2023-2024学年高二下册物理同步课堂- 动量定理解流体问题（人教版2019选择性必修第一册）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
1．为估算雨水对伞面产生的平均撞击力，小琳在大雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得10分钟内杯中水位上升了30mm，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s。设雨滴撞击伞面后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为，伞面的面积约为，据此估算当时雨水对伞面的平均撞击力约为（ ）
A． B． C． D．48N
【答案】A
【详解】对雨水由动量定理得
则
故选A。
2．2023年10月31日，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示，距离地面高度约1m时，返回舱底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气，喷出的燃气相对于喷气前返回舱的速度为v，4台发动机喷气口的横截面积均为S，喷出燃气的密度为ρ。喷出的气体所受重力忽略不计。反推发动机工作时燃气对返回舱作用力的大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】极短的时间内喷出的燃气质量
根据动量定理有
联立解得
由牛顿第三定律知反推发动机工作时燃气对返回舱作用力的大小为
故选A。
3．“…青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归。”如图所示，这是古诗描述的情景。若斗笠的直径 70cm，细雨在空中分布均匀，竖直下落的速度始终为 v=4m/s，湖可以看成一个露天的圆柱形的大容器，细雨持续的时间t=1h，导致湖面的水位上升了h=1mm。(设雨滴垂直撞击斗笠后无反弹，且斗笠的坡面接近水平，不计雨滴所受重力，水的密度则斗笠受到雨的平均作用力大小 F 最接近于（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】取一小段时间为，并以在这段时间内与斗笠面作用的雨为研究对象，其质量
代入数据联立得
故选A。
4．赣州市牢固树立绿色发展理念，大力开发利用风能、太阳能、生物能等新能源。截
至目前，赣州装机和发电量均居全省第一，风力发电机如图所示，风力带动三个叶片转动，叶片再带动发电机中的转子（磁极）转动，使定子（线圈不计电阻）中产生电流，实现风能向电能的转化。已知叶片长为l，风速为v，空气的密度为ρ，空气遇到叶片旋转形成的圆面后，减速为零，原速穿过，则每一片叶片受到空气的作用力为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】根据题意，设每一片叶片对时间内空气的作用力为，由动量定理有
解得
由牛顿第三定律可知，每一片叶片受到空气的作用力为
故选A。
5．如图所示的吹灰球主要用于清理物体表面上的灰尘，例如清除键盘，电路板上的灰尘。使用时将吹灰球尖嘴对准吹灰部位，在极短时间内将球体内的气体挤压出去，达到吹灰目的。现有一容积为V的吹灰球，球体内气体平均密度为，在时间t内将球体内气体全部挤压出去，对清理表面产生的平均作用力大小为F。假设气体从尖嘴处出来的速率相等，气体到达清理表面后速度减为0，则气体被挤出球体时的速率为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】对球体内气体使用动量定理可得
气体的质量为
联立解得
故选A。
6．元好问曲中有“骤雨过，珍珠乱糁，打遍新荷”。为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小齐在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水土升了36。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为8，据此估算该压强约为（ ）（设雨滴撞击莲叶后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为）
A．0.04 B．0.08 C．0.16 D．0.36
【答案】B
【详解】设杯子横截面积为S，可得内下落至杯中雨水的总质量为
以这部分雨水为研究对象，在其撞击荷叶过程中设莲叶对其弹力为，选竖直向下为正方向，根据动量定理可得
雨滴对莲叶的压力大小为
则雨滴对莲叶的压强为
代入题中数据可求得
故选B。
7．2019年，《中国机长》成为国庆热门电影，它是根据2018年5月14日川航3U8633航班机组成功处置特情改编而成，该机从重庆飞往拉萨的万米高空中突遇前挡风玻璃破裂脱落，在这紧急关头，机长刘传健沉着冷静地率领机组人员奇迹般的安全迫降成都，挽救了近120名旅客及机组人员生命和国家财产安全。假设飞机挡风玻璃破裂时飞机的
时速为900km/h，空中风速不计，万米高空空气密度约为，机长的面部面积约为，试估算机长面部受到的冲击力大小约为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】体微元法的应用，选取很短一段时间内吹在面部的空气为研究对象，应用动量定理解决问题。机长面部的面积约为S=0.04 m2，空气与飞行员的相对速度等于飞机的速度v=900km/h =250m /s，很短一段时间Δt内吹在面部的空气的质量为Δm，则
Δm=ρSvΔt
根据动量定理得
-FΔt=0-Δmv=0-ρSv2Δt
解得机长面部受到的冲击力大小
F=ρSv2=1×103N
故选B。
8．2023年4月25日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动，象征着我国的航天科技实力水平的进一步提升。假设某次航天员正执行出舱维修任务时，一维修扳手不慎脱手，脱手后以相对空间站的速度v沿直线向前飞出，航天员发现时，扳手已经飞出一段距离d。航天员立即启动喷气背包，压缩气体从背包喷口持续向后喷出，气体喷出的速度相对空间站恒定，航天员沿与扳手运动同一直线加速追及，经过一段时间t追上扳手。已知喷口的横截面积为S，喷出的压缩气体密度恒为，航天员连同整套舱外太空服的质量为M，不计喷气过程中航天员和装备总质量的变化。则气体喷出时相对空间站的速度为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】航天员追上扳手时有
根据动量定理有
航天员的加速度为
联立解得气体喷出时相对空间站的速度为
故选C。
9．高压水枪竖直向上喷出的水柱，使一个质量为40kg的小铁盒开口向下顶在空中，如图所示，已知水以20m/s的恒定速率从横截面积为的水枪中持续喷出，向上运动并冲击铁盒后，以原速率竖直返回；忽略水与铁盒作用时水受到的重力的影响，水的密度为103kg/m3，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A．水冲击铁盒后以8m/s的速度返回
B．铁盒距水枪口的距离为15m
C．水枪的输出功率为6kW
D．水柱返回时做自由落体运动
【答案】B
【详解】A．极短时间内水与小铁盒作用过程中对水由动量定理可得
其中
解得水冲击铁盒后的速度
故A错误；
B．水从枪口喷出到铁盒处由
解得
故B正确；
D．水冲击铁盒后的速度
水柱返回时初速度不为零，故做的不是自由落体运动，故D错误；
C．假设枪口离地高度为h，则时间内从枪口喷出水的机械能为
则水枪的输出功率为
故C错误。
故选B。
10．人们常利用高压水枪洗车（如图），假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流量为Q（单位时间流出的水的体积），水流垂直射向汽车后速度变为0。已知水的密度为，则水流对汽车的平均冲击力为（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】选择短时间内与汽车发生相互作用的水为研究对象，该部分水的质量为
由于喷出水流的流量为Q指单位时间流出的水的体积，则有
根据动量定理有
根据牛顿第三定律有
解得，水流对汽车的平均冲击力为
故选D。
11．出现暴风雪天气时，配备航空燃油发动机的某型号“除雪车”以20km/h的速度匀速行驶，进行除雪作业。直径约为30cm的吹风口向侧面吹出速度约30m/s、温度约700℃、密度约的热空气。已知航空燃油的热值为，根据以上信息可以估算出以下哪个物理量（ ）
A．除雪车前进时受到的阻力
B．除雪车吹出热空气时受到的反冲力
C．除雪车进行除雪作业时消耗的功率
D．除雪车进行除雪作业时单位时间消耗的燃油质量
【答案】B
【详解】A．由于匀速行驶，所以除雪车前进时受到的阻力为
由于不知除雪车牵引力的功率，故不能求阻力，A错误；
B．以热空气为研究对象，根据动量定理，有
解得，反冲力的大小为
B正确；
C．由于知道铲雪车的热值，所以根据条件可以求出铲雪车的热功率
除雪车进行除雪作业时消耗的功率等于热功率与车匀速行驶牵引力的功率之和，牵引力
功率未知，故不能求除雪车进行除雪作业时消耗的功率，C错误；
D．除雪车进行除雪作业时单位时间消耗的燃油质量等于发热消耗的燃油质量与车前进消耗的燃油质量之和，根据已知条件，不能求出，D错误。
故选B。
12．某实验小组用电池、电动机等器材自制风力小车，如图所示，叶片匀速旋转时将空气以速度v向后排开，叶片旋转形成的圆面积为S，空气密度为ρ，下列说法正确的是（ ）
A．风力小车的原理是将风能转化为小车的动能
B．t时间内叶片排开的空气质量为ρSv
C．叶片匀速旋转时，空气对小车的推力为
D．叶片匀速旋转时，单位时间内空气流动的动能为
【答案】C
【详解】A．风力小车的原理是消耗电能，先转化成风能，再推动小车运动，所以是电能转化为小车的动能，故A错误；
B．t时间内叶片排开的空气质量为
故B错误；
C．由动量定理可得叶片匀速旋转时，空气受到的推力为
根据牛顿第三定律可知空气对小车的推力为，故C正确；
D．叶片匀速旋转时，单位时间内空气流动的动能为
故D错误。
故选C。
13．在夏季，青少年在漂流时喜欢用水枪（唧筒）打水仗，唧筒由拉杆和活塞组成，如图所示。在某次打水仗中，唧筒近距离水平对着某人的后背射出水流，速度为。水射到背部时有的水向四周溅散开，溅起时水平的速度大小为，方向与原来方向相反，其余的水留在人的身上。假设射出的水流没有遇到障碍时不散开，水的密度为。则此人背部被水射中部位单位面积受到的平均力的大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】设每秒射出的水的质量为m，取时间t内射到背部的水为研究对象，设水与背部作用前的速度方向为正方向，由动量定理得
可得此人背部被水射中部位单位面积受到的平均力的大小为
故选B。
14．近些年小型无人机发展迅速，在交通管理、航拍摄影、安防救援等方面都有广泛的应用。如图所示为某型号的无人机，它通过4个旋翼螺旋桨向外推动空气获得升力，假设质量为M的无人机在某次无风状态下飞行时，处于水平悬停状态，被推动的空气获得的速度为v，空气的密度为。忽略推出空气对机身的作用力，则下面说法正确的是（ ）
A．无人机对空气做功为
B．因为无人机的升力不做功，所以无人机消耗的功率为0
C．单位时间内推出空气的总质量为
D．每个螺旋桨转动时形成空气流动的圆面面积为
【答案】D
【详解】ABC．由于无人机处于水平悬停状态，则空气对无人机的作用力为
无人机对空气的作用力
对被推向下的空气应用动量定理
解得
无人机做功使空气获得动能，则有
无人机的功率为
单位时间内推出空气的总质量为
故ABC错误；
D．设每个螺旋桨转动时形成空气流动的圆面面积为，则有
解得
故D正确。
故选D。
15．如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器，从里面的沙子全部在上部容器里开始计时，沙子均匀地自由下落，到沙子全部落到下部容器里时计时结束，不计空气阻力和沙子间的影响。对计时过程取两个时刻：时刻一，下部容器底部没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；时刻二，上、下容器内都有沙子，部分沙子正在做自由落体运动。下
列说法正确的是（ ）
A．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
B．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小大于沙漏的总重力大小
C．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
D．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小
【答案】C
【详解】AB．时刻一，下部容器内没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动，对整体分析，有一部分沙子有向下的加速度，则总重力大于支持力，合力向下，故AB错误；
CD．对时刻二分析，部分沙子做自由落体运动，设沙漏的总质量为，空中正在下落的沙子质量为，沙漏中部细孔到底部静止沙子表面的高度为，因细孔处速度很小，可视为零，故下落的沙子冲击底部静止沙子表面的速度为v，有
解得
沙子下落的时间为t，有
解得
设下落的沙子对底部静止沙子的冲击力为，在极短时间内，撞击在底部静止沙子表面的沙子质量为，由动量定理有
解得
空中的沙子质量为m，有
解得
则
对沙漏受力分析，可知桌面对沙漏的支持力
故C正确，D错误。
故选C。
16．如图所示，是高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，列车由质量均为m的4节车厢组成，其中1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度。列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为。1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S，不计其他阻力，忽略2号、3号、4号车厢受到的空气阻力。当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，1号车厢对2号车厢的作用力大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】根据题意，设列车的最大速度为，列车对空气的阻力为，由动量定理有
解得
当牵引力等于阻力时，列车速度最大，则有
联立解得
当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，阻力为
此时，牵引力为
1号车厢对2号车厢的作用力大小为，对2号、3号、4号车厢整体，由牛顿第二定律有
对4节车厢整体，由牛顿第二定律有
联立解得
故选B。
17．（多选）如图所示，某种气体分子束由质量为，速度为的分子组成，设各分子都向同一方向运动，垂直地打在某平面上后又以原速率反向弹回。如果分子束中每立方米的体积内有个分子，下列说法正确的是（ ）
A．单个分子与平面碰撞的过程中，动量的变化量的大小为0
B．单个分子与平面碰撞的过程中，平面对其做功为0
C．若计算分子束撞击平面单位面积上的压力，一定选取所有的分子为研究对象
D．分子束撞击的平面所受到的压强为
【答案】BD
【详解】A．由题意，单个分子的动量变化量的大小为
A错误；
B．单个分子与平面碰撞的过程中，接触点没有发生位移，故平面对其做功为0，B正确；
C．若计算分子束撞击平面单位面积上的压力，一般情况下选在极短时间 t内打到平面上的分子为研究对象，C错误；
D．设在 t时间内打到横截面积为的平面上的气体的质量为，则有
取为研究对象，它受到的合外力等于平面作用到气体上的压力，以碰撞前的速度的方向为正方向，由动量定理得
解得
根据牛顿第三定律可知，平面受到的压强 为
D正确。
故选BD。
18．（多选）现在很多景区都有悬空大茶壶这一景观，如图甲所示，一把大茶壶不断向下“倒水”，大茶壶似乎没有任何支撑而悬空，小明参观后回到自己的DIY实验工坊，尝试做了如下实验，其原理如图乙所示，开口向下的水桶代替大茶壶，水桶下面有一水管，水桶的重心位于水管中心之上，水管内的水流忽略重力的影响而各处速度方向竖直向上，大小相等均为，水管的横截面积，水的密度为，假设水碰到水桶底部瞬间速度大小不变方向反向，忽略水流质量的损耗，水碰水桶底部过程忽略水的重力。阻力的影响，水桶处于悬停状态。下列说法正确的是（ ）
A．水桶的质量为60kg B．水桶的质量为40kg
C．连接水管的水泵输出功率为2kW D．连接水管的水泵输出功率为1.5kW
【答案】AD
【详解】AB．在 t时间内，以撞到桶上的水为研究对象，根据动量定理
而水桶悬在空中有
代入数据可得水桶的质量为
故A正确，B错误；
CD．在 t时间内，根据动能定理
所以功率为
故C错误，D正确。
故选AD。
19．（多选）“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ρ，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横截面的气体体积为
C．若风速变为原来的，游客开始运动时的加速度大小为g
D．单位时间内风机做的功为
【答案】AC
【详解】A．对时间内吹向游客的气体进行分析，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
故A正确；
B．单位时间内流过风洞某横截面的气体体积
联立解得
故B错误；
C．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
故C正确；
D．风洞单位时间流出的气体质量
单位时间内风机做的功
故D错误。
故选AC。
20．消防员用横截面积为S的喷水枪，喷出恒定流速为v的水流，水流垂直射向着火的墙体后，速度可视为0。水的密度为，水流的重力忽略不计。求：
（1）水枪在时间内喷出水的质量。
（2）墙体受到水流平均冲击力的大小。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）水枪在时间内喷出水的质量为
（2）以水喷出的方向为正方向，与墙体碰撞过程中时间内的水，根据动量定理得
解得
根据牛顿第三定律可得，墙体受到水流平均冲击力的大小2023-2024学年高二下册物理同步课堂- 动量定理解流体问题（人教版2019选择性必修第一册）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
1．为估算雨水对伞面产生的平均撞击力，小琳在大雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得10分钟内杯中水位上升了30mm，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s。设雨滴撞击伞面后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为，伞面的面积约为，据此估算当时雨水对伞面的平均撞击力约为（ ）
A． B． C． D．48N
2．2023年10月31日，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示，距离地面高度约1m时，返回舱底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气，喷出的燃气相对于喷气前返回舱的速度为v，4台发动机喷气口的横截面积均为S，喷出燃气的密度为ρ。喷出的气体所受重力忽略不计。反推发动机工作时燃气对返回舱作用力的大小为（ ）
A． B． C． D．
3．“…青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归。”如图所示，这是古诗描述的情景。若斗笠的直径 70cm，细雨在空中分布均匀，竖直下落的速度始终为 v=4m/s，湖可以看成一个露天的圆柱形的大容器，细雨持续的时间t=1h，导致湖面的水位上升了h=1mm。(设雨滴垂直撞击斗笠后无反弹，且斗笠的坡面接近水平，不计雨滴所受重力，水的密度则斗笠受到雨的平均作用力大小 F 最接近于（ ）
A． B． C． D．
4．赣州市牢固树立绿色发展理念，大力开发利用风能、太阳能、生物能等新能源。截至目前，赣州装机和发电量均居全省第一，风力发电机如图所示，风力带动三个叶片转动，叶片再带动发电机中的转子（磁极）转动，使定子（线圈不计电阻）中产生电流，实现风能向电能的转化。已知叶片长为l，风速为v，空气的密度为ρ，空气遇到叶片旋转形成的圆面后，减速为零，原速穿过，则每一片叶片受到空气的作用力为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示的吹灰球主要用于清理物体表面上的灰尘，例如清除键盘，电路板上的灰尘。使用时将吹灰球尖嘴对准吹灰部位，在极短时间内将球体内的气体挤压出去，达到吹灰目的。现有一容积为V的吹灰球，球体内气体平均密度为，在时间t内将球体内气体全部挤压出去，对清理表面产生的平均作用力大小为F。假设气体从尖嘴处出来的速率相等，气体到达清理表面后速度减为0，则气体被挤出球体时的速率为（ ）
A． B． C． D．
6．元好问曲中有“骤雨过，珍珠乱糁，打遍新荷”。为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小齐在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水土升了36。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为8，据此估算该压强约为（ ）（设雨滴撞击莲叶后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为）
A．0.04 B．0.08 C．0.16 D．0.36
7．2019年，《中国机长》成为国庆热门电影，它是根据2018年5月14日川航3U8633航班机组成功处置特情改编而成，该机从重庆飞往拉萨的万米高空中突遇前挡风玻璃破裂脱落，在这紧急关头，机长刘传健沉着冷静地率领机组人员奇迹般的安全迫降成都，挽救了近120名旅客及机组人员生命和国家财产安全。假设飞机挡风玻璃破裂时飞机的时速为900km/h，空中风速不计，万米高空空气密度约为，机长的面部面积约为，试估算机长面部受到的冲击力大小约为（ ）
A． B． C． D．
8．2023年4月25日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动，象征着我国的航天科技实力水平的进一步提升。假设某次航天员正执行出舱维修任务时，一维修扳手不慎脱手，脱手后以相对空间站的速度v沿直线向前飞出，航天员发现时，扳手已经飞出一段距离d。航天员立即启动喷气背包，压缩气体从背包喷口持续向后喷出，气体喷出的速度相对空间站恒定，航天员沿与扳手运动同一直线加速追及，经过一段时间t追上扳手。已知喷口的横截面积为S，喷出的压缩气体密度恒为，航天员连同整套舱外太空服的质量为M，不计喷气过程中航天员和装备总质量的变化。则气体喷出时相对空间站的速度为（ ）
A． B． C． D．
9．高压水枪竖直向上喷出的水柱，使一个质量为40kg的小铁盒开口向下顶在空中，如图所示，已知水以20m/s的恒定速率从横截面积为的水枪中持续喷出，向上运动并冲击铁盒后，以原速率竖直返回；忽略水与铁盒作用时水受到的重力的影响，水的密度为103kg/m3，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A．水冲击铁盒后以8m/s的速度返回
B．铁盒距水枪口的距离为15m
C．水枪的输出功率为6kW
D．水柱返回时做自由落体运动
10．人们常利用高压水枪洗车（如图），假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流量为Q（单位时间流出的水的体积），水流垂直射向汽车后速度变为0。已知水的密度为，则水流对汽车的平均冲击力为（ ）
A． B． C． D．
11．出现暴风雪天气时，配备航空燃油发动机的某型号“除雪车”以20km/h的速度匀速行驶，进行除雪作业。直径约为30cm的吹风口向侧面吹出速度约30m/s、温度约700℃、密度约的热空气。已知航空燃油的热值为，根据以上信息可以估算出以下哪个物理量（ ）
A．除雪车前进时受到的阻力
B．除雪车吹出热空气时受到的反冲力
C．除雪车进行除雪作业时消耗的功率
D．除雪车进行除雪作业时单位时间消耗的燃油质量
12．某实验小组用电池、电动机等器材自制风力小车，如图所示，叶片匀速旋转时将空
气以速度v向后排开，叶片旋转形成的圆面积为S，空气密度为ρ，下列说法正确的是（ ）
A．风力小车的原理是将风能转化为小车的动能
B．t时间内叶片排开的空气质量为ρSv
C．叶片匀速旋转时，空气对小车的推力为
D．叶片匀速旋转时，单位时间内空气流动的动能为
13．在夏季，青少年在漂流时喜欢用水枪（唧筒）打水仗，唧筒由拉杆和活塞组成，如图所示。在某次打水仗中，唧筒近距离水平对着某人的后背射出水流，速度为。水射到背部时有的水向四周溅散开，溅起时水平的速度大小为，方向与原来方向相反，其余的水留在人的身上。假设射出的水流没有遇到障碍时不散开，水的密度为。则此人背部被水射中部位单位面积受到的平均力的大小为（ ）
A． B． C． D．
14．近些年小型无人机发展迅速，在交通管理、航拍摄影、安防救援等方面都有广泛的应用。如图所示为某型号的无人机，它通过4个旋翼螺旋桨向外推动空气获得升力，假设质量为M的无人机在某次无风状态下飞行时，处于水平悬停状态，被推动的空气获得的速度为v，空气的密度为。忽略推出空气对机身的作用力，则下面说法正确的是（ ）
A．无人机对空气做功为
B．因为无人机的升力不做功，所以无人机消耗的功率为0
C．单位时间内推出空气的总质量为
D．每个螺旋桨转动时形成空气流动的圆面面积为
15．如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器，从里面的沙子全部在上部容器里开始计时，沙子均匀地自由下落，到沙子全部落到下部容器里时计时结束，不计空气阻力和沙子间的影响。对计时过程取两个时刻：时刻一，下部容器底部没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；时刻二，上、下容器内都有沙子，部分沙子正在做自由落体运动。下列说法正确的是（ ）
A．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
B．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小大于沙漏的总重力大小
C．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
D．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小
16．如图所示，是高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，列车由质量均为m的4节车厢组成，其中1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度。列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为。1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S，不计其他阻力，忽略2号、3号、4号车厢受到的空气阻力。当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，1号车厢对2号车厢的作用力大小为（ ）
A． B． C． D．
17．（多选）如图所示，某种气体分子束由质量为，速度为的分子组成，设各分子都向同一方向运动，垂直地打在某平面上后又以原速率反向弹回。如果分子束中每立方米的体积内有个分子，下列说法正确的是（ ）
A．单个分子与平面碰撞的过程中，动量的变化量的大小为0
B．单个分子与平面碰撞的过程中，平面对其做功为0
C．若计算分子束撞击平面单位面积上的压力，一定选取所有的分子为研究对象
D．分子束撞击的平面所受到的压强为
18．（多选）现在很多景区都有悬空大茶壶这一景观，如图甲所示，一把大茶壶不断向下“倒水”，大茶壶似乎没有任何支撑而悬空，小明参观后回到自己的DIY实验工坊，尝试做了如下实验，其原理如图乙所示，开口向下的水桶代替大茶壶，水桶下面有一水管，水桶的重心位于水管中心之上，水管内的水流忽略重力的影响而各处速度方向竖直向上，大小相等均为，水管的横截面积，水的密度为，假设水碰到水桶底部瞬间速度大小不变方向反向，忽略水流质量的损耗，水碰水桶底部过程忽略水的重力。阻力的影响，水桶处于悬停状态。下列说法正确的是（ ）
A．水桶的质量为60kg B．水桶的质量为40kg
C．连接水管的水泵输出功率为2kW D．连接水管的水泵输出功率为1.5kW
19．（多选）“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ρ，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横截面的气体体积为
C．若风速变为原来的，游客开始运动时的加速度大小为g
D．单位时间内风机做的功为
20．消防员用横截面积为S的喷水枪，喷出恒定流速为v的水流，水流垂直射向着火的墙体后，速度可视为0。水的密度为，水流的重力忽略不计。求：
（1）水枪在时间内喷出水的质量。
（2）墙体受到水流平均冲击力的大小。
