鲁科版高中物理选修3-5　第一章 第1节 动量定理测试卷（AB卷）

鲁科版高中物理选修3-5第一章 第一单元 动量定理测试卷（AB卷）
动量定理A卷

1．质量为1 kg的物体做直线运动，其速度—时间图象如图所示。则物体在前10 s内和后10 s内所受外力的冲量分别是（ ）
A．10 N·s，10 N·s B．10 N·s，-10 N·s
C．0，0 D．0，-10 N·s
2． 最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为（ ）
A．1.6×102 kg B．1.6×103 kg C．1.6×105 kg D．1.6×106 kg
3．如图，在光滑水平面上静止放着两个完全相同的相互接触但不粘连的木块A、B，质量均为m，今有一子弹水平穿过两木块。设子弹穿过木块A、B的时间分别为t1和t2，木块对子弹的阻力恒为f，则以下说法正确的是（ ）
A．子弹穿过木块后，A、B速度相等
B．子弹穿过两木块的时间t1>t2
C．子弹穿过两木块过程中损失的动能相等
D．子弹穿出木块后，B的速度大小为
4． 如图所示,质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h的B点速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的有（ ）
A．重力和阻力的冲量大小相等
B．小球克服阻力做的功为mgh
C．小球所受阻力的冲量等于
D．小球机械能减少了mg(H+h)
5．如图所示，竖直面内有一个固定圆环，MN是它在竖直方向上的直径，两根光滑滑轨MP、QN的端点都在圆周上，MP>QN。将两个完全相同的小滑块a、b分别从M、Q两点无初速度释放，在它们各自沿MP、QN运动到圆周上的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．合力对两滑块的冲量相同 B．重力对两滑块的冲量相同
C．弹力对a滑块的冲量较小 D．两滑块的动量变化大小相同

6．(多选）一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（ ）
A．时物块的速率为1 m/s
B．时物块的动量大小为4 kg·m/s
C．时物块的动量大小为5 kg·m/s
D．时物块的速度为零
7．(多选）质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动，经过时间t，下降的高度为h，速度变为v，在这段时间内物体动量变化量的大小为（ ）
A．m(v－v0)　　　 B．mgt C．m 　 D．m
8． 2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如图所示，倾角为37°的长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接， C是半径R＝20 m圆弧的最低点。质量m＝60 kg 的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a＝5 m/s2，到达B点时速度vB＝30 m/s，到达C点时受到轨道的支持力FN=3900N。取重力加速度g＝10 m/s2。
(1)求运动员在AB段所摩擦力的冲量I的大小；
(2)若不计BC段的阻力，求滑到BC高度h。






9．质量为60 kg的人，不慎从高空支架上跌落。由于弹性安全带的保护，使他悬挂在空中。已知安全带长5米，其缓冲时间为1.5秒，则安全带受到的平均冲力为多少？（g取10 m/s2）




10．光滑水平面上放着质量mA=1 kg的物块A与质量mB=2 kg的物块B，A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与A、B均不拴接），用手挡住B不动，此时弹簧弹性势能EP=49 J。在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示.放手后B向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径R=0.5 m，B恰能到达最高点C。取g=10 m/s2，求：
（1）绳拉断后瞬间B的速度vB的大小；
（2）绳拉断过程绳对B的冲量I的大小；
（3）绳拉断过程绳对A所做的功W。


动量定理B卷

1．在任何相等的时间内，物体动量的变化量总是相同（不为零），则这种运动不可能是（ ）
A．平抛运动 B．匀速圆周运动
C．自由落体运动 D．汽车匀做加速直线运动

2．高空坠物极易对行人造成伤害，若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（ ）
A．10 N B．102 N 103 N 104

3．滑板和小孩的总质量为M，初始小孩和滑板均处于静止状态，忽略滑板与地面间的摩擦。小孩沿水平方向跃离滑板，离开滑板时的速度大小为v，已知滑板质量为m，则此时滑板的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示是一种弹射装置，弹丸的质量为m，底座的质量M＝3m，开始时均处于静止状态，当弹簧释放将弹丸以对地速度v向左发射出去后，底座反冲速度的大小为 v，则摩擦力对底座的冲量为（ ）
A．0　 B．mv，方向向左
C．mv，方向向右 D．mv，方向向左

5．(多选）古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于两倍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，碰后兔子不反弹，取g=10 m/s2，则被撞死的免子的奔跑的速度可能是（ ）
A．3 m/s B．3.5 m/s C．4 m/s D．4.5 m/s
6．(多选）在光滑水平面上，原来静止的物体在水平力F的作用下，经过时间t、通过位移l后，动能变为Ek、动量变为P。以下说法正确的是（ ）
A．在F作用下，这个物体经过位移2l，其动量将等于2P
B．在F作用下，这个物体经过时间2t，其动量将等于2P
C．在F作用下，这个物体经过时间2t，其动能将等于2Ek
D．在F作用下，这个物体经过位移2l，其动能将等于2Ek
7．蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60 kg的运动员，从离水平网面1.25 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面1.8 m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2 s，若把这段时间内网对运动员的作用力当成恒力处理，则此力的大小为 。(g取10 m/s2)

8．一艘宇宙飞船以v=1.0×104 m/s的速度进入密度为 ρ=2.0×10-7 kg/m3的微陨石流中，如果飞船在垂直于运动方向上的最大截面积S=5 m2，且认为微陨石与飞船碰撞后都附着在飞船上。为使飞船的速度保持不变，飞船的牵引力应为 N 。

9．物体A和B用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动，如图甲所示。A的质量为m，B的质量为m'。当连接A、B的绳突然断开后，物体A上升经某一位置时的速度大小为v，这时物体B下落速度大小为u，如图乙所示。试求：在这段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量。







10. 根据量子理论，光子的能量E与动量P之间的关系式为E＝Pc，其中c表示光速，由于光子有动量，照到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强，这就是“光压”，用I表示。
(1)一台二氧化碳气体激光器发出的激光，功率为P0，射出的光束的横截面积为S，当它垂直照射到一物体表面并被物体全部反射时，激光对物体表面的压力F＝2pN，其中p表示光子的动量，N表示单位时间内激光器射出的光子数，试用P0和S表示该束激光对物体产生的光压；
(2)有人设想在宇宙探测中用光为动力推动探测器加速，探测器上安装有面积极大、反射率极高的薄膜，并让它正对太阳，已知太阳光照射薄膜时每平方米面积上的辐射功率为1.35×103 W，探测器和薄膜的总质量为m＝100 kg，薄膜面积为4×104 m2，c＝3×108 m/s，求此时探测器的加速度大小。







参考答案

动量定理A

1． D 2． B 3．D　4．AD 5． BC
【解析】由“等时圆”模型可知两滑块同时到达滑轨底端，合力F=mgsinθ(θ为滑轨倾角)，Fa>Fb，因此合力对a滑块的冲量较大，a滑块的动量变化较大，A、D错误；重力的冲量大小、方向都相同，B正确，弹力FN=mgcos θ， Fa < Fb，因此弹力对a滑块的冲量较小，C正确。
6．AB
【解析】由题目可知，，动量定理，可知
时，，代入数据可得，故A正确；
时，，代入数据可得，故B正确；
时，，代入数据可得，故错误；
时，由，代入数据可得
，故D错误。
7． BCD
8．【解析】
（1）运动员在AB段运动时由牛顿第二定律得
设运动员在AB段运动时间为t，，摩擦力对运动员的冲量，解得
(2)在C点时，运动员从B到C的运动过程由动能定理得
解得
9．【解析】人下落5 m的速度为，
由动量定理可得：，则。
10．【解析】
（1）设B在绳被拉断后瞬间的速度为vB，到达C时的速度为vC，有：
mBg=mB ① mBvB2=mBvC2+2mBgR ②
代入数据得vB=5 m/s ③
（2）设弹簧恢复到自然长度时B的速度为v1，取水平向右为正方向，有Ep=mBv12 ④
I=mBvB-mBv1 ⑤ 代入数据得I = -4 N·s，其大小为4 N·s? ⑥
（3）设绳断后A的速度为vA，取水平向右为正方向，有mBv1=mBvB+mAvA ⑦
W=mAvA2 ⑧ 代入数据得W=8 J ⑨
动量定理B

1.B 2． C 3. D 4．B
5．CD
【解析】根据题意建立模型，设兔子与树桩的撞击力为F，兔子撞击后速度为零，根据动量定理有Ft＝mv，所以，v＝＝2＝2gt＝4m/s，故选C、D.
6．BD　
【解析】由动量定理知：F·t＝p，由动能定理知：F·l＝Ek，由动能与动量的关系Ek＝或p＝可知，在F作用下，当位移变为2l，其动量将等于p，动能将变为2Ek；在F作用下，经时间2t，其动量变为2p，其动能变为4Ek，故正确选项为B、D。
7．答案：1.15×103 N
【解析】运动员刚接触网时速度的大小v1= 5m/s，方向向下，
刚离网时速度的大小v2= 6m/s，方向向上。
运动员与网接触的过程，设网对运动员的作用力为F。对运动员由动量定理(以向上为正方向)有: (F-mg)Δt=mv2-(-mv1)， 解得F=1.15×103 N，方向向上。
8．答案:100 N
【解析】设t时间内附着在飞船上的微陨石总质量为Δm，则Δm=ρSvt①
这些微陨石由静止至随飞船一起运动，其动量增加是受飞船对其作用的结果，由动量定理有Ft=Δp=Δmv②
则微陨石对飞船的冲量大小也为Ft，为使飞船速度保持不变，飞船应增加的牵引力为ΔF=F③
综合①②③并代入数值得ΔF=100 N，即飞船的牵引力应为100 N。
9． 【解析】解法一:对A有I弹-mgt=mv，对B有m'gt=m'u，
解得弹簧弹力的冲量I弹=mv+mu。
解法二:对A、B系统有I弹-(mg+m'g)t=mv-m'u，m'gt=m'u，联立解得I弹=mv+mu。
10. 【解析】(1)在单位时间内，功率为P0的激光的总能量为
P0×t＝NE＝Npc t=1s
所以p＝t
由题意可知，激光对物体表面的压力Ft＝2pN
故激光对物体产生的光压I＝＝。
(2)由(1)可知I＝＝ Pa＝9×10－6 Pa
所以探测器受到的光的总压力FN＝IS膜
对探测器应用牛顿第二定律有FN＝ma
故此时探测器的加速度a＝＝ m/s2＝3.6×10－3 m/s2。
答案：(1)　(2)3.6×10－3 m/s2