在运动过程中所受空气阻力的大小与其运动速度成正比，比例系数为k，若物体能够上升的最大高度为H，则其上升过程所用的时间应为（　　）
A． B． C． D．
8．原来静止的物体受合外力作用时间为2t0，作用力随时间的变化情况如图所示，则（　　）
A．0~t0时间内物体的动量变化与t0~2t0内动量变化相同
B．0~t0时间内物体所受的冲量与t0~2t0内所受的冲量相同
C．t＝2t0时物体的速度为零，外力在2t0时间内对物体的冲量为零
D．2t0时间内物体的位移为零，外力对物体做功为零
9．下列各种说法中不正确的是（　　）
A．某一段时间内物体动量的增量不为零，而其中某一时刻物体的动量可能为零
B．某段时间内物体受到的冲量为零，而其中某一时刻物体的动量可能不为零
C．某一段时间内物体受到的冲量不为零，而动量的增量可能为零
D．某一时刻物体动量为零，而动量对时间的变化率不为零
10．质量分别为m和M的物体A和B用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，如图（a）所示。当连接A、B的绳突然断开后，物体A上升至某一位置时的速度大小为v，这时物体B的下落速度大小为u，如图（b）所示，在这段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为（　　）
A．mv B． C． D．Mu
11．2022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
12．古时有“守株待兔”的寓言。设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力即可致死，并设兔子与树桩作用时间为0.2s，则被撞死的兔子其奔跑的速度至少为（g取10m/s2）（　　）
A．1m/s B．1.5m/s C．2m/s D．2.5m/s
13．两只完全相同的鸡蛋A、B自同一高度由静止释放，分别落在海绵和石头上，鸡蛋A完好（未反弹），鸡蛋B碎了。不计空气阻力，对比A、B鸡蛋，下列说法正确的是（　　）
A．下落过程中鸡蛋B所受重力的冲量大 B．下落过程中鸡蛋B的末动量大
C．碰撞过程中鸡蛋B动量减小的更多 D．碰撞过程中鸡蛋B的动量变化率大
14．质量为m的质点在平面上以速度v沿y轴正方向运动时，受到大小不变、方向为x轴正向的恒定合力F作用，当质点速度大小变成时，F作用的时间为（　　）
A． B． C． D．
15．某新型机枪子弹弹头质量约10g，出枪口的速度约1000 m/s.某战士在使用该机枪连续射击50秒的过程中，机枪所受子弹的平均反冲力大小约20 N，则机枪在这50秒内射出子弹的数量约为（　　）
A．60 B．80 C．100 D．120
二、填空题
16．以15m/s的速度平抛一个小球，小球的质量为1kg，经2s小球落地，不计空气阻力，g取10m/s。小球落地时的速度大小为_____m/s，在这一过程中，小球的动量变化的大小为____kg·m/s。
17．两块同材料木板都竖直固定在地面上，水平射来一颗子弹，相继穿过这两块木板(假定子弹通过木板时受到的力大小相同)，所用时间T1、T2相等，子弹穿过第一块木板后速度为初速度的0.8倍，则两块木板厚度之比为_____________．
18．0.5 kg的铁锤把钉子钉进木头里,打击时铁锤的速度v=4.0 m/s,如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作用时间是0.01 s,那么:不计铁锤受的重力,铁锤钉钉子时,钉子受到的平均作用力是________N
19．质量相同的两物体，并列地静止在光滑水平面上，今给其中甲物体以瞬时冲量I作用，同时以恒力F推动乙物体，I与F作用方向相同，则要经过时间______，两物体再次相遇，在此过程中力F对乙的冲量大小为______。
三、解答题
20．篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎球，手触到球瞬间顺势后引。用所学的物理知识解释这样做的目的。
21．体操运动员在落地时总要屈腿，这是为什么？
22．水刀原名高压水射流切割技术，相比于激光切割具有切割材料范围广、效率高、安全环保等优势。某型号水刀工作过程中，将水从面积S=0.1mm2的细喷嘴高速喷出，直接打在被切割材料表面，从而产生极大压强，实现切割，已知该水刀每分钟用水600g，水的密度为ρ=1.0×103kg/m3。
（1）求高速水流的速度v的大小；
（2）高速水流垂直打在材料表面上后，水速几乎减为0，求水对材料表面的压强p约为多大。
23．现代切割技术常用的一种“水刀”如图所示。它将水从高压水枪中高速射出，形成很细的水束，用来切割钢板等物体。已知水束的横截面积为S，速度为v，并垂直射向钢板，若水射上钢板后的速度视为0，水的密度为，求水对钢板的平均冲击力。

24．卫星在一定高度绕地心做圆周运动时，由于极其微弱的阻力等因素的影响，在若干年的运行时间中，卫星高度会发生变化（可达之多），利用离子推进器可以对卫星进行轨道高度、姿态的调整。下图是离子推进器的原理示意图：将稀有气体从端注入，在处电离为带正电的离子，带正电的离子飘入电极之间的匀强加速电场（不计带正电的离子飘入加速电场时的速度），加速后形成正离子束，以很高的速度沿同一方向从处喷出舱室，由此对卫星产生推力。处为一个可以喷射电子的装置，将在电离过程中产生的电子持续注入由处喷出的正离子束中，恰好可以全部中和带正电的离子。在对该离子推进器做地面静态测试时，若BC间的加速电压为U，正离子被加速后由处喷出时形成的等效电流大小为，产生的推力大小为。已知每个正离子的质量为，每个电子的电荷量为。求：
（1）单位时间内从处注入的电子数；
（2）正离子的电荷量；
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．在钢球静止释放后到落体的过程可分为两个阶段，第一阶段是自由下落过程，只受重力作用，合外力方向竖直向下；第二阶段是与地面接触的过程，合外力方向竖直向上，由于合外力冲量方向即是合外力的方向，故A错误；
B．钢球释放后做自由落体运动，只受到重力作用，在空中飞行的时间
着地时的速度
重力的冲量
方向竖直向下，故B正确；
C．由动量定理，自由下落阶段动量变化率等于重力的冲量，等于，故C错误；
D．由于小钢球在空中只运动了0.3s，所以1s末是静止状态，其动量为零，故D错误。
故选B。
2．D
【解析】
【详解】
A．重力做的功相同，由动能定理知，动能的变化量相同，故A错误；
C．铅球竖直方向做自由落体运动，根据
得运动时间
知运动时间相同，故C错误；
B．重力的冲量等于动量的变化量，根据
知动量的变化量相同，故B错误；
D．速度偏转角的正切值
初速度不同，则速度的偏转角不同，故D正确。
故选D。
3．D
【解析】
【详解】
A．冲量的方向与力的方向相同，与运动的方向不一定相同，故A错误；
B．作用在静止的物体上的力作用的时间不为零时，冲量不为零，故B错误；
C．冲量是力与作用时间的乘积，与动量大小无关，故C错误；
D．根据动量定理可知，物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，故D正确。
故选D。
4．D
【解析】
【详解】
设水的密度为，喷嘴喷水出口横截面积为S，喷嘴竖直向下喷出水时，对水竖直向下的作用力大小为F，由动量定理得
可得
当运动员处于悬停状态时有
当运动员操控装置以竖直向上的加速度a开始运动瞬间有
联立解得
故D正确，ABC错误。
故选D。
5．C
【解析】
【详解】
AC．0~t0与t0~2t0时间内合外力对物体的冲量大小相同、方向相反，则外力在2t0时间内对物体的冲量为零，又根据动量定理可知0~t0与t0~2t0时间内物体动量变化量大小相等、方向相反，即0~2t0时间内物体动量的变化量为零，则t=2t0时物体的速度为零，故A错误，C正确；
B．物体由静止开始做匀加速运动，在t0时刻速度达到最大，之后开始做匀减速运动，并在2t0时刻速度减为零，根据匀变速直线运动的特点可知0~t0时间内物体的平均速率与t0~2t0时间内的平均速率相等，故B错误；
D．2t0时间内物体的位移不为零，根据动能定理可知外力对物体做功为零，故D错误。
故选C。
6．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。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
对物体的上升过程，由动量定理可得
由于
故整个上升过程有
联立解得
B正确。
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
AB．0~t0与t0~2t0时间内作用力方向不同，所受冲量不相同，动量变化量不相等，A、B错误；
C．t＝t0时，物体速度最大，t＝2t0时物体速度为零，由动量定理
可得
C正确；
D．物体先加速后减速，位移不为零，动能变化量为零，外力对物体做功为零，D错误。
故选C。
9．C
【解析】
【详解】
由
知，Ft与相等，Ft为零，也为零，但与p′、p无直接关系。又由
可知，p′或p为零，即动量对时间的变化率不为零。故ABD正确，C错误。
本题选不正确项，故选C。
10．B
【解析】
【详解】
对B由动量定理得
设弹簧冲量为I，对A由动量定理得
联立解得
ACD错误，B正确。
11．B
【解析】
【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。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
取兔子奔跑的速度方向为正方向。根据动量定理得
-Ft=0-mv
又
F=mg
解得
v=gt=2m/s
13．D
【解析】
【详解】
AB．根据动量定理
可知下落过程中鸡蛋A、B所受重力的冲量、和末动量一样大，故AB错误；
C．碰撞后鸡蛋A、B都静止，可知碰撞过程中动量减少量相等，故C错误；
D．鸡蛋B与石头作用时间段，碰撞过程中鸡蛋的动量变化率
相同，作用时间短，所以碰撞过程中鸡蛋B的动量变化率大，故D正确。
故选D。
14．C
【解析】
【详解】
初始时，质点在平面上以速度v沿y轴正方向运动，恒定合力F作用在x轴正向，故当质点速度大小变成时，x轴方向的速度变化量为
根据x轴方向动量定理
解得
ABD错误，C正确。
故选C。
15．C
【解析】
【详解】
设50s内射出的子弹数量为n，则对这n颗子弹由动量定理得
代入数据解得
故选C。
16． 25 20
【解析】
【详解】
[1]平抛运动竖直方向
落地时合速度
[2]根据动量定理动量改变量
17．
【解析】
【分析】
【详解】
因子弹通过两块木板时受到的力大小相同，所用时间相等，故木板对子弹的冲量fT相等，即子弹动量的变化相等；设子弹的初速度为v，则子弹穿过第一块木板后速度为0.8v，穿过第二块木板后速度为0.6v，根据动能定理可得
联立解得
18．200N
【解析】
【详解】
以铁锤为研究对象，设竖直向下为正方向，钉子对铁锤的平均作用力为
则动量定理
得
由牛顿第三定律得：铁锤对钉子的平均作用力大小为200N
19． 2I
【解析】
【详解】
试题分析：设两个物体的质量都是m，相遇时两物位移相同，对甲：，对乙： ；联立得，甲的动量为：Ft=2I．
考点：动量；相遇问题
【名师点睛】本题考查了动量定理的应用，题目隐含的条件是相遇时二者的位移相等，分别应用运动学公式和动量定理公式表示出位移，可以求得时间和甲的动量．
20．见解析
【解析】
【详解】
据动量定理可得
篮球飞到运动员附近时速度一定，接住球后使其静止，故该过程动量变化一定，手触到球瞬间顺势后引，延长球与手的作用时间，减小球对手的冲击力。
21．见解析
【解析】
【详解】
体操运动员落地时的动量一定，在落地的过程中，动量变化一定，由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定；由I=Ft可知，体操运动员在着地时屈腿可以延长时间t，可以减小运动员所受到的平均冲力F。
22．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）一分钟喷出的水的质量为
所以水的流速为
（2）选取时间内打在材料表面质量为的水为研究对象，设材料对水的平均作用力为F，根据动量定理可得
其中
解得
根据牛顿第三定律，材料表面受到的压力
则根据压强公式
解得
23．
【解析】
【分析】
【详解】
设t时间内有V体积的水打在钢板上，则这些水的质量为
以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有
解得
24．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）根据电荷守恒
解得
（2）设正离子的电荷量为q，单位时间内射出的正离子个数为N，由动量定理有
根据动能定理
根据电流的定义
联立解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页