1.1动量和动量定理同步练习（Word版含答案）

鲁科版 （2019）选择性必修一 1.1 动量和动量定理 同步练习
一、单选题
1．某人站在一平静湖面上静止的游轮上观光，不慎掉落一质量的实心木珠（视为质点），从木珠刚入水到木珠速度减为零的时间为木珠在空中运动时间的一半，不计空气阻力，取重力加速度大小。木珠在水中向下运动过程中受到水的平均作用力大小为（　　）
A． B．
C． D．
2．即使炎炎夏日，我们也感觉不到任何阳光的压力，是因为它实在微小，一平方公里面积上的阳光压力总共才9N。假设阳光垂直照射地面，其中50%被垂直反射，50%被地面吸收，光速为，则地面上每平方公里每秒吸收的太阳能约为（　　）
A． B． C． D．
3．北京冬奥会2000米短道速滑混合接力赛上中国队夺得首金。如图所示，当运动员在光滑冰面上交接时，后方运动员曲春雨用力推前方运动员任子威。下列说法正确的是（　　）
A．曲春雨推出任子威后，曲春雨一定向后运动
B．曲春雨、任子威的动量变化相同
C．曲春雨对任子威的冲量大于任子威对曲春雨的冲量
D．曲春雨、任子威所受推力的冲量大小相等
4．如图，在某次排球运动中，质量为m的排球从底线A点的正上方H处以某一速度水平发出，排球恰好越过球网落在对方底线的B点上，且AB平行于边界CD。已知网高为h，球场的长度为s，重力加速度为g，不计空气阻力，排球可看成质点，当排球被发出时，下列说法正确的是（　　）
A．排球从被击出运动至B点，重力的冲量大小为
B．击球点的高度H为
C．运动员击打排球做的功为
D．排球刚触地时速度与水平面所成的角θ满足
5．如图，倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上，另有A、B两物体叠放在一起放置在斜面顶端，且B的上表面水平，A、B一起从斜面顶端由静止开始下滑，直到斜面底端，在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．运动中物块B对A的摩擦力方向水平向右
B．运动中物块B对A的弹力等于A的重力
C．运动中物块B对A的作用力不做功
D．运动中斜面对A、B系统的冲量为零
6．同一型号的子弹以相同的初速度射入固定的两种不同防弹材料，其完整的运动轨迹如图所示。由图可判断，与第一次试验相比，第二次试验（　　）
A．子弹受到的阻力更小 B．子弹的动能变化量更大
C．子弹的动量变化率更大 D．子弹与材料产生的总热量更多
7．离子发动机是利用电场加速离子形成高速离子流而产生推力的航天发动机，工作时将推进剂离子化，使之带电，然后在静电场作用下推进剂得到加速后喷出，从而产生推力，这种发动机适用于航天器的姿态控制、位置保持等，航天器质量M，单个离子质量m，带电量q，加速电场的电压为U，高速离子形成的等效电流强度为I，根据以上信息计算该发动机产生的推力为（　　）
A． B． C． D．
8．2020年9月1日，俄罗斯“国际军事比赛”中，各国参赛队伍展开了激烈比拼。比赛时，士兵从高台跳到低处地面时，士兵的速度在很短时间内减小为零，速度变化大，为了安全，士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．减少动量的变化量 B．减小冲量
C．减小人的平均受力大小 D．减小地面对人的压强
9．如图所示为一名同学“立定跳远”的频闪照片。对这位同学的物理分析正确的是（　　）
A．跳远过程可以看作质点
B．跳起至落到沙坑过程中动量先增大后减小
C．跳起至落到沙坑过程中重力势能先增大后减小
D．落到沙坑后沙坑作用力的冲量小于重力的冲量
10．章老师在课堂做演示实验，把两枚几乎相同的鸡蛋A和B从同一高度由静止释放。鸡蛋A直接落在地板上，碎了；鸡蛋B装在有水的纸杯中随纸杯一起下落，落在地板上完好无损。对这一结果，下列说法正确的是（　　）
A．与地板接触前的瞬间，鸡蛋A的动量大于鸡蛋B的末动量
B．与地板碰撞过程中，鸡蛋的动量变化量小
C．与地板碰撞过程中，鸡蛋B的动量变化量小
D．与地板碰撞过程中，鸡蛋B的动量变化慢
11．2022年北京冬奥会短道速滑混合团体接力决赛中，由任子威、曲春雨、范可新、武大靖、张雨婷组成的中国队以2分37秒348的成绩夺冠。在交接区域，“交棒”的任子威猛推“接棒”的武大靖一把，使武大靖向前快速冲出。在此过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，下列说法正确的是（　　）
A．任子威和武大靖的加速度相同
B．任子威对武大靖的冲量与武大靖对任子威的冲量相同
C．任子威和武大靖的动量变化量一定不相同
D．任子威和武大靖组成的系统机械能一定守恒
12．将质量为0.5 kg的小球以20 m/s的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，g取10 m/s2，以下判断正确的是（　　）
A．小球从被抛出至到达最高点受到的冲量大小为10 N·s
B．小球从被抛出至落回出发点动量的变化量大小为零
C．小球从被抛出至落回出发点受到的冲量大小为10 N·s
D．小球从被抛出至落回出发点动量的变化量大小为10 N·s
13．2020年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．
14．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．
15．两只完全相同的鸡蛋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
二、填空题
16．一个物体的质量是2 kg，沿竖直方向下落，以8 m/s的速度碰到水泥地面上，随后又以6m/s的速度被反弹回，若取竖直向上为正方向，则小球与地面相碰前的动量是_______kg·m/s，相碰后的动量是_______kg·m/s，小球的动量变化是_______kg·m/s．
17．起跳摸高是学生常进行的一项活动．某中学生质量80 kg，在一次摸高测试中，他跳起刚离地时的速度大小v＝3 m/s，离地后手指摸到的高度为2.55 m． 设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.2 s．不计空气阻力(g取10 m/ s2)．则上跳过程中他对地面平均压力的大小______________．
18．撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落．
(1)试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况：_______________________________．
(2)在横杆的后下方要放置厚海绵软垫，原因是__________________．
A．增加身体与软垫的接触时间，使人受到的冲力减小
B．减少身体与软垫的接触时间，使人受到的冲力减小
C．增加身体与软垫的接触时间，使人受到的冲力增大
D．减少身体与软垫的接触时间，使人受到的冲力增大
(3)若不计越过横杆时的水平速度，运动员过杆后做自由落体运动，其重心下降4.05m时身体接触软垫，身体与软垫的接触时间为0.90s，最终静止在软垫上．已知运动员的质量为65 kg，重力加速度g取10 m/s2．由此可知，软垫对运动员平均作用力的方向为____________（选填“竖直向上”或“竖直向下”），大小为_____N．
三、解答题
19．2021年1月4日，浙大附中第一届“牛顿杯物理节火热进行中，如甲图所示，在高空落鸡蛋比赛现场，参赛同学把鸡蛋做好防护后将其从2楼楼顶天台处无初速度释放，乙图为参赛装置。若鸡蛋质量为50g，下落总高度约为8米，设从释放到触地前，装置始终做竖直方向的匀变速直线运动，空中运动时间约为1.6s，g=10m/s2，求
（1）鸡蛋在空中运动过程中的加速度大小；
（2）空中运动过程中，装置对鸡蛋的作用力（结果保留2位有效数字）；
（3）设装置接触地面之后0.2s内立即停下，则该过程中鸡蛋对装置的平均作用力大小。
20．物理学研究问题一般从最简单的理想情况入手，由简入繁，逐渐贴近实际。在研究真实的向上抛出的物体运动时，我们可以先从不受阻力入手，再从受恒定阻力研究，最后研究接近真实的、阻力变化的运动情形。现将一个质量为m的小球以速度v0竖直向上抛出，重力加速度为g。
（1）若忽略空气阻力对小球运动的影响，求物体经过多长时间回到抛出点；
（2）若空气阻力大小与小球速度大小成正比，已知小球经t时间上升到最高点，再经一段时间匀速经过抛出点时，速度大小为v1，求小球抛出后瞬间的加速度和上升的最大高度。
21．如图所示，一质量的滑块从距斜面底端高度的位置由静止释放。已知斜面倾角，滑块与斜面间的动摩擦因数，滑块滑至斜面底端时与挡板相碰，碰撞过程中无机械能损失，重力加速度为。求：
(1)滑块第一次碰撞挡板前的瞬时速度大小；
(2)第一次碰撞过程中，挡板对滑块的冲量大小；
(3)所有碰撞过程中，挡板对滑块总的冲量大小。
22．已知物块的质量m=2kg，初速度v1=10m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，当s=5m时速度减为零，此时恒力F突然反向，大小不变，物块再运动t=2s速度大小变为v2=8m/s，g=10m/s2。
（1）物块与水平面间的动摩擦因数μ；
（2）前5m内恒力F的冲量Ι。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
设受到水的平均作用力大小为，时间为，根据动量定理得
解得
故D正确，ABC错误。
故选D。
2．A
【详解】
由题意可知阳光垂直照射地面，其中50%被垂直反射，50%被地面吸收，根据动量定理得
整理得
而地面上每平方公里每秒吸收的太阳能光子的动能变化为
联立得
故A正确，BCD错误。
故选A。
3．D
【详解】
A．曲春雨推出任子威后，曲春雨的速度减小，但是曲春雨不一定向后运动，故A错误；
BCD．系统动量守恒，故两个运动员的动量变化量等大反向，但是曲春雨、任子威的动量变化不相同，根据动量定理可知曲春雨、任子威所受推力的冲量大小相等，故D正确，BC错误。
故选D。
4．B
【详解】
B．平抛运动在水平方向上做匀速直线运动
排球从初位置运动网的位置与排球从网位置到落地的时间之比为
排球竖直方向上做自由落体运动
解得
故B正确；
A．排球从被击出运动至B点，由
解得排球运动的时间
则重力的冲量大小为
故A错误；
C．排球的初速度为
运动员击打排球做的功为
故C错误；
D．排球刚触地时竖直方向的速度为
则排球刚触地时速度与水平面所成的角θ满足
故D错误。
故选B。
5．C
【详解】
A．因为AB一起沿斜面加速下滑，则加速度有水平向左的分量，则运动中物块B对A的摩擦力方向水平向左，选项A错误；
B．AB一起沿斜面加速下滑，则加速度有竖直向下的分量，则由
可知运动中物块B对A的弹力小于A的重力，选项B错误；
C．因AB一起下滑的加速度为
a=gsinθ
可知，B对A的作用力与位移垂直，则运动中物块B对A的作用力不做功，选项C正确；
D．运动中斜面对A、B系统的作用力不为零，根据
I=Ft
可知，冲量不为零，选项D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．根据动能定理
第二次射入的深度d较小，则子弹受到的阻力更大，选项A错误；
B．两次子弹的动能变化量相等，选项B错误；
C．根据动量定理
可知，第二次动量的变化率更大，选项C正确；
D．子弹与材料产生的总热量
则两次相等，选项D错误。
故选C。
7．B
【详解】
根据动能定理可得
解得，离子的速度为
根据电流的定义式有
对离子，由动量定理可得
联立解得，发动机产生的推力为
故选B。
8．C
【详解】
A．设人落地时的速度为v，动量的变化量为
这样做不能减少动量的变化量mv，A不符合题意；
B．人受到的冲量为
这样做不能减小冲量，B不符合题意；
C．根据动量定理得
解得
这样做是为了延长人和地面的作用时间t，减小人的平均受力F大小，C符合题意；
D．这样做的目的不是为了减小地面对人是压强，D不符合题意。
故选C。
9．C
【详解】
A．跳远过程的动作要细致分析，故该同学不可视为质点，A错误；
B．跳出时的速度是最大的，之后过程中受到重力和空气阻力作用，动量会减小，在最高点时动量最小，下落过程动量会增大，故动量先减小后增大，B错误；
C．由于跳出后先上升后下降，故重力势能先增大后减小，C正确；
D．人的脚落入沙坑之后做减速运动，故沙坑对人作用力的冲量大于重力的冲量，D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．根据自由落体运动的规律可知，两鸡蛋落地前瞬间的速度相等，根据可知，鸡蛋A的动量等于鸡蛋B的末动量，选项A错误；
BC．两鸡蛋最终的动量均为零，则两鸡蛋的动量变化量相等，选项BC均错误；
D．两鸡蛋与地板碰撞的过程中，鸡蛋A与地板碰撞的时间比鸡蛋B短，则鸡蛋B与地板碰撞过程中，鸡蛋B的动量变化慢，选项D正确；
故选D。
11．C
【详解】
A．任子威和武大靖受到的推力大小相等反向相反，但是质量不同因此加速度大小不同，A错误；
B．任子威对武大靖的冲量与武大靖对任子威的冲量大小相等，方向相反，B错误；
C．根据动量定理，动量的变化量等于冲量，任子威和武大靖的动量变化量的方向相反，所以任子威和武大靖的动量变化量一定不相同，C正确；
D．因为推力做功，任子威和武大靖组成的系统机械能一定增加，D错误。
故选C。
12．A
【详解】
A．选抛出到最高点为研究过程，取向上为正，运用动量定理有
代入数据求得小球受到的冲量为10N S，故A正确；
B．竖直上抛和自由落体互为逆过程，因此小球返回出发点时的速度大小为20m/s，选抛出到落回出发点为研究过程，取向上为正，动量的改变量有
20N s
故B错误；
CD．由B项知，△p=20N s，结合动量定理有
I=△p=20N s
故CD错误。
故选A。
13．B
【详解】
打一次喷嚏喷出的空气质量为
以空气运动方向为正方向，设空气受到人的平均喷射力大小为F，根据动量定理有
代入数据，联立解得
根据牛顿第三定律可知人受到的平均反冲力大小为
F′＝F=0.13N
ACD错误，B正确。
故选B。
14．C
【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。
15．D
【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。
16． -16 12 28
【详解】
[1]小球与地面碰撞前的速度竖直向上，大小为8m/s，故
[2]碰后动量
[3]动量变化量为
17．2000
【详解】
由动量定理：（F-mg）t=mv-0　
即：F=+mg
将数据代入上式可得：F=2000 N　
根据牛顿第三定律可知：人对地面的平均压力为：F′=F=2000 N．　
18． 运动员助跑阶段，身体中的化学能转化为人和撑杆的动能：起跳时，运动员的动能和身体中的化学能转化为撑杆的弹性势能，撑杆的弹性势能最终转化为人和撑杆的重力势能和动能，使人体升高至横杆上；越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能． A 竖直向上 1300N
【详解】
（1）运动员助跑阶段，身体中的化学能转化为人和撑杆的动能：起跳时，运动员的动能和身体中的化学能转化为撑杆的弹性势能，撑杆的弹性势能最终转化为人和撑杆的重力势能和动能，使人体升高至横杆上；越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能．
（2）人在和地面接触时，人的速度减为零，以向上为正，由动量定理可得：
，所以；
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，而动量减小量和合力冲量是一定的，故A正确，BCD错误；
（3）自由下落阶段：得：
以向上为正，由动量定理可得：
得：，方向竖直向上．
点睛：本题考查动量定理的定性的应用，物理知识在生产生活中有着广泛的应用，在学习中应注意体会，注意抓住关键因素，明确人的动量变化不变，但延长时间可以减小冲击力．
19．(1)6.25m/s2；(2)0.19N，方向竖直向上；(3)3N
【详解】
(1)由匀变速直线运动的位移公式有
解得
(2)对鸡蛋受力分析，鸡蛋在空中运动时，受重力mg、装置的作用力F1，由牛顿第二定律有
mg F1=ma
F1=mg ma=50×10 3×（10 6.25）N≈0.19N
方向竖直向上。
(3)鸡蛋落地时的速度
v=at=6.25×1.6m/s=10m/s
由动量定理有
（F2 mg）Δt=Δp
由牛顿第三定律可知，鸡蛋对装置的平均作用力大小是3N。
20．（1）；（2）；
【详解】
（1）忽略空气阻力时，落回出发点的速度为，由
得
（2）小球最终做匀速运动，知
刚抛出时加速度最大
得
在上升过程中取任意微小过程，设时间为Δti，速度为vi，速度的变化量为Δvi，由动量定理
即

得
21．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)滑块第一次运动到斜面底端时，由动能定理有
解得
(2)由于碰撞过程中无机械能损失，故碰撞后瞬间的速度与碰撞前瞬间的速度等大反向，由动量定理有
解得第一次碰撞过程中挡板对滑块的冲量大小
(3)滑块在斜面底端以大小等于的初速度上滑到所能达到的最高点，由动能定理有
滑块再次滑到斜面底端时，由动能定理有
解得
第n次滑到斜面底端的速度
解得挡板对滑块总的冲量大小
22．（1）0.3；（2），方向水平向左
【详解】
(1)物体向右减速运动过程，由动能定理
物体向右加速运动过程，由动量定理
联立，可得
(2)前5m内，由运动学公式
解得
则恒力F的冲量
方向水平向左。
答案第1页，共2页
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