1.2动量定理基础达标（含解析）-2021-2022学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册（word含答案）

1.2动量定理基础达标（含解析）
一、单选题
1.网购贵重物品，收到的产品大多被较软的泡沫塑料包裹着，这样包装的目的是（?? ）
A.?减小碰撞过程中的动量变化量?????????????????????????????B.?延长碰撞过程中的作用时间
C.?为使产品看起来更上档次????????????????????????????????????D.?为减少和周围环境中的热传递
2.行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（?? ）
A.?增加了司机单位面积的受力大小?????????????????????????B.?减少了碰撞前后司机动量的变化量
C.?将司机的动能全部转换成汽车的动能??????????????????D.?延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
3.古时有“守株待兔”的寓言．假设兔子质量约为2kg,以15m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1m/s，则兔子受到撞击力的冲量大小为（???? ）
A.?28 N·s?????????????????????????????????B.?29N·s?????????????????????????????????C.?31 N·s?????????????????????????????????D.?32 N·s
4.鸟撞飞机是导致空难的重要因素之一。假设在某次空难中，鸟的质量为0.6kg，飞行的速度为3m/s，迎面撞上速度为720km/h的飞机，对飞机的撞击力达到1.6×106N。则鸟撞飞机的作用时间大约为（?? ）
A.?7.6×10-6s?????????????????????????B.?7.6×10-5s?????????????????????????C.?1.5×10-5s?????????????????????????D.?1.5×10-4s
5.2019年8月11日超强台风“利奇马”登陆青岛，导致部分高层建筑顶部的广告牌损毁。台风“利奇马”登陆时的最大风力为11级，最大风速为30m/s。某高层建筑顶部广告牌的尺寸为：高5m、宽20m，空气密度ρ=1.2kg/m3 ， 空气吹到广告牌上后速度瞬间减为0，则该广告牌受到的最大风力约为（?? ）
A.?? 3.9×103N?????????????????????????B.?1.2×105N?????????????????????????C.?1.0×104N?????????????????????????D.?9.0×l04N
6.2019年8月11日超强台风“利奇马”登陆青岛，导致部分高层建筑顶部的广告牌损毁。台风“利奇马”登陆时的最大风力为11级，最大风速为30m/s。某高层建筑顶部广告牌的尺寸为：高5m、宽20m，空气密度 ρ=1.2kg/m3 ，空气吹到广告牌上后速度瞬间减为0，则该广告牌受到的最大风力约为（?? ）
A.?? 3.6×103N??????????????????????B.?1.1×105N??????????????????????C.?1.0×104N??????????????????????D.?9.0×104N
7.一物体在合外力F的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示，物体在t0和2t0时刻，物体的动能分别为Ek1、Ek2 ， 物块的动量分别为p1、p2 ， 则（?? ）
A.?Ek2＝8Ek1 ， p2＝4p1??? ????????????????????????????????????B.?Ek2＝3Ek1 ， p2＝3p1
C.?Ek2＝9Ek1 ， p2＝3p1??? ????????????????????????????????????D.?Ek2＝3Ek1 ， p2＝2p1
8.如图所示，物体A和B用轻绳相连后通过轻质弹簧悬挂在天花板上，物体A的质量为m，物体B的质量为M，当连接物体A、B的绳子突然断开后，物体A上升到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，在这一段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为（??? ）
A.?mv??????????????????????????????B.?mv?Mu??????????????????????????????C.?mv+Mu??????????????????????????????D.?mv+mu
9.将一个质量为m的小球，以一定的初速度 v0 斜向上抛出，小球在空中运动t时间内的动量改变量大小为（不计空气阻力，重力加速度为g）（?? ）
A.?mv0??????????????????????????????????B.?2mv0??????????????????????????????????C.?mgt??????????????????????????????????D.?mgt+mv0
10.“飞针穿玻璃”是一项高难度的绝技表演，曾度引起质疑。为了研究该问题，以下测量能够得出飞针在穿越玻璃的时间内，对玻璃平均冲击力大小的是（ ??）
A.?测出玻璃厚度和飞针穿越玻璃前后的速度
B.?测出玻璃厚度和飞针穿越玻璃所用的时间
C.?测出飞针质量、玻璃厚度和飞针穿越玻璃所用的时间
D.?测出飞针质量、飞针穿越玻璃所用时间和穿越玻璃前后的速度
11.降雨量是一种重要的气象要素，它是指在一定时间内降落到地面的水层深度，单位时间内的降雨量称降雨强度．已知雨滴密度为1×103kg/m3 ， 竖直下落的速度为8m/s，撞击玻璃后无反弹，现将一块面积为0.25m2的玻璃水平放置在室外，当降雨强度为1 mm/min时雨水对玻璃的作用力大小为（ ??）
A.?2N????????????????????????????????????B.?33N????????????????????????????????????C.?0.033N????????????????????????????????????D.?3.3N
12.在光滑的水平面上有两个质量均为m的小球A和B,B球静止,A球以速度v和B球发生碰撞.碰后两球交换速度.则A、B球动量的改变量△PA、△PB和A、B系统的总动量的改变量△P为（?? ）
A.?△PA=mv,△PB=-mv,△p=2mv???????????????????????????????B.?△PA=mv, △PB=-mv,△P=0
C.?△PA=0, △PB=mv, △P=mv???????????????????????????????????D.?△PA=-mv,△PB=mv, △P=0
13.质.量相同的三个小球,在光滑水平面上以相同的速度运动,分别与原来静止的三个小球A、B、C相碰（a碰A,b碰B,c碰C）.碰后,a球继续沿原来方向运动；b球静止；c被反弹而向后运动.这时,A、B、C三球中动量最大的是（?? ）
A.?A球???????????????????????????????B.?B球???????????????????????????????C.?C球???????????????????????????????D.?条件不足,无法判断
14.如图所示，一个质量为0.8kg的物块沿光滑水平地面以v1=4m/s的速度向右运动，与竖直墙壁碰撞后以v2=3m/s的速度弹回，物块与墙壁发生相互作用的时间为0.1s，以向右为正方向。则（　　）
A.?碰撞前后，物块的速度变化量为1m/s
B.?碰撞过程中，物块的动量变化量为-5.6kg·m/s
C.?碰撞过程中，物块受到的平均作用力为-14N
D.?物块与墙壁之间发生的碰撞为弹性碰撞
15.一质量为m的物体静止在光滑水平面上，在水平力F作用下，经时间t，通过位移L后，动量变为P、动能变为Ek ． 若上述过程F不变，物体的质量变为 m2 ，以下说法正确的是（??? ）
A.?经过时间2t，物体动量变为2P B.?经过位移2L，物体动量变为2P
C.?经过时间2t，物体动能变为2Ek D.?经过位移2L，物体动能变为2Ek
16.电影《夺冠》通过选取中国女排这个极富时代特色的题材，展现女排队员们的生活和训练细节,让观众被一个个活生生的中国女排形象所感动。设一位质量为m的女排运动员从静止下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，重心上升高度为h。在此过程中（重力加速度大小为g）（?? ）
A.?地面对她做的功为 12 mv2＋mgh B.?地面对她的冲量大小为mv+mgΔt
C.?地面对她的冲量大小为mv D.?地面对她的冲量大小为mv－mgΔt
二、综合题
17.据媒体报道，某型号手机带有屏幕保护器，保护装置设置在屏幕的4 个角，由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成，一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知手机掉落，屏幕保护器会自动弹出，并完全吸收手机撞击地面的能量，避免手机屏幕直接接触地面而损坏。若该手机的质量为180g ，从距地面 3. 2m 处自由掉落，保护器撞击地面的时间为0. 05s 。不计空气阻力，手机可看成质点，取 g = 10 m/s2.。求：
（1）手机落地前瞬间的速度大小；
（2）地面对手机的平均作用力。
18.第24届冬季奥林匹克运动会，将于2022年2月4日在北京和张家口联合举行，北京也将成为奥运史上首个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市，跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一、如图，跳台滑雪赛道由跳台A、助滑道AB、着陆坡BC和停止区CD等部分组成。比赛中，质量m=60kg的某运动员从跳台A处由静止下滑，运动到B处后水平飞出，在空中飞行了t1=4.5s落在着陆坡上的P点。动员从刚接触P点到开始沿着陆坡向下滑行，经历的时间t2=0.8s。已知着陆坡的倾角 α=37° ，重力加速度g=10m/s2 ， 不计运动员在滑道上受到的摩擦阻力及空气阻力，求：
（1）助滑道AB的落差h；
（2）运动员在着陆坡上着陆过程中，着陆坡对运动员的平均冲击力大小。
19.如图所示，间距 L=1m 的平行且足够长的导轨由倾斜、水平两部分组成，倾斜部分倾角 θ=37° ，在倾斜导轨顶端连接一阻值 R=1Ω 的定值电阻，质量 m=1kg 的金属杆 MN 垂直导轨放置且始终接触良好，并在整个区域加一垂直于倾斜轨道所在斜面向下、磁感应强度 B=1T 的匀强磁场.现让金属杆 MN 从距水平面高度 ?=1.2m 处由静止释放，金属杆在倾斜导轨上先加速再匀速运动，然后进入水平导轨部分，再经过位移 x=1m 速度减为零.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数 μ=0.5 ，导轨与金属杆的电阻不计，金属棒在导轨两部分衔接点机械能损失忽略不计，重力加速度 g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8 .求：
（1）金属杆匀速运动时的速度大小；
（2）金属杆在倾斜导轨运动阶段，通过电阻R的电量和电阻R产生的焦耳热；
（3）金属杆水平导轨上运动时所受摩擦力的冲量大小.
答案解析
1.【答案】 B
【解析】假设物品被摔落到地面，则物品动量变化是一定的，在包装中加较软的泡沫塑料可以增加物品和地面的作用时间，从而延长碰撞过程中的作用时间，减小作用力。
故答案为：B。
2.【答案】 D
【解析】A．因安全气囊充气后，受力面积增大，故减小了司机单位面积的受力大小，A不符合题意；
B．有无安全气囊司机初动量和末动量均相同，所以动量的改变量也相同，B不符合题意；
C．因有安全气囊的存在，司机和安全气囊接触后会有一部分动能转化为气体的内能，不能全部转化成汽车的动能，C不符合题意；
D．因为安全气囊充气后面积增大，司机的受力面积也增大，在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲故增加了作用时间，D符合题意。
故答案为：D。
3.【答案】 D
【解析】设初速度方向为正方向，则由题意可知，初速度v0=15m/s；末速度为v=-1m/s；则由动量定理可知：I=mv-mv0=-2-2×15=-32N?s；
故答案为：D．
4.【答案】 B
【解析】设碰撞过程鸟撞击飞机的作用时间为t，则根据动量定理 Ft=m?Δv
整理可得 t=mΔvF=0.6×(200+3)1.6×106s≈7.6×10?5s
故答案为：B。
5.【答案】 B
【解析】广告牌的面积S=5×20m2=100m2
设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有：m=ρSvt
根据动量定理有：－Ft=0－mv=0－ρSv2t
得：F=ρSv2
代入数据解得F≈1.2×105N
B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
6.【答案】 B
【解析】广告牌的面积S=5×20m2=100m2
设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有m=ρSvt
根据动量定理有-Ft=0-mv=0-ρSv2t
得 F=ρSv2≈1.1×105N
故答案为：B。
7.【答案】 C
【解析】解：根据动量定理得：0﹣t0内：F0t0＝mv1 …①
t0﹣2t0内：2F0t0＝mv2﹣mv1…②
由②①解得：v1：v2＝1：3
由p＝mv得：p2＝3p1
由Ek＝ 12mv2 得：Ek1＝ 12mv12
Ek2＝ 12mv22
解得：Ek2＝9Ek1。
故答案为：C。
8.【答案】 D
【解析】以向上为正方向，在这一段时间里，对物体B由动量定理得 ?Mgt=?Mu?0
在这一段时间里，对物体A由动量定理得 I?mgt=mv?0
解得 I=m(v+u)
D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
9.【答案】 C
【解析】由于小球作曲线运动,不知道末速度,故只能根据动量定理求解,根据动量定理可知，小球动量变化等于重力的冲量,即 Δp=mgt ，C符合题意。
故答案为：C
10.【答案】 D
【解析】在“飞针穿玻璃”的过程中，由动量定理得： ?Ft=mv2?mv1 ，故因测出飞针质量、飞针穿越玻璃所用时间和穿越玻璃前后的速度，故D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D
11.【答案】 C
【解析】当降雨强度为1mm/min时雨水质量为 m=ρSl=1.0×103×0.25×10?3kg=0.25kg
取竖直向下为正方向，由动量定理得 ?Ft=0?mv
得 F=mvt=0.25×860N=0.033N
故答案为：C
12.【答案】 D
【解析】碰撞前，A动量为：pA=mv，B动量为零，系统的总动量为mv；碰撞后，A动量为零，B动量为pB=mv，系统的总动量为mv；A球动量的改变量△pA=0-mv=-mv；B球动量的改变量△pB=mv-0=mv；A、B系统的总动量的改变△p为0，
故答案为：D。
13.【答案】 C
【解析】若两个小球相碰等量守恒，由 △p1=?△p2 ，被碰三个小球获得的动量等于a、b、c小球动量的变化量，小球c动量变化量大，所以C球获得的动量大.
故答案为：C
14.【答案】 B
【解析】A．碰撞前后，物块的速度变化量为 Δv=v2?v1=?3m/s?4m/s=?7m/s
A不符合题意；
B．碰撞过程中，物块的动量变化量为 ΔP=mΔv=0.8×(?7)kg?m/s=?5.6kg?m/s
B符合题意；
C．由动能定理可知碰撞过程中，物块受到的平均作用力为 FΔt=ΔP
F=ΔPΔt=?5.60.1N=?56N 方向向左，C不符合题意；
D．碰撞前后速度大小变化，能量减少，为非弹性碰撞，D不符合题意；
故答案为：B。
15.【答案】 A,D
【解析】以初速度方向为正方向，根据动量定理，有：Ft=P，故时间变为2t后，动量变为2P，A符合题意；根据 Ek＝P22m ?，动量变为2倍，质量减半，故动能变为8Ek ， C不符合题意；经过位移2L，根据动能定理，有：FL=Ek ， 故位移变为2倍后，动能变为2Ek ， D符合题意；根据 P=2mEk ?，动能变为2倍，质量减半，故动量不变，B不符合题意；
故答案为：AD.
16.【答案】 B
【解析】A．地面对她做的功为0，因为作用点没有位移，A不符合题意；
BCD．人的速度原来为零，起跳后变化v，则由动量定理可得：I-mg△t=△mv=mv，故地面对人的冲量为I=mv+mg△t，B符合题意CD不符合题意。
故答案为：B。
17.【答案】 （1）手机落地前做自由落体运动，有 v2=2g?
代入数据得 v=8m/s
（2）手机与地面碰撞过程中，取竖直向下为正方向由动量定理有 (mg?F)t=0?mv
代入数据得 F=30.6N
方向竖直向上
【解析】（1）手机做自由落体运动，利用速度位移公式可以求出落地瞬间速度的大小；
（2）手机与地面碰撞的过程，利用动量定理可以求出地面对手机平均作用力的大小。
18.【答案】 （1）解：设运动员从B点飞出的速度为v0 ， 到达P点时竖直速度为vy ， 方向与水平方向间夹角为θ，有 vy=gt1
tanθ=vyv0
由平抛运动的推论可得 tanθ=2tanα
由机械能守恒可得 mg?=12mv02
联立可解得h=45m
（2）解：设运动员着陆过程中着陆坡对运动员的平均冲击力大小为F，垂直于坡的方向，由动量定理可得 (F?mgcosα)?t2=m(vycosα?v0sinα)
解得F=1830N。
【解析】（1）运动员从B点离开后做平抛运动，利用平抛运动的速度公式可以求出平抛运动的初速度，结合从A到B过程的机械能守恒可以求出下落的高度；
（2）运动员在着陆坡上受到了斜面的冲击力，利用动量定理可以求出平均冲击力的大小。
19.【答案】 （1）解：金属杆匀速运动时合力为零 mgsinθ?μmgcosθ?BImL=0 ， Im=BLvmR
解得： vm=2m/s
（2）解：通过电阻R的电量 q=It=ΔΦR?ΔtΔt=ΔΦR
解得： q=?LBsinθ=2C
根据能量守恒，电阻R产生的焦耳热 Q=mg??12mvm2?μmgcosθ??sinθ
解得： Q=2J
（3）解：根据动量定理 0?mvm=?If?BILcosθ?Δt'=?If?BLq'cosθ
且 q'=BLxsinθR
解得： If=1.52N?s
【解析】（1）金属棒匀速运动时，其合力等于0，利用金属棒的平衡方程可以求出匀速运动的速度大小；
（2）金属棒在倾斜轨道运动的过程，利用磁通量变化量结合电阻的大小可以求出电荷量的大小；利用能量守恒定律可以求出电阻产生的焦耳热大小；
（3）金属棒在水平导轨上，由于摩擦力的冲量导致其冲量减小，利用动量定理可以求出摩擦力冲量的大小。